Paineesta perusteita

Suljetussa astiassa kasun paine on suoraan verrannollinen lämpötilaan. Lämpötila on verrannollinen atomien liike-energiaan eli niiden nopeuden neliöön (~ v^2). Mitä suurempi v, sitä suurempi liikemäärän muutos törmäyksessä ja tästä seuraava voima. Mitä suurempi v, sitä useammin törmäyksiä tapahtuu. Näistä v^2-riippuvuus paineelle.

Lämpötilakin on vain laskennallinen suure. Ideaalisen yksiatomisen kaasun lämpötila kuvaa kaasuatomien liike-energiaa.

Ideaalikaasun paine suljetussa astiassa kuvaa voimaa pinta-alayksikköä kohti, jonka atomien kimmoisa törmäily seiniin aiheuttaa. Atomit törmäilevät myös toisiinsa.

Ideaalikaasun atomin näkökulmasta painetta ei ole olemassakaan. Atomi kokee vain törmäyksiä - seiniin ja toisiin atomeihin. Törmäykset seiniin ovat kimmoisia mutta törmäyksissä toisiin atomeihin atomin liike-energia voi muuttua. Tasapainotilassa atomien nopeus noudattee Maxwellin–Boltzmannin jakautumaa.

Anonyymi kirjoitti:

Ideaalikaasun atomin näkökulmasta painetta ei ole olemassakaan. Atomi kokee vain törmäyksiä - seiniin ja toisiin atomeihin. Törmäykset seiniin ovat kimmoisia mutta törmäyksissä toisiin atomeihin atomin liike-energia voi muuttua. Tasapainotilassa atomien nopeus noudattee Maxwellin–Boltzmannin jakautumaa.

Lue lisää

Vakiotilassa kaikkien kaasujen sisältämä lämpöenergia (E) on sama, jos paine on sama.

Myös lämpötila on samoin paineesta riippuva ja eri kaasuille ero on vain kaasuvakion (R) poikkeaman verran erilainen, eli lähes sama.

Anonyymi kirjoitti:

Lämpötilakin on vain laskennallinen suure. Ideaalisen yksiatomisen kaasun lämpötila kuvaa kaasuatomien liike-energiaa.

Äänen nopeus saunassa on suurempi kuin äänen nopeus +20 C asteessa. Tämäkin johtuu ilman molkyylien keskimääräisen liikenopeuden kasvusta.
Wiki kertoo:
"Äänen nopeus kaasussa on sama kuin ideaalikaasun molekyylien keskinopeus."

Minua jäi mietityttämään, päteekö väite reaalikaasuihin. Laskentakaavassa oli huomioitu kaaasumolekyylien keskimääräinen massa.

F on vektori, jos A on skalaari, on niiden osamäärä vektori. Mutta paine ei ole vektorisuure, vaan skalaarisuure. Niinpä yhtälö p = F/A ei kerro koko totuutta, jos nyt on edellä mainitusta syystä edes matemaattisesti oikeinkaan. Jos siihen yhtälöön laittaa molemmille puolille itseisarvomerkit, (joista ei näppiksestä helpolla saa), niin sitten se on täysin oikein.
Fysikaalisesti tuo ero on hyvin merkittävä, eikä sitä saa jättää huomiotta, mikäli haluaa oikeasti fysiikkaa ymmärtää ja/tai osata.

Anonyymi kirjoitti:

Vakiotilassa kaikkien kaasujen sisältämä lämpöenergia (E) on sama, jos paine on sama.

Myös lämpötila on samoin paineesta riippuva ja eri kaasuille ero on vain kaasuvakion (R) poikkeaman verran erilainen, eli lähes sama.

Lue lisää

Nyt taisi lipsahtaa väärää tietoa, kai sentään eri kaasujen erilainen lämpökapasiteetti ja molekyylipaino vaikuttavat energiasisältöön vaikka paine ja tilavuus olisivatkin samoja.

Anonyymi kirjoitti:

Äänen nopeus saunassa on suurempi kuin äänen nopeus 20 C asteessa. Tämäkin johtuu ilman molkyylien keskimääräisen liikenopeuden kasvusta.
Wiki kertoo:
"Äänen nopeus kaasussa on sama kuin ideaalikaasun molekyylien keskinopeus."

Minua jäi mietityttämään, päteekö väite reaalikaasuihin. Laskentakaavassa oli huomioitu kaaasumolekyylien keskimääräinen massa.

