DYK på YouTube  DYK på Facebook  Hent RSS feed  NYHEDSBREV!

  Viden  Vetenskap
Tryk – gas er ikke sådan at regne med
Tryk – gas er ikke sådan at regne med
1 af 1

Tryk

– gas er ikke sådan at regne med

Tekst: Jesper Kjøller Grafik: Charly Nielsen

Hvordan kan det være, at en flaske, der er fyldt til 300 bar, ikke indeholder dobbelt så meget luft som en, der er fyldt til 150 bar? Vi ser nærmere på, hvorfor gasser under tryk nogle gange ikke opfører sig helt ideelt.

Fysikere laver ofte en del forenklinger for at reducere antallet af problemer i deres udregninger. Fx kan det betale sig at lade som om, at forskellige gasser på visse punkter opfører sig ens, når man skal lave eksperimenter og beregninger. En såkaldt ideel gas, er en gas, hvor man bl.a. forudsætter, at molekylerne ikke påvirker hinanden, og at deres størrelse ikke spiller nogen rolle i det store billede. Man lader som om, at molekylerne er helt elastiske, når de støder ind i hinanden. Det tillader man sig, fordi gassen mest består af tomrum mellem molekylerne, og fordi de kun optager en brøkdel af pladsen. Det er ren teori, for sådan en gas findes slet ikke. Men skidt pyt, siger fysikerne. Vi leger bare, at den findes, fordi det gør vores ligninger lettere. Og den lille fejl betyder ikke noget for det problem, vi arbejder med lige nu.
Som dykkere bruger vi de love, der gælder for ideelle gasser, når vi fx udregner, hvor meget luft, vi har i vores dykkeflasker. Og det giver også mening, når vi fx anvender komprimeret luft eller nitrox i området mellem 0 og 200 bar ved temperaturer mellem 0 og 50 grader. Her er de ideelle gaslove med deres forenklinger og antagelser så tæt på virkeligheden, at det i praksis ikke er værd at gøre mere ud af det. Hvad betyder en liter fra eller til mellem venner? Vi laver derfor den helt enkle udregning, at en tiliters dykkeflaske fyldt til 200 bar indeholder 2.000 liter luft – sådan cirka. Men vi kan altså ikke uden videre bare gøre det samme med en flaske, der er fyldt til 300 bar …
Når vi kommer et stykke op over 200 bar, så begynder kurven at knække, og der er ikke længere en lineær sammenhæng mellem tryk og volumen.
For at forstå hvorfor må vi se lidt på de tre tilstandsformer, et stof kan antage: fast, væske og gas. Et fast stof, som fx metal, er svært at ændre i form og kan ikke komprimeres. En væske, som fx vand, er let at ændre i form, men kan ikke komprimeres. En gas, som fx luft, er både let at ændre i form og kan komprimeres. Når trykket stiger i en gas, så kommer de enkelte molekyler tættere på hinanden og begynder at ’fylde’ i forhold til det samlede volumen. Derfor kan vi ikke længere bare antage, at gassen optræder ideelt og se bort fra molekylernes opførsel. Jo større trykket bliver, jo mere begynder gassen at opføre sig som en væske, der jo ikke kan komprimeres. Fylder du en tilitersflaske til 300 bar ved stuetemperatur, har du ikke 3.000 liter luft, men kun ca. 2.700 liter. Du har altså omtrent 10 % mindre gas, end du umiddelbart regnede med.
Tag lige denne effekt med i dine overvejelser, inden du drøner ud og investerer i dine nye 300-barsflasker …

Log ind for at se fulde artikler eller opret gratis profil hvis du endnu ikke har et login på DYK. Begge dele gør du her.

Få også DYK magasinet hele året rundt ved at abonnere her: DYK Magasinet

Læs også