Molekuly tekutin narážejí na stěny nádoby, se kterými se stýkají. Tekutina proto působí na stěny tlakovou silou a uvnitř tekutiny vzniká tlak. Tlak v tekutině, který je vyvolaný vnější silou, vypočítáme tak, že tlakovou sílu F dělíme obsahem plochy S, na kterou působí tlaková síla kolmo

O tom, že tlak závisí na ploše, na kterou působí síla, vypovídá třeba píchnutí jehly, krájení ostrým nožem, jízda na lyžích, chůze ve sněžnicích nebo použití pásů u tanků jezdících v rozbahněné krajině. Zajímavý příklad si ověřujeme každou noc, když spíme v posteli. Proč se nám zdá jedna matrace tvrdá a druhá měkká? Odpověď je jednoduchá. Opět záleží na ploše. Je–li matrace tuhá, naše tělo se jí dotýká jen v oblasti hlavy, lopatek, zadku a kotníků, tedy velmi nepatrně. Tíha našeho těla způsobí na malé ploše velký tlak, který pociťujeme jako bolest. Naopak na měkčí matraci se vytvoří prohlubně a naše tělo se jí dotýká celou plochou těla a proto tlak působící na naše tělo je nepatrný.

Jak závisí tlak na ploše.

Jednotkou tlaku je pascal (Pa). Jeden pascal je tlak, který vyvolává síla jednoho newtonu rovnoměrně rozložená na rovinné ploše s obsahem jednoho čtverečního metru a kolmá ke směru síly. Jednotku pascal můžeme zapsat pomocí základních jednotek jako

V praxi se častěji používají jednotky kPa, MPa, nebo v meteorologii 1 bar = 100 kPa. Jednotka označená atm se nazývá fyzikální nebo normální atmosféra a je rovna normálnímu atmosférickému tlaku, který odpovídá průměrnému atmosférickému tlaku při hladině moře při teplotě 0 °C. Je mu definitoricky přisouzena hodnota 101 325 Pa. Jednotka značená at se nazývaná technická atmosféra a je rovna tlaku, kterým působí síla jednoho kilopondu (kp) na čtvereční centimetr. (Kilopond je starší jednotka síly nepatřící do soustavy SI; je roven velikosti tíhové síly působící na těleso hmotnosti 1 kg při standardním tíhovém zrychlení). Fyzikální atmosféra je tedy přibližně o tři procenta větší než technická atmosféra.

Jednotka torr (pojmenovaná po Evangelistu Torricellim) odpovídá tlaku, kterým na podložku působí milimetr rtuťového sloupce. Proto bývá torr označován též jako mmHg, 1 torr = 133,322 Pa. Typicky britská jednotka tlaku, libra na čtverečný palec, bývá zkráceně označována jako psi (pound per square inch).

Tlaky v tekutinách se měří manometry. Pro menší tlaky jsou to kapalinové manometry, pro větší tlaky se užívají deformační manometry.


Princip deformačního manometru.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.

Nejvyšší tlak vyvinutý v laboratoři dosáhl v gigantickém hydraulickém lisu ve tvaru broušeného diamantu v Carnegie Institution’s Geophysical Laboratory ve Washingtonu v červnu 1978 1700 tun na 1 cm2 (170 GPa). Při užití nárazových metod a nárazové rychlosti až do 29 000 km/h byl v USA roku 1958 dosažen momentální tlak 75 miliónů atmosfér tj. 7000 GPa. Jednu z nejvyšších hodnot tlaku bychom naměřili ve středu Země 3,6 · 1011 Pa nebo ve středu Slunce 2 · 1016 Pa. Nejvyšší vakuum v hodnotě řádově 10–16 Pa bylo dosaženo ve středisku IBM v New Yorku v říjnu 1976 v kryogenním zařízení s teplotou pod –200 °C. Nejnižší tlak vůbec, bychom našli v mezihvězdném prostoru, a to 10–17 Pa.

Zajímavost z potravinářství:
Novinkou v uchování čerstvých potravin je paskalizace (HPP – High Pressure Processing), metoda založená na ošetření potravin vysokým tlakem. Již v 19. století bylo zjištěno, že vysoký tlak ničí bakterie, které jsou zodpovědné za kažení potravin. Princip paskalizace je jednoduchý. Potravina zabalená do pružného obalu je umístěna do tlakové komory vysokotlakého lisu. Vše je ponořeno do tlakovací kapaliny (pitné vody) a po uzavření komory vystaveno tlaku 600 MPa (tlak na dně Mariánského příkopu je 6krát nižší) po dobu 2 až 15 minut v závislosti na typu potraviny. Tato metoda se používá ke konzervaci masa, šunky, uzenin, mořských plodů, ovocné a zeleninové šťávy, pyré, dressingů, dipů, vařené rýže apod.

Princip paskalizace.

Autor textu

Autor textu: 

Rezervace a nákup vstupenek

Recepce

Poradíme Vám s objednáním a nákupem vstupenek.