Lue lisää

Ei päde edes ideaalikaasuihin. Kyseinen keskinopeus kun on tasan nolla, paitsi jos paikalla on virtauksia. Keskivauhti taas poikkeaa nollasta paljonkin. Wikiin kirjoittaneet eivät siis osaa fysiikkaa edes sen verran, että olisivat ymmärtäneet miten suuresti keskinopeus ja keskivauhti eroavat yleensä toisistaan. Keskivauhti ei todellakaan ole keskinopeuden itseisarvo, ainakaan yleisesti, toki sellainenkin poikkeustapaus löytyy, muttei ideaalikaasujen lämpöliikkeisiin liittyen.
Kannattaa kerrata keskinopeuden ja keskivauhdin määritelmät, jos jotain jäi epäselväksi. Ne kun ovat erittäin tärkeitä asian ymmärtämisen kannalta.

Anonyymi kirjoitti:

Ei päde edes ideaalikaasuihin. Kyseinen keskinopeus kun on tasan nolla, paitsi jos paikalla on virtauksia. Keskivauhti taas poikkeaa nollasta paljonkin. Wikiin kirjoittaneet eivät siis osaa fysiikkaa edes sen verran, että olisivat ymmärtäneet miten suuresti keskinopeus ja keskivauhti eroavat yleensä toisistaan. Keskivauhti ei todellakaan ole keskinopeuden itseisarvo, ainakaan yleisesti, toki sellainenkin poikkeustapaus löytyy, muttei ideaalikaasujen lämpöliikkeisiin liittyen.
Kannattaa kerrata keskinopeuden ja keskivauhdin määritelmät, jos jotain jäi epäselväksi. Ne kun ovat erittäin tärkeitä asian ymmärtämisen kannalta.

Lue lisää

Jaaha, taas joku amis-osaaja on saanut ajatuksen esitellä valtavaa fysiikan osaamistaan.

Edellisistä teksteistä päätellen, niiden kirjoittajille todennäköisesti on selvää että nopeus on vektorisuure, ja sinulle, että jos nopeuden suuntaa ei ole määritetty, tai se on sama kuin vauhdin, niin keskinopeus = keskivauhti.

Em. tapauksessa puhuttiin molekyylien nopeuksista, joiden suuntaa ei luonnollisestikaan määritelty jolloin vauhti on sama kuin nopeus, ja fysiikan sanavarastostakin käsite 'vauhti' on SI - järjestelmään siirtymisen jälkeen poistunut-.

Anonyymi kirjoitti:

Nyt taisi lipsahtaa väärää tietoa, kai sentään eri kaasujen erilainen lämpökapasiteetti ja molekyylipaino vaikuttavat energiasisältöön vaikka paine ja tilavuus olisivatkin samoja.

Lue lisää

Olet ymmärtänyt väärin, lämpötila ja energia ovat molekyylien liikettä, ja paine kuvaa massan ja nopeuden yhteisvaikutusta, eli paine on energiamäärä tilavuusyksikköä kohti.

Kuten joku totesi "hyvin kiteytettyjä itsestäänselvyyksiä." Suorastaan oppikirjamateriaalia fysiikan alkeisopetukseen.
Silti S-24 tiedeosiossakin löytyy niitä, jotka eivät ymmärrä edes tämän tason selityksiä... ja he saattavat pitää itseään jopa asiantuntijoina. Voiko löytää enää parempaa esimerkkiä Dunning-Krugerista?

Pitää toivoa, ettei oma kuuppa ikinä menisi niin sekaisin. Taitaa olla tuurissaan, jos vanhaksi elää.

Vertailupaine on varsin harvoin normaali-ilmanpaine, se voi aivan yhtä hyvin olla paine vesijohto- tai paineviemäriverkostossa, taikka hydrodynaaminen paine jossain syvyydessä meren pinnan alla. Tuo on vakava virhe jo fysiikan alkeidenkin osalta, ja varsin vakava sellainen, myös peruskoulun oppimäärän osalta.
Esim lentokoneiden siivissä aerodynamiikassa vertailupaine on ilmanpaine koneen ulkopuolella, mikä 11km korkeudessa on vain pieni murto-osa paineesta merenpinnan tasolla. Toisaalta vertailupaine suihkumoottorin kompressorissa on paljonkin suurempi, ja riippuu siitä monesko roottori on kyseessä ilmanotosta lukien.
Aloituksen käsitesekaannuksella ei kyllä ymmärtäisi ilmiöstä "compressor stall" yhtään mitään, perehtyisipä siihen miten kauan tahansa.

