Termania - Veliki splošni leksikon

tlak (pritisk), v mehaniki trdnih teles količina, ki izraža razmerje med silo F in ploskvijo S, na katero ta sila deluje: p = F / S. Mehanski tlak med trdnimi telesi deluje le na ploskvi, na kateri se stikata dve telesi, npr. nosilna ploskev avtomobilskih zračnic na cesti. V mirujočih kapljevinah in plinih deluje hidrostatični tlak. Je posledica trkov atomov ali molekul s steno ali predmetov, potopljenih v snov. Deluje v vse smeri, odvisen je od težnega pospeška g, gostote snovi ρ in višine h snovi nad točko merjenja: p = ρ · g · h; ni odvisen od oblike posode (hidrostatični paradoks); npr. atmosfera povzroča tlak, ki se sicer spreminja z višino (barometrična višinska enačba), vendar deluje v vse smeri, tudi navzgor (kinetična teorija plinov).
Zastojni tlak nastane pri pretoku tekočin, ko snov zaradi svoje gibalne količine dodatno pritiska na ploskve v smeri gibanja. Skupni tlak v toku tekočine je vsota dinamičnega in statičnega tlaka (Bernoullijeva enačba). Enota za tlak v sistemu enot SI je pascal (oznaka Pa). 1 Pa = 1 N/m2. Dopustna enota je tudi bar; 1 bar = 105 Pa. Stare, prepovedane enote so torr, milimeter živosrebrnega stolpca ter tehnična in fizikalna atmosfera. Tlak merimo z manometri. Tlak v mirujočih tekočinah merimo z aneroidnim barometrom, živosrebrnim barometrom, manometrom na Bourdonovo cev, v tekočih pa s Pitotovo, Prandtlovo in Venturijevo cevjo. Nizke tlake v plinih (vakuum) merimo s Piranijevim in MacLeodovim vakuummetrom. Merilnik visokih tlakov meri spremembo zmogljivosti primerno oblikovanega kondenzatorja, ki je posledica spremembe oblike kondenzatorja zaradi vpliva tlaka. Številni merilniki izkoriščajo piezoelektričnost nekaterih snovi.

