Aeromechanika
Aeromechanika (pneumatika, gör.), a légnemü testek (gázok) mechanikája, a fizikának az a része, mely az általános mechanika törvényeit a légnemü testekre alkalmazza. Az A., az érők hatásának eredmény ét tekintve, két részre oszlik: aërodinamikára és aerosztatikára. Az aerodinamika a gázakra ható erőket és az ezektől előidézett mozgásokat tárgyalja; leirja továbbá azokat a készülékeket, melyekkel e mozgások törvényei kisérletileg igazolhatók, és a gépeket, amelyek segítségével e mozgások gyakorlatilag érvényesíthetők. Az A. legfontosabb tétele a kiömlés törvénye, mely szerint valamely elzárt edényből egy nyiláson kiömlő gáz sebessége a gáz és a külső térben levő levegő nyomás különbségének négyzetgyökével egyenes, fajsúlyának négyzetgyökével pedig fordított viszonyban van, úgy hogy a kiömlési sebesség 2-szer, 3-szor, 4-szer stb. nagyobb, ha a nyomás-különbség 4-szer, 9-szer, 16-szor stb. akkora; és egyenlő nyomás alatt álló, de különböző fajsúlyu gáz 2-szer, 3-szor, 4-szer stb. nagyobb sebességgel ömlik ki, ha a fajsúly 4-szer, 9-szer, 16-szor stb. kisebb. E törvényből következtethető, hogy a légüres térbe kiáramló levegő sebessége mintegy 400 m. másodpercenkint; ha tehát egy kilőtt golyó legalább is másodpercenkénti 400 m. sebességgel mozog, úgy közvetlenül a golyó mögött légüres tér támad. Valamely cső nyilása fölött elrohanó gáz (vagy levegő) a nyilásra szivólag hat, azaz a csőben levő levegőt vagy folyadékot magával ragadja. A kéménynek tetejére forgó sisakot alkalmaznak, hogy a rajta átáramló szél a kémény levegőjét mintegy kiszivattyuzza és így erősebb léghuzatot idézzen elő. E jelenségen alapulnak .továbbá az injektorok, a víz- és illatszerporlók és a különböző belélegző (inhaláló) készülékek. A légnemü testek összegyüjtésére és tovamozdítására szolgálnak: a gáztartó (gazométer), fujtató és szellőztető (ventilátor). A mozgó levegő (szél) munkaképessége (energiája) gyakorlatilag érvényesül a szélmalmok és a vitorlás járóművek mozgatásában. A légnemüek a bennük mozgó testek mozgása ellenében bizonyos ellenállást fejtenek ki; amely ellenállás a mozgó test sebességének négyzetével növekszik. A mely test 2-szer, 3-szor nagyobb sebességgel mozog a levegőben, 4-szer, 9-szer akkora ellenállásra talál. Csendes időben a levegő ellenállását nem érezzük, de érezhetővé lesz, ha gyorsan haladó járóművön vagyunk, v. ha szél ellenében haladunk. A levegő ellenállásán alapszik az ejtőernyő (l. o.). A légnemü testek két csoportra oszthatók: 1. a szorosabb értelemben vett légekv. gázakra, 2. a gőzökv. párákra. Az előbbiek csak igen nehezen folyósíthatók, pl. a levegő, oxigén, hidrogén stb., az utóbbiak azonban csekélyebb mérvü lehűtés v. nyomás folytán már cseppfolyósak lesznek, pl. a vízgőz.
Az aerosztatika a szorosabb értelemben vett légek v. gázak egyensúlyának tana s megállapítja azokat a törvényeket, amelyek mellett a gázok, a rájuk ható erők dacára is nyugalomban maradnak. A gázokat jellemző tulajdonságok: 1. a részecskék könnyü gördülékenysége, 2. a nagymérvü összenyomhatóság, 3. a terjedékenység. Ez utóbbi tulajdonságuknál fogva lényegesen különböznek minden más halmazállapotu testtől, mert mig ezek (szilárd, cseppfolyós) állandó térfogattal birnak (1 dm3 vasnak, víznek térfogata nem változik akármilyen nagy edénybe helyezzük is), addig a gázok a rendelkezésökre álló teret, akármilyen nagy legyen is az, betölteni igyekszenek, s ezt meg is teszik., de sűrüségük rovására. 1 liternyi közönséges sűrüségü levegő betölt 10, 100 stb. literes edényt is, de sűrüsége akkor 10-szer, 100-szar stb. kisebb lesz. Éppen azért, ha a gázakat megőrizni akarjuk, ezeket minden oldalról teljesen zárt edénybe teszszük. Eme terjeszkedési törekvésüknél fogva a légnemek az edény falaira nyomást gyakorolnak, mely nyomásnak iránya az edény falára mindig merőleges és megvan a gáz belsejében is minden irányban úgy, hogy a gáz tömegébe helyezett valamely síklap, bármilyen helyzetü legyen is, mindkét oldalról merőleges irányu és egyenlő nyomás alatt áll. E nyomás nagysága, melyet a gáz feszítő erejének is neveznek, arányos a gáz sűrüségével s a nyomott felület nagyságával függ továbbá a gáz hőmérsékletétől. Minél sűrübb a gáz; v. ugyanazon sűrüség mellett minél melegebb a gáz, annál nagyobb a feszítő ereje. S mivel állandó tömeg mellett a sűrüség a térfogat kisebbedésével növekszik, növekedni kell ilyen arányban a feszítő erőnek is (Mariotte törvénye). Ugyanazon sűrüségü és hőmérsékü gáz 2-szer, 3-szor, 4-szer nagyobb felületre 2-szer 3-szor, 4-szer nagyobb nyomást fejt ki. A gázok terjeszkedési törekvése igen egyszerü kisérlettel igazolható. Ha a levegővel félig telt s jól elzárt hólyagot a légszivattyu harangja alá teszik s a levegőt a harang alól kiszivattyuzzák, a levegő ritkulásával kisebbedik a hólyagra ható külső nyomás és így az elzárt levegő ereje túlsúlyra emelkedik, a hólyagot kifeszíti, sőt szét is repeszti.