Anonyymi kirjoitti:

Vertailupaine on varsin harvoin normaali-ilmanpaine, se voi aivan yhtä hyvin olla paine vesijohto- tai paineviemäriverkostossa, taikka hydrodynaaminen paine jossain syvyydessä meren pinnan alla. Tuo on vakava virhe jo fysiikan alkeidenkin osalta, ja varsin vakava sellainen, myös peruskoulun oppimäärän osalta.
Esim lentokoneiden siivissä aerodynamiikassa vertailupaine on ilmanpaine koneen ulkopuolella, mikä 11km korkeudessa on vain pieni murto-osa paineesta merenpinnan tasolla. Toisaalta vertailupaine suihkumoottorin kompressorissa on paljonkin suurempi, ja riippuu siitä monesko roottori on kyseessä ilmanotosta lukien.
Aloituksen käsitesekaannuksella ei kyllä ymmärtäisi ilmiöstä "compressor stall" yhtään mitään, perehtyisipä siihen miten kauan tahansa.

Lue lisää

Wikipedia:
"Jokapäiväisessä kielenkäytössä paineella tarkoitetaan toisinaan ylipainetta tai alipainetta, eli erotusta ympäröivän ilmakehän paineeseen."

VTT mittauslabra:
"Ylipaine
Vertailuarvona on vallitseva ilmanpaine. Esimerkiksi auton rengaspaine on ylipainetta.
Ylipaine voidaan muuntaa absoluuttipaineeksi lisäämällä siihen muunnoshetkellä
vallitseva ilmanpaine.
Alipaine on negatiivista ylipainetta, ja vertailuarvona on vallitseva ilmanpaine.
Absoluuttipaineeksi muunnettuna alipaine on siten aina vallitsevaa ilmanpainetta
pienempi. Alipaine tarkoittaa siis kohteen pienempää painetta verrattuna ympäristöön"

Aloituksesta:
"Usein myös ylipaineen nollakohdaksi on valittu normaali-ilmanpaine. "
Siis usein, ei aina.

"Vertailupaine on varsin harvoin normaali-ilmanpaine"
Vertailupaine on pääsääntöisesti normaalipaine. Erityistapaukset ovat erikseen.

Vakava virhe on alkaa saivartelemaan, kun on kyse periaatteesta, mutta sitä porukkaa fysiikkapalstalta löytyy.

Anonyymi kirjoitti:

Vertailupaine on varsin harvoin normaali-ilmanpaine, se voi aivan yhtä hyvin olla paine vesijohto- tai paineviemäriverkostossa, taikka hydrodynaaminen paine jossain syvyydessä meren pinnan alla. Tuo on vakava virhe jo fysiikan alkeidenkin osalta, ja varsin vakava sellainen, myös peruskoulun oppimäärän osalta.
Esim lentokoneiden siivissä aerodynamiikassa vertailupaine on ilmanpaine koneen ulkopuolella, mikä 11km korkeudessa on vain pieni murto-osa paineesta merenpinnan tasolla. Toisaalta vertailupaine suihkumoottorin kompressorissa on paljonkin suurempi, ja riippuu siitä monesko roottori on kyseessä ilmanotosta lukien.
Aloituksen käsitesekaannuksella ei kyllä ymmärtäisi ilmiöstä "compressor stall" yhtään mitään, perehtyisipä siihen miten kauan tahansa.

Lue lisää

Iskikö pätemisen tarve?
Arkisissa ympyröissä vertailupaine on 99%:ssa tapauksista normaalipaine.
Jos joku joutuu laskemaan lentokoneen aerodynamiikkaa tai syvänmeren sukelluksessa käytettäviä laitteita, niin ei siinä muutenkaan taida aivan peruskouluopeilla pärjätä.
Vai mitä itse asiaasta arvelet?

Anonyymi kirjoitti:

Vertailupaine on varsin harvoin normaali-ilmanpaine, se voi aivan yhtä hyvin olla paine vesijohto- tai paineviemäriverkostossa, taikka hydrodynaaminen paine jossain syvyydessä meren pinnan alla. Tuo on vakava virhe jo fysiikan alkeidenkin osalta, ja varsin vakava sellainen, myös peruskoulun oppimäärän osalta.
Esim lentokoneiden siivissä aerodynamiikassa vertailupaine on ilmanpaine koneen ulkopuolella, mikä 11km korkeudessa on vain pieni murto-osa paineesta merenpinnan tasolla. Toisaalta vertailupaine suihkumoottorin kompressorissa on paljonkin suurempi, ja riippuu siitä monesko roottori on kyseessä ilmanotosta lukien.
Aloituksen käsitesekaannuksella ei kyllä ymmärtäisi ilmiöstä "compressor stall" yhtään mitään, perehtyisipä siihen miten kauan tahansa.