Kratek pregled: tlak
Sile, ki ne prijemljejo v eni točki, temveč delujejo na ploskev, lahko pogosto opišemo s tlakom, definiranim kot razmerje med silo (njeno pravokotno komponento) in ploskvijo, na katero deluje. Tak mehanski tlak je pomemben v gradbeništvu in strojništvu; pogosto ga imenujemo mehanska napetost. Drug opis tlaka uporabljamo v snoveh, v katerih se sestavni delci (atomi ali molekule) lahko gibljejo. To so kapljevine in plini. Ker jih je mogoče pretakati, jih s skupnim imenom imenujemo tekočine. V teh snoveh so sile posledice trkov med delci. Te notranje sile delujejo v vse smeri in so vedno pravokotne na stene posode ali površine v njih potopljenih predmetov. Tlak v tekočini je odvisen le od gostote snovi in se povečuje z globino. Na prvi pogled se zdi, da je odvisen od premera posode, vendar v resnici ni tako. To navidezno protislovje imenujemo hidrostatični paradoks.
Paraboloidno in elipsoidno oblikovana telesa v posebnih primerih prenesejo velike sile in zdržijo tudi močne obremenitve. Nepoškodovano surovo jajce težko stremo z dlanjo, če ga stisnemo na obeh vrhovih. Tudi pri graditvi jedrskih reaktorjev navadno izdelajo parabolično ali eliptično oblikovana zaščitna ogrodja, saj so takšne zgradbe najbolj odporne zoper notranje ali zunanje obremenitve (npr. padec letala ali povečanje tlaka v reaktorski stavbi).
Z vodo napolnjen kozarec lahko pokrijemo z listom papirja. Kozarec obrnemo, voda pa ne steče iz njega. Teža vode namreč ne premaga zunanjega zračnega tlaka, dokler papir poravnava površino vode. Šele 10 m visok vodni stolpec bi ustvaril enako velik zračni tlak, kakor ga na ravni morske gladine povzroči zrak nad nami.
Nekdaj zelo razširjena vodna črpalka prav tako izkorišča delovanje zračnega tlaka: ko se bat giblje navzdol, potisne zrak iz spodnjega dela cilindra. Pri dviganju bata podtalna voda pod vplivom zunanjega tlaka teče skozi protipovratni ventil. Ta spušča vodo samo v eno smer. Pri vnovičnem spuščanju bata steče voda skozi ventil v batu v zgornji del cilindra, bat pa jo pri naslednjem dvigu iztisne na prosto. Največja (teoretično) višina črpanja s takšno črpalko znaša okrog 10 m.
V loncu na zvišan tlak, ki je med kuhanjem hermetično zaprt, nastane zaradi dovajanja tolpote in izparevanja nadtlak 0,9 bar, temperatura pa se poveča do pribl. 120 °C. V takšnih razmerah se živila precej hitreje skuhajo, to pa pomeni prihranek energije in časa priprave.
Hidravlična stiskalnica deluje na podlagi spoznanja, da kapljevin skoraj ni mogoče stisniti in da je v vsaki točki kapljevine enak tlak. Na tej podlagi delujejo npr. avtomobilske zavore. V prvem cilindru majhen bat s površino a majhna sila f premakne za veliko razdaljo D. V drugem cilindru (s prvim je povezan prek tlačne cevi) se velik bat s površino A premakne za majhno razdaljo d. Pri tem pritisne na zavorne obloge s silo F. Ta je večja od sile f, s katero pritisnemo prvi bat. Velikost sile drugega bata je odvisna od razmerja med površinama obeh batov: F = A / a · f. Delo, ki ga opravimo na prvem batu, je enako delu, ki ga opravi drugi bat na zavori. Dela (oz. energije) tako seveda ne pridobimo: delo, ki je definirano kot produkt sile in poti, je enako, če z majhno silo opravimo dolgo pot ali pa z veliko kratko pot.
Umetne diamante dobijo iz grafita; izpostavijo ga zelo visokemu tlaku in ekstremni temperaturi. So manjši in manj cenjeni od naravnih diamantov; uporabljajo jih večinoma za industrijske bruse in svedre.
Gravitacijska sila lahko v notranjosti zvezd ustvari tako visoke tlake in temperature, da steče jedrska reakcija zlivanja lahkih jeder (npr. v Soncu). Pri zvezdah z zelo veliko maso pa se lahko tlak tako poveča, da ga nobena druga sila ne more uravnovesiti. Takšna zvezda se lahko spremeni v črno luknjo.
Avtor Richard Knerr

Preračunavanje med različnimi enotami za tlak

	torr	fizikalna atmosfera	tehnična atmosfera	bar	pascal
	torr = 1 mm Hg	atm = 760 torr	at = 1 kp/cm2	bar	Pa = 1 N/m2
1 torr =	1	1,316 ·10–3	1,019 · 10–3	1,333 · 10–3	133,3
1 atm =	760	1	1,033	1,013	1,013 · 105
1 at =	736	0,968	1	0,980	0,980 · 105
1 bar =	750	0,987	1,019	1	105
1 Pa =	7,5 · 10–3	0,987 · 10–5	1,019 · 10–5	10–5	1
1 hPa* =	0,75	0,987 · 10–3	1,019 · 103	10–3	100

* le za podajanje zračnega tlaka

Tlak v nekaterih medijih (bar)

prazno vesolje	10–17
najnižji tlak, dosegljiv v laboratoriju	10–15
elektronka	10–9
tlak zvoka ob pragu bolečine	10–3
avtomobilske gume	1,5–5
motorji z notranjim zgorevanjem	30–70
zračni kompresor	do 1000
stroji za brizganje plastike	do 4000
eksplozija	do 13.000
najvišji tlak, dosegljiv v laboratoriju	5,5 · 106
tlak udarnega vala	več 106
središče Zemlje	4 · 106
središče Sonca	4 · 1011
nevtronska zvezda	prek 1018

Vir: Veliki splošni leksikon - DZS d.d.

Komentiraj slovarski sestavek