سيكون حول اعتماد ضغط الإطارات على درجة حرارة الهواء.
قليلون يتذكرون (هذا برنامج مدرسيفيزياء) أن التمدد الحراري للغازات هو نفسه لأي غاز وهو قيمة ثابتة عمليًا. وفقًا لقانون الفيزيائي والكيميائي الفرنسي الشهير جوزيف لويس جاي لوساك ، فإن حجم الزيادة في الغاز يتناسب طرديًا مع الزيادة في درجة الحرارة ، حتى مع حدوث انخفاض كبير في درجات الحرارة. تؤدي زيادة حجم الغاز في وعاء مغلق إلى زيادة الضغط. معامل التمدد الحجمي للغازات قيمة ثابتة وهو نفسه لجميع الغازات.
من المعروف أنه عندما ترتفع درجة حرارة الهواء بمقدار 8 درجات ، يزداد ضغط الإطارات بحوالي 0.1 بار.
وهذا هو سبب نفخ الإطارات بالنيتروجين أو بخليط خاص غازات (غازاخترع للعملاء الأذكياء) لا يضمن استقرار ضغط الإطارات أثناء تقلبات درجات الحرارة.
أعطت تجربة صغيرة أجريت على سيارته نتائج مثيرة للاهتمام.
كيف سيتغير ضغط الهواء في الإطارات مع زيادة درجة الحرارة؟
صباح. 13 أبريل. + 5. تم التقاط الصورة في الموقف بعد أن كانت السيارة متوقفة عن العمل في الليل. السماء صافية فيكون النهار مشمسًا ودافئًا.
اخترت العجلة اليسرى الخلفية كاختبار واحد. لأن إذا كانت السيارة تعمل بالدفع بالعجلات الأمامية ، فإن ضغط الهواء في العجلة على المحور الخلفي للسيارة غير المحملة يعتمد على الأقل على التسارع والتباطؤ ، حيث يتم تطبيق لحظاته على عجلات المحور الأمامي إلى حد كبير ، وبالتالي زيادة احترارهم.
عند البرودة ، يكون الضغط 2.0 بار (مصحح بشكل خاص)
وأترك للعمل. أكثر من 50 كيلومترا في المستقبل. عند وصولي إلى العمل ، أقوم فورًا بإعادة قياس الضغط في إطار الاختبار. الإطارات دافئة قليلاً فقط.
الضغط قفز إلى 2.15 بار! يعمل الفيزياء. 
الوقت يطير ، والشمس تدفئ. الجو يسخن في الربيع +16!
أغادر وأنتقل بنشاط إلى وجهتي في حركة المرور في المدينة.
بينما كنت أقود السيارة إلى وجهتي ، لاحظت وجود مطبات صغيرة ومفاصل وحفر عرضية ، حيث تمر السيارة بقوة أكبر مما كانت عليه في الصباح.
بعد 35 كم ، أوقف السيارة في ساحة انتظار كبيرة أسفلتية وأخذ قراءة الضغط على الفور في إطار اختبار.
2.25 بار! - هذه بالفعل زيادة مناسبة في الضغط (+0.25 بار من الأصل) ، مما يؤثر على راحة القيادة والتعامل مع السيارة.
يتم تقليل الراحة إلى حد ما ، وزيادة المناورة.
بعد ذلك بقليل تركت المسار وأعود إلى المنزل بسرعة. السرعة هي 160-180 كم / ساعة على أقسام خالية من طريق سريع مكون من 4 حارات ونشط 100-140 كم / ساعة في قسم من مسارين من الطريق السريع. خارج النافذة +18. مشمس.
بعد التوقف ، قياس ضغط آخر هو 2.30 بار.
+0.05 بار - زيادة طفيفة مقارنة بالقيادة في المدن. 
تشير الزيادة الطفيفة في الضغط في وضع الطريق السريع إلى أن لديها معاملًا صغيرًا لمقاومة التدحرج ، وبالتالي لا تسخن نفسها بسبب الاحتكاك الداخلي. بالتأكيد على سرعات عاليةيتم تنفيذ دور الرادياتير بشكل رائع بواسطة الواقي نفسه بهيكل متطور لقنوات الصرف (وهي الآن تستنزف الهواء).