Lue lisää

Kuulostaa tosi vakavalta.

Anonyymi kirjoitti:

Iskikö pätemisen tarve?
Arkisissa ympyröissä vertailupaine on 99%:ssa tapauksista normaalipaine.
Jos joku joutuu laskemaan lentokoneen aerodynamiikkaa tai syvänmeren sukelluksessa käytettäviä laitteita, niin ei siinä muutenkaan taida aivan peruskouluopeilla pärjätä.
Vai mitä itse asiaasta arvelet?

Lue lisää

Niin, fysiikka ei tunne mitään vertailu- tai alipaineita, vain absoluuttisen paineen.

Vertailupainekäsite on luotu helpottamaan fysiikkaa vähemmän tuntevien avuksi hahmottaa ilmanpaineen olemusta.

Anonyymi kirjoitti:

Niin, fysiikka ei tunne mitään vertailu- tai alipaineita, vain absoluuttisen paineen.

Vertailupainekäsite on luotu helpottamaan fysiikkaa vähemmän tuntevien avuksi hahmottaa ilmanpaineen olemusta.

Lue lisää

Insinööritieteissä tai kokeellisessa fysiikassa alipaineesta ei puhuta sanallakaan.

Anonyymi kirjoitti:

Niin, fysiikka ei tunne mitään vertailu- tai alipaineita, vain absoluuttisen paineen.

Vertailupainekäsite on luotu helpottamaan fysiikkaa vähemmän tuntevien avuksi hahmottaa ilmanpaineen olemusta.

Lue lisää

Osaatko kertoa, milloin se vertailupainekäsite luotiin ja kenen toimesta?
Tietenkään fysiikka ei suureena tunne kuin absoluuttisen paineen. Normaali-ilmapaineen ottaminen vertailukohdaksi perustuu käytännön sovellutuksiin.

Anonyymi kirjoitti:

Insinööritieteissä tai kokeellisessa fysiikassa alipaineesta ei puhuta sanallakaan.

Periaatteessa näin, mutta kun itse olin tekulla vuonna miekka ja kilpi, oli teknisissä arvoissa käytössä vielä lyhenteet ata ja aty, eli atmosfääri alipaine ja atmosfääri ylipaine.

Kun autoinsinööri puhuu turbon ahtopaineesta, hän tarkoittaa painetta verrattuna normaali-ilmanpaineeseen ja rengaspainemittarissakin nollakohta on normaali ilmanpaine. Käytäntö on usein vähän eri kuin tiukka perusfysiikka ihan "insinööritieteissäkin"
(jos kyseisellä sanalla nyt edes on mielekästä merkitystä. Ei ole erikseen olemassa insinöörifysiikkaa tai muutakaan insinööritedettä, jos oikein halutaan saivarrella)

Anonyymi kirjoitti:

Kuulostaa tosi vakavalta.

Kun pissii nulkkua ihan vakavissaan, niin vakavaahan se on.

Anonyymi kirjoitti:

Periaatteessa näin, mutta kun itse olin tekulla vuonna miekka ja kilpi, oli teknisissä arvoissa käytössä vielä lyhenteet ata ja aty, eli atmosfääri alipaine ja atmosfääri ylipaine.

Kun autoinsinööri puhuu turbon ahtopaineesta, hän tarkoittaa painetta verrattuna normaali-ilmanpaineeseen ja rengaspainemittarissakin nollakohta on normaali ilmanpaine. Käytäntö on usein vähän eri kuin tiukka perusfysiikka ihan "insinööritieteissäkin"
(jos kyseisellä sanalla nyt edes on mielekästä merkitystä. Ei ole erikseen olemassa insinöörifysiikkaa tai muutakaan insinööritedettä, jos oikein halutaan saivarrella)

Lue lisää

Hoitaja sanoo, että verenpaine oli "80/130". Se tarkoittaa, että ylipaine ilmanpaineeseen nähden on 80 mm/130 mm elohopeapatsasta.