Jít na vyhledávání

Tlaková nádoba a kompresor

Autor

Odpovídá: Jaroslav Koreš

(stock.adobe.com, Studio Harmony)
Dobrý den. Lze natlakovat nádobu s výrazně vyšším tlakem tlakovačem/kompresorem s výrazně nižším tlakem? Řekněmě že nádoba je na tlak 100bar a já bych ji chtěl natlakovat kompresorem s maximálním tlakem 0,1bar. Je to možné? Z logiky věci bych ji měl natlakovat jen na 0,1bar a konec, ale určitě už nad tím někdo bádal a na něco přišel... Napadá mne něco ve smyslu kola a přehazovačky. Když potřebuji do kopce a nevyvinu dostatečnou sílu, rozložím ji díky přehazovačce na menší sílu trvající dýl a výsledek je stejný. Jde něco podobného i u tlakování? Hledal jsem na webu ale nic jsem nenašel.

Ahoj Radku,

děkujeme za dotaz do naší poradny, budu se snažit neodpovídat pod tlakem 😉.

Musím tě zklamat, nepůjde to. Snad tvé zklamání trochu zmírním trochou fyziky a vysvětlením proč to nepůjde. Tlak je obecně fyzikální veličina, která popisuje působení síly na určitou plochu. V případě plynu si můžeme tlak představit jako nárazy molekul plynu na nádobu – čím větší je tlak, tím více a intenzivněji budou molekuly plynu narážet do sebe navzájem a na nádobu. To vidíme například u balónku – čím více jej nafoukneme, tím více se roztahuje. V případě plynů tlak závisí na 3 veličinách – teplotě, objemu a počtu částic. Když dáme balónek do ledničky, tak trochu splaskne – částice se pohybují pomaleji a tudíž do vnitřní stěny balónku narážejí méně intenzivně. Když balónek smáčkneme, tak se jinde roztáhne víc. A foukání je vlastně dodávání částic do balónku. Kompresor funguje zjednodušeně tak, že pohybem pístu nasaje okolní molekuly vzduchu, poté se pohyb pístu otočí a vzduch ve válci se začne stlačovat. Tím se zároveň uzavře ventil, spojující válec s okolním vzduchem a otevře ventil spojující válec s výstupem (napojeným třeba k pneumatice). Molekuly vzduchu z válce tak mohou přejít pouze do pneumatiky/nádoby/balónku. Proto, aby z válce kompresoru přešly, ale musejí mít větší tlak. Např. v případě tebou uváděné nádoby je v ní z počátku menší tlak, tím že do ní budeme z kompresoru vhánět další molekuly zvýšíme tlak – částic bude víc a budou se rychleji  pohybovat. Po čase dojdeme do rovnováhy – tlak plynu, který chceme do nádoby dostat je stejný jako tlak plynu v kompresoru. Částice z nádoby se pak promísí s částicemi v kompresoru (některé uniknou z nádoby a jiné z kompresoru zaujmou jejich místo v nádobě).

Ale dosáhnout vyšší tlak, než je schopen vyprodukovat kompresor by šlo – jak jsem uvedl výše, tlak závisí na teplotě a objemu. Takže pokud bychom pomocí kompresoru natlakovali (hodně) podchlazenou nádobu, tak po jejím ohřátí na okolní teplotu by v ní byl tlak i několikanásobně vyšší. Stejně tak by šlo natlakovat nádobu při pokojové teplotě a pak ji zahřát (proto hasiči při hašení tlakových nádob tyto nádoby ochlazují) a opět bychom dosáhli toho, že tlak v nádobě je vyšší, než tlak původní. Složité však je to, že k tebou uvedenému tisícinásobnému zvýšení tlaku by bylo potřeba nádobu ochladit z pokojové teploty na 0,3 K (takže skoro na absolutní nulu), pokud bychom chtěli nádobu ohřát, museli bychom ji zahřát na 300 000 °C (povrch Slunce má 6 000 °C) – výpočty vycházejí z izochorického děje.

Ani jedno bych určitě nezkoušel.

Doufám, že se mi podařilo situaci trochu osvětlit a že jsem tebe ani čtenáře nenavedl ke zkoušení vlivu teploty na nárůst tlaku v uzavřené nádobě.

Máš nějaký dotaz?

Pokud se chceš na něco zeptat, napiš nám e-mail s předmětem „Fyzikální poradna“ na adresu: poradna@svetenergie.cz

Vrátit se nahoru