خاتمة: فقط راقب الضغط الأولي في الإطارات ، وستقوم الفيزياء بتعديل قيمته الحالية. إذا انخفضت درجة حرارة الهواء بأكثر من 15 درجة ، فتأكد من تصحيح الضغط الأولي في الإطارات الباردة لتجنب حدوث ومظاهر الانزعاج المفرط أثناء القيادة.
لا تنسى زيادة ضغط الإطارات عند تحميل السيارة بالكامل حسب متطلبات مصنع الشركة المصنعة للسيارة.
الإطارات تحمل وزن سيارتك ، أليس كذلك؟ لا ليس مثل هذا! وزن الآلة مدعوم بالهواء الموجود فيها. إذا كنت تريد أن تعمل إطاراتك بأفضل ما لديها من حيث المناولة والتماسك والمتانة ، فتأكد من نفخها جيدًا في جميع الأوقات.
لسوء الحظ ، لا يمكنك فقط ضخ الإطارات ونسيانها! يجب مراقبة الضغط بشكل دوري للتأكد من أنه لم يتغير بمرور الوقت بسبب درجة الحرارة المحيطة أو الثقب الكامن.
الضغط المشار إليه في دليل خدمة سيارتك أو لوحة المعلومات هو ضغط الإطارات البارد الموصى به. هذا يعني التحقق من ذلك في الصباح ، قبل القيام برحلة طويلة ، أو قبل أن تقوم الشمس أو ارتفاع درجة حرارة الهواء بتدفئة الإطار.
نظرًا لأن الهواء مادة غازية ، فإنه يتمدد عند تسخينه ويتقلص عند تبريده. لذلك ، في معظم مناطق روسيا في الخريف وأوائل الشتاء ، تحتاج إلى مراقبة الضغط بعناية: الأيام تصبح أقصر ، ودرجة حرارة الهواء تنخفض - والضغط في إطارات سيارتك يتناقص!
عندما تتغير درجة الحرارة المحيطة بمقدار 8 درجات مئوية ، سيتغير ضغط الإطارات بنحو 0.1 ضغط جوي. (تزداد مع ارتفاع درجة الحرارة وانخفاضها مع انخفاض درجة الحرارة).
في معظم مناطق روسيا ، يبلغ الفرق بين متوسط درجات الحرارة في الصيف والشتاء حوالي 28 درجة مئوية ، وبالتالي ، مع تحديد درجات الحرارة في الشتاء ، ينخفض الضغط بنحو 0.35 ضغط جوي. والعيب 0.35 أجهزة الصراف الآلي. يؤثر بالفعل بشكل كبير على المناولة والقبضة والتآكل!
علاوة على ذلك ، فإن الفرق بين البرد درجة حرارة الليلودافئ النهار في معظم مناطق البلاد حوالي 11 درجة مئوية. هذا يعني أن الضغط الذي تم ضبطه في الصباح سيكون حوالي 0.13 ضغط جوي ظهراً. أعلى (إذا كانت السيارة متوقفة في الظل). وسيكون كل شيء على ما يرام ، ولكن إذا قمت بضخ العجلة في يوم حار بعد الظهر ، فسيكون الضغط في الإطار البارد في صباح اليوم التالي 0.13 ضغط جوي. أقل.
وأخيرًا ، إذا كانت السيارة متوقفة في الشمس ، فسوف يزداد الضغط بشكل مصطنع لفترة قصيرة تحت تأثير حرارتها.
قررنا اختبار النظرية في الممارسة. قمنا أولاً بتركيب إطارين على الحافات وتركناهما طوال الليل لموازنة واستقرار درجات الحرارة والضغوط. في صباح اليوم التالي قمنا بضخ ما يصل إلى 2.45 صراف آلي. تم وضع عجلة في الظل والأخرى تعرضت للشمس. خلال النهار قمنا بقياس درجة حرارة الهواء ودرجة حرارة الإطارات وضغط الإطارات. مع ارتفاع درجة الحرارة خلال النهار من 19 درجة مئوية إلى 30 درجة مئوية ، ارتفع الضغط في الإطار ، الذي كان في الظل ، من 2.45 إلى 2.55 ضغط جوي. يتم تسخين الإطارات الموضوعة في الشمس بسبب الإشعاع الحراري ودرجة حرارة الهواء. في ذلك ، زاد الضغط من 2.45 إلى 2.79 ضغط جوي. في كلتا الحالتين ، إذا قمنا بتعيين الضغط المطلوب عند الظهر ، فستكون القيم في صباح اليوم التالي 0.1 - 0.35 ضغط جوي. أقل.