A Földet mintegy 70-90 km. vastag levegőréteg veszi körül. E légtenger (atmoszfera) egy pillanatig sem maradna meg a Föld körül, hanem a világürben szétszóródnék, ha nem működnék egy erő, amely a levegő terjedékenységével megküzd. Ez az erő ugyanaz, amely minden szilárd és folyós testet a Földhöz köt, a nehézségerő. A nehézségerő működésének eredménye a levegő súlya és azon nyomás, amelyet a légoszlop alapjára gyakorol s amit légnyomásnak nevezünk. 1 m3 vagyis 1000 liter levegőnek súlya (0° C. és 760 mm. barométerállás mellett) 1293 g. A magasabb levegőréteg súlyával az alatta levőre nehezül s ez ismét az alantabb fekvőre, miért is a levegő sűrüsége annál nagyobb, minél mélyebben fekszik valamely réteg. A légnyomás nagyságának meghatározására Torricelli kisérlete szolgál. E kisérlet alapján tudjuk, hogy a tenger szinén 1 cm2-nyi területre e nyomás nagysága körülbelül 1 kilogramm s így egy üveglap, melynek szélessége 20 cm., hossza 30 cm., tehát területe 20 × 30 = 600 cm2, a légnyomás folytán mintegy 600 kg. nyomást szenved. Hogy e roppant nyomás dacára a törékeny lemez porrá nem zúzódik s a ránehezedő súly dacára könnyen mozgatható, csak abból magyarázható, hogy a légnyomás minden irányban: lefelé, fölfelé és oldalt egyaránt hat. A légnyomás kisérleti igazolására szolgálnak a légszivattyu, a magdeburgi féltekék stb. A gázak nyomását kifejezzük ama folyadék (víz vagy higany) oszlopnak a vizszintes felület egységére gyakorolt nyomásával, amely oszlop a gáz nyomásával egyensúlyt tart; igy a levegő nyomását rendszerint egy higanyoszlop nyomásával, vagy még egyszerübben ez oszlopnak a nyomásával arányos magasságával (barométer) mérjük: A normál légnyomás egyenlő egy 76 cm. magas higanyoszlopnak 1 cm2 felületre gyakorolt nyomásával. Mivel a higany fajsúlya 13,59 g. per cm3, az említett oszlop nyomása 13,59 × 76 = 1033 g. per cm2 tehát közelitőleg 1 kg. per cm2 és ez a normál légnyomás nagysága. A légnyomás nagysága változik a hely földrajzi szélességével, a tengerszín felett való magasságával és a légköri tüneményekkel (páraképződés, lecsapódás, szél stb.) és így nem csak különböző helyeken, de egyazon a helyen is folytonosan ingadozik. A levegö s a gázak nyomásán alapulnak: a szivattyuk, a szivó és a nyomó kút, szivornya (görbe szivó), Heron-kút, tüzi-fecskendő, szódavizes palack stb. Valamint a cseppfolyós testeknél, úgy a gázaknál is érvényesül Archimedes törvénye, mely szerint a testeknek a légben szenvedett súlyvesztesége egyenlő a helyéből kiszoritott levegő súlyával. Normál sűrüségü levegőben 1 m3 térfogatu test 1293 g.-ot veszít súlyából. Ha valamely test súlya kisebb, mint az egyenlő térfogatu levegőé, akkor az a test a sulykülönb ségnek megfelelő erővel lefelé hajtatik és függve marad abban a magasabb légrétegben, ahol súlya egyenlő a helyéből kiszoritott levegő súlyával (l. Léghajózás).
Arcanum Zeitungen
Sehen Sie, was die Zeitungen in den letzten 250 Jahren zu diesem Thema geschrieben haben!
Zeigen Sie mir
