1.7. Тиск

Під час виконання хімічного експерименту часто необхідно знати не лише температуру, за якої йде експеримент, а й тиск. Так, процес промислового виробництва амоніаку проводять за високого тиску, оскільки хімічна реакція одержання амоніаку не відбувається в достатній мірі за звичайного тиску.

Тиск — це сила, що діє на одиницю площі. Тиск можна вимірювати в ньютонах* на квадратний метр або у фунтах на квадратний дюйм, а також в інших одиницях. Атмосфера Землі чинить тиск на всі об'єкти, що перебувають на земній поверхні. Тиск атмосфери дорівнює 101,325 кН·м^-2.

Інша одиниця тиску, яку часто використовують, — атмосфера (скорочено атм). Тиск 1 атм — середній тиск на земній поверхні (на рівні моря), зумовлений вагою повітря.

Тиск атмосфери можна вимірювати за допомогою барометра. Простий барометр можна зробити з довгої, запаяної з одного кінця скляної трубки, обережно заповнивши її ртуттю й опустивши відкритим кінцем у чашку з ртуттю так, щоб у трубку не потрапило повітря. Якщо трубка довша за 760 мм, то поверхня ртуті у верхньому кінці трубки знизиться до такої висоти ртутного стовпа, що вимірюється від рівня ртуті в чашці, за якої атмосферний тиск буде точно врівноважуватися. Це станеться, коли вага стовпа ртуті на одиницю площі дорівнюватиме тиску атмосфери.

Тиск часто вимірюють висотою ртутного стовпа, що врівноважує цей тиск. Тиск 1 атм, наприклад, дорівнює 760 мм ртутного стовпа (скорочено мм рт. ст.).

Застосовувані одиниці вимірювання тиску вказано в наведеному нижче рівнянні:

1 атм=760 мм рт. ст.= 14,7 фунта на кв. дюйм = 101,325 кН·м^-2.

Тиск можна також указувати в грамах на квадратний сантиметр. Густина ртуті 13,595 г·см^-3. Чому дорівнює тиск в 1 атм, виражений у г·см^-2? (Слід пам'ятати, що 1 атм = 76 см рт. ст.)

Розв'язання. Вага ртуті над 1 см² площі основи в колонці висотою 76 см становить 13,595 г·см^-3 x 76 см³ = 1033 г. Отже, тиск дорівнює 1033 г·см^-2.

* Ньютон (Н) — одиниця сили в системі СІ. Ньютон визначається як сила, що надає тілу з масою 1 кг прискорення 1 м·с^-2. 1 Н=10⁵ дин.