ثم درسنا تأثير تسخين الإطارات أثناء القيادة. قررنا التخلص من العوامل المتقلبة التي تحدث في ظروف الطريق واختبرناها على منصة اختبار أسطوانة "التسخين" للإطارات الرياضية. تقليد ظروف حقيقيةالحركة ، تتدحرج العجلة على بكرات الحامل تحت الحمل. سجلنا التغير في الضغط كل خمس دقائق. تم نفخ إطارات الاختبار إلى 1.0 ؛ 1.4 ؛ 1.7 و 2.0 أجهزة الصراف الآلي. وبنفس الحمل ، ارتفع الضغط في جميع الإطارات بنحو 0.07 ضغط جوي. كل 5 دقائق خلال أول 20 دقيقة من القيادة. ثم استقر الضغط ولم يرتفع فوق 0.07 ضغط جوي. خلال العشرين دقيقة القادمة. هذا يعني أنه حتى لو قمت برحلة قصيرة لتضخيم الإطارات في أقرب محطة وقود ، فقد تفقد في صباح اليوم التالي بضعة أعشار من الغلاف الجوي في العجلات.
ضع كل ما سبق معًا وستفهم ماذا تختار الظروف المناسبةيكاد يكون نفخ الإطارات بنفس أهمية نفخها.
من المهم أن تتذكر أن ضغط الإطارات الموصى به لسيارتك هو ضغط الإطارات "البارد". تحتاج إلى التحقق منه في الصباح ، قبل أن تتغلب على عشرة كيلومترات ، أو قبل أن يتغير تحت تأثير درجة حرارة الهواء وضوء الشمس.
وبالمناسبة ، إذا كنت تعيش في الشمال وأوقفت سيارتك في مرآب مُدفأ ، فستبدأ في الشتاء بفقدان الضغط بمجرد مغادرة الغرفة الدافئة. أضف 0.1 atm إلى ضغط الإطارات البارد. لكل 10 درجات مئوية اختلاف في درجة حرارة الهواء في الخارج وفي المرآب.
تعليمات
من المعتاد التمييز بين المناخات الجبلية وجبال الألب. الأول نموذجي للارتفاعات الأقل من 3000-4000 متر ، والثاني - للمستويات الأعلى. وتجدر الإشارة إلى أن الظروف المناخية على الهضاب الشاسعة الشاسعة تختلف اختلافًا كبيرًا عن الظروف على المنحدرات الجبلية أو في الوديان أو على قمم فردية. بالطبع ، تختلف أيضًا عن الظروف المناخية المميزة للجو الحر فوق السهول. تتغير الرطوبة والضغط الجوي والأمطار ودرجة الحرارة بشدة مع الارتفاع.
مع زيادة الارتفاع ، تنخفض كثافة الهواء والضغط الجوي ، بالإضافة إلى انخفاض محتوى الغبار وبخار الماء في الهواء ، مما يزيد بشكل كبير من شفافيته للإشعاع الشمسي ، وتزداد شدته بشكل كبير مقارنة بالسهول. نتيجة لذلك ، تبدو السماء أكثر زرقة وكثافة ، ويزداد مستوى الضوء. في المتوسط ، ينخفض الضغط الجوي بمقدار 1 مم لكل 12 مترًا من الارتفاع. عمود الزئبق، لكن المؤشرات المحددة تعتمد دائمًا على التضاريس ودرجة الحرارة. كلما ارتفعت درجة الحرارة ، انخفض الضغط بشكل أبطأ كلما ارتفع. يبدأ الأشخاص غير المدربين في الشعور بعدم الراحة بسبب انخفاض الضغطبالفعل على ارتفاع 3000 م.
تنخفض درجة حرارة الهواء أيضًا مع الارتفاع في طبقة التروبوسفير. علاوة على ذلك ، لا يعتمد ذلك فقط على ارتفاع التضاريس ، ولكن أيضًا على تعرض المنحدرات - على المنحدرات الشمالية ، حيث لا يكون تدفق الإشعاع كبيرًا جدًا ، وعادة ما تكون درجة الحرارة أقل بشكل ملحوظ من المنحدرات الجنوبية. على ارتفاعات كبيرة (في مناخ الجبال العالية) ، تؤثر حقول النار والأنهار الجليدية على درجة الحرارة. حقول الفرن هي مناطق من الثلج الدائم الحبيبي الخاص (أو حتى مرحلة انتقالية بين الثلج والجليد) التي تتكون فوق خط الثلج في الجبال.
في المناطق الداخلية لسلاسل الجبال في الشتاء ، قد يحدث ركود في الهواء البارد. يؤدي هذا غالبًا إلى انقلابات درجة الحرارة ، أي ارتفاع درجة الحرارة مع زيادة الارتفاع.
كمية هطول الأمطار في الجبال حتى مستوى معين تزداد مع الارتفاع. ذلك يعتمد على التعرض للمنحدر. أكبر عدديمكن ملاحظة هطول الأمطار على تلك المنحدرات التي تواجه الرياح الرئيسية ، وتزداد هذه الكمية إذا حملت الرياح السائدة كتلًا هوائية محتوية على الرطوبة. على منحدرات الريح ، الزيادة في هطول الأمطار مع صعود المرء ليست ملحوظة.
يتفق معظم العلماء على ذلك درجة الحرارة المثلىلرفاهية الإنسان الطبيعي تتراوح من +18 إلى +21 درجة ، عندما لا تتجاوز الرطوبة النسبية 40-60٪. عندما تتغير هذه المعلمات ، يتفاعل الجسم مع تغير في ضغط الدم ، والذي يلاحظ بشكل خاص من قبل الأشخاص المصابين بارتفاع ضغط الدم أو انخفاض ضغط الدم.
تعليمات
تقلبات الطقس مع تغير كبير في أنظمة درجات الحرارة ، عندما تكون التقلبات أكثر من 8 درجات مئوية في غضون يوم واحد ، تؤثر سلبًا على الأشخاص الذين يعانون من ضغط الدم غير المستقر.
مع زيادة كبيرة في درجة الحرارة ، تتوسع الأوعية بشكل كبير بحيث يدور الدم بشكل أسرع ويبرد الجسم. يبدأ القلب في الخفقان بشكل أسرع. كل هذا يؤدي إلى تغير حاد في ضغط الدم. في مرضى ارتفاع ضغط الدم الذين يعانون من عدم كفاية التعويض عن المرض ، قفزة مفاجئةمما يؤدي إلى أزمة ارتفاع ضغط الدم.
يشعر مرضى انخفاض ضغط الدم بالدوار عندما ترتفع درجة حرارة الهواء ، ولكن في نفس الوقت ، تصبح ضربات القلب أسرع بكثير ، مما يحسن إلى حد ما الرفاهية ، خاصة إذا حدث انخفاض ضغط الدم على خلفية بطء القلب.
يؤدي انخفاض درجة حرارة الهواء إلى تضيق الأوعية ، ويقل الضغط إلى حد ما ، ولكن على هذه الخلفية ، قد يكون هناك صداع، لأن تضيق الأوعية يمكن أن يؤدي إلى تشنج. مع انخفاض ضغط الدم الضغط الشريانيقد تنخفض إلى مستويات حرجة.
عندما يصبح الطقس مستقرًا ، نباتي الجهاز العصبيتتكيف مع نظام درجة الحرارة، تستقر الحالة الصحية في الأشخاص الذين لا يعانون من انحرافات خطيرة في الحالة الصحية.
المرضى الذين يعانون الأمراض المزمنةمع التغيرات القوية في درجة حرارة الهواء والضغط الجوي ، يجب عليهم مراقبة صحتهم بعناية ، وقياس ضغط الدم في كثير من الأحيان باستخدام مقياس توتر العين ، وتناول الأدوية التي يصفها الطبيب. إذا استمر ملاحظة عدم استقرار ضغط الدم أثناء تناول الجرعة المعتادة من الأدوية ، فمن الضروري استشارة الطبيب لمراجعة أساليب العلاج أو تغيير جرعات الأدوية الموصوفة.
فيديوهات ذات علاقة
مصادر:
- كيف تتغير درجة حرارة الهواء في عام 2017
درجة الحرارة (ر) والضغط (P) مترابطان كميات فيزيائية. تتجلى هذه العلاقة في جميع الحالات الثلاث الإجمالية للمواد. تعتمد معظم الظواهر الطبيعية على التقلبات في هذه القيم.
تعليمات
يمكن العثور على علاقة وثيقة جدًا بين درجة حرارة السائل والضغط الجوي. يوجد داخل أي سائل العديد من فقاعات الهواء الصغيرة التي لها ضغط داخلي خاص بها. عند تسخينه ، يتبخر البخار المشبع من السائل المحيط في هذه الفقاعات. يستمر كل هذا حتى يصبح الضغط الداخلي مساوياً للضغط الخارجي (الجوي). ثم لا تصمد الفقاعات وتنفجر - تحدث عملية تسمى الغليان.
تحدث عملية مماثلة في المواد الصلبة أثناء الذوبان أو أثناء العملية العكسية - التبلور. صلبيتكون من شبكات بلورية يمكن تدميرها عندما تبتعد الذرات عن بعضها البعض. يعمل الضغط ، مع زيادة ، في الاتجاه المعاكس - فهو يضغط الذرات على بعضها البعض. وفقًا لذلك ، لكي يذوب الجسم ، هناك حاجة إلى مزيد من الطاقة وترتفع درجة الحرارة.
تصف معادلة Clapeyron-Mendeleev اعتماد درجة الحرارة على الضغط في الغاز. تبدو الصيغة كما يلي: PV = nRT. P هو ضغط الغاز في الوعاء. نظرًا لأن n و R ثوابت ، يصبح من الواضح أن الضغط يتناسب طرديًا مع درجة الحرارة (عندما يكون V = const). هذا يعني أنه كلما زاد P ، زاد t. ترجع هذه العملية إلى حقيقة أنه عند تسخينها ، يزداد الفضاء بين الجزيئات ، وتبدأ الجزيئات في التحرك بسرعة بطريقة فوضوية ، مما يعني أنها غالبًا ما تصطدم بجدران الوعاء الذي يوجد فيه الغاز. تُقاس درجة الحرارة في معادلة كلابيرون مينديليف عادةً بالدرجات كلفن.
ملحوظة
الجليد مرتفع حرارة نوعية، يساوي 335 كيلو جول / كجم. لذلك ، لإذابه ، تحتاج إلى إنفاق الكثير من الطاقة الحرارية. للمقارنة: نفس الكمية من الطاقة يمكنها تسخين المياه حتى 80 درجة مئوية.
يعد انخفاض ضغط الهواء مع زيادة الارتفاع حقيقة علمية معروفة تبرر عددًا كبيرًا من الظواهر المرتبطة قيمة منخفضةالضغط على علو شاهق.
سوف تحتاج
- كتاب الفيزياء للصف السابع ، كتاب الفيزياء الجزيئية ، البارومتر.
تعليمات
اقرأ تعريف مفهوم الضغط في كتاب فيزياء للصف السابع. بغض النظر عن نوع الضغط الذي يتم اعتباره ، فإنه يساوي القوة المؤثرة على وحدة مساحة. وبالتالي ، كلما زادت القوة المؤثرة على منطقة معينة ، زادت قيمة الضغط. إذا كنا نتحدث عن ضغط الهواء ، فإن القوة قيد النظر هي قوة جاذبية جزيئات الهواء.
لاحظ أن كل طبقة من الهواء في الغلاف الجوي لها مساهمتها الخاصة في ضغط الهواء للطبقات السفلية. اتضح أنه مع زيادة ارتفاع الارتفاع فوق مستوى سطح البحر ، يزداد عدد الطبقات التي تضغط على الجزء السفلي من الغلاف الجوي. وهكذا ، مع زيادة المسافة إلى الأرض ، تزداد قوة الجاذبية المؤثرة على الهواء في الأجزاء السفلية من الغلاف الجوي. يؤدي هذا إلى حقيقة أن طبقة الهواء الواقعة بالقرب من سطح الأرض تتعرض لضغط جميع الطبقات العليا ، وأن الطبقة القريبة من الحد العلوي للغلاف الجوي لا تتعرض لمثل هذا الضغط. وبناءً على ذلك ، فإن ضغط هواء الطبقات السفلية من الغلاف الجوي أكبر بكثير من ضغط هواء الطبقات العليا.
تذكر كيف يعتمد ضغط السائل على عمق الغمر في السائل. القانون الذي يصف هذا الانتظام يسمى قانون باسكال. يجادل بأن ضغط السائل يزداد خطيًا مع زيادة عمق الانغماس فيه. وبالتالي ، فإن ميل الضغط إلى الانخفاض مع زيادة الارتفاع يُلاحظ أيضًا في السائل ، إذا تم حساب الارتفاع من أسفل الحاوية.
لاحظ أن الطبيعة الفيزيائية لزيادة الضغط في سائل مع زيادة العمق هي نفسها في الهواء. كلما تكمن الطبقات السائلة السفلية ، كان عليها أن تتحمل وزن الطبقات العليا. لذلك ، في الطبقات السفلية من السائل ، يكون الضغط أكبر منه في الطبقات العلوية. ومع ذلك ، إذا كان نمط زيادة الضغط في السائل خطيًا ، فهذا ليس هو الحال في الهواء. هذا ما يبرره حقيقة أن السائل غير قابل للانضغاط. تؤدي انضغاطية الهواء إلى حقيقة أن اعتماد الضغط على ارتفاع الارتفاع فوق مستوى سطح البحر يصبح أسيًا.
تذكر من مسار النظرية الحركية الجزيئية لغاز مثالي أن مثل هذا الاعتماد الأسي متأصل في توزيع تركيز الجسيمات مع مجال الجاذبية الأرضية ، والذي كشف عنه بولتزمان. في الواقع ، يرتبط توزيع بولتزمان ارتباطًا مباشرًا بظاهرة انخفاض ضغط الهواء ، لأن هذا الانخفاض يؤدي إلى حقيقة أن تركيز الجسيمات يتناقص مع الارتفاع.
فيديوهات ذات علاقة
يقضي الإنسان حياته ، كقاعدة عامة ، على ارتفاع سطح الأرض ، وهو قريب من مستوى سطح البحر. الكائن الحي في مثل هذه الحالة يتعرض لضغط الجو المحيط. تعتبر القيمة الطبيعية للضغط 760 مم من الزئبق ، وتسمى هذه القيمة أيضًا "جو واحد". الضغط الذي نشعر به في الخارج متوازن الضغط الداخلي. في هذا الصدد ، لا يشعر جسم الإنسان بخطورة الغلاف الجوي.
يمكن أن يتغير الضغط الجوي خلال النهار. يعتمد أداؤها أيضًا على الموسم. ولكن ، كقاعدة عامة ، تحدث مثل هذه الارتفاعات المفاجئة في الضغط في حدود ما لا يزيد عن عشرين إلى ثلاثين مليمترًا من الزئبق.
هذه التقلبات ليست ملحوظة للجسم. الشخص السليم. لكن بالنسبة لأولئك الذين يعانون ارتفاع ضغط الدم، الروماتيزم وأمراض أخرى ، يمكن أن تسبب هذه التغيرات اضطرابات في أداء الجسم وتدهور في الصحة العامة.
يمكن لأي شخص أن يشعر بضغط جوي أقل عندما يكون على جبل ويقلع على متن طائرة. العامل الفسيولوجي الرئيسي في الارتفاع هو انخفاض الضغط الجوي ، وبالتالي انخفاض الضغط الجزئي للأكسجين.
يتفاعل الجسم مع الضغط الجوي المنخفض ، أولاً وقبل كل شيء ، عن طريق زيادة التنفس. يتم تفريغ الأكسجين في المرتفعات. يحفز المستقبلات الكيميائية الشرايين السباتيةوينتقل إلى النخاع المستطيل إلى المركز المسؤول عن زيادة التنفس. بفضل هذه العملية ، تزداد التهوية الرئوية للشخص الذي يعاني من ضغط جوي منخفض ضمن الحدود المطلوبة ويتلقى الجسم كمية كافية من الأكسجين.
مهم آلية فسيولوجية، والذي يبدأ بسعر مخفض الضغط الجوي، يعتبر زيادة في نشاط الأعضاء المسؤولة عن تكون الدم. تتجلى هذه الآلية في زيادة كمية الهيموجلوبين وخلايا الدم الحمراء في الدم. في هذا الوضع ، يكون الجسم قادرًا على نقل المزيد من الأكسجين.