Ottův slovník naučný/Aéromechanika

Ottův slovník naučný
Aéromantie	Aéromechanika	Aérometrie

Údaje o textu
Titulek:	Aéromechanika
Autor:	František Bedřich Čecháč
Zdroj:	Ottův slovník naučný. První díl. Praha: J. Otto, 1888. S. 277–278. Dostupné online.
Licence:	PD old 70

Č. 73. Přístroj Mariottův.

Č. 74.

Aéromechanika (z řec.) slove nauka o rovnováze (aérostatika) a pohybu (aérodynamika) plynů. Plyny vyznačují se dokonalou pohyblivostí částic. Mávneme-li rukou, ucítíme odpor narážejících částic vzduchu stále nás obklopujících, a veliká pohyblivost částic vzdušných jest příčinou, že za obyčejných okolností odpor, jejž pohybu kladou, cítíme jen měrou nepatrnou. Jako na pevná tělesa a kapaliny, účinkuje tíže zemská i na vzdušiny, kterýž účinek dovodíme vyssajíce vzduch z duté koule vyrobené z tenkého skla. Zvážíce kouli na citlivých vahách před vyssáním vzduchu a po něm, určíme, kolik na váze ubylo. U plynů, neúčinkuje-li nějaká síla zevní, nelze si mysliti stavu rovno. váhy, jelikož molekulární síly odpudivé větší jsou molekulárních sil přítažných. Plyny snažíce se nabývati objemu stále většího, tlačí na stěny nádob, v nichž jsou zavřeny, a tento tlak jmenujeme rozpínavostí, napjetím neb expansí plynů, kteráž za rovnováhy rovná se zevnímu tlaku. Účinkem této rozpínavosti vyplňuje plyn každý vzduchoprázdný prostor maje všude stejné napjetí, je-li ovšem v nádobách nevelikých rozměrů, u kterých opominouti lze tlak tíže vrstev hořejších na vrstvy dolejší. Leč u sloupců plynových velmi vysokých, jako u sloupce vzdušného, spočívajícího na naší zemi, jest přírůstek tlaku a tedy i přírůstek expanse vrstev dolejších značný, a rozpínavost anebo tlak s ní rovnomocný jsou stejné jen v téže vodorovné vrstvě. Ze společné vlastnosti plynů s kapalinami vychází vzhledem k účinku tíže, že každé těleso ve vzduchu a plynech vůbec musí na váze tolik ztratiti, kolik váží stejný objem vytlačeného plynu, neboť jako kapaliny, tak i plyny pudí ponořená tělesa vzhůru silou, jež rovná se váze vytlačeného plynu. Jednotlivé vrstvy ovzduší naší země tlačí na sebe vlastní váhou, i budou vrstvy tím více stlačeny, čím vyšší jest sloupec tlačícího vzduchu. Jako u každé jiné tekutiny bude tlak na každou vrstvu závislý na váze tlačícího sloupce a na velikosti tlačené plochy. Na samém povrchu zemském roven jest tlak tento váze vzdušného sloupce, jehož základnou jest tlačená plocha a jehož výška rovná se výšce atmosfery (Torricelli, Viviani). O tom, jak veliký jest tlak vzdušný, lze se přesvědčiti, naplníme-li skleněnou rouru zdélí 1 m, na jednom konci zatavenou, rtutí, načež otevřený konec prstem přidržíce rouru obrátíme a otevřeným koncem ponoříme do rtuti. Odstraníme-li pak prst, sklesne rtuť v rouře na výšku přibližně 760 mm zanechajíc nad povrchem v rouře vzduchoprázdný prostor, jenž slove prázdnotou Torricellovou. Sloupec rtuti v rouře jest v rovnováze s tlakem pocházejícím z váhy sloupce vzduchového. Na pokuse právě provedeném zakládají se tlakoměry čili barometry. Ve výši hladiny mořské ve střední Evropě dostupuje rtuť výšky h=760 mm, kteráž výška jest normální pro tlak jedné atmosféry i obnáší tlak jedné atmosfery při 0°C. ve výši hladiny mořské na 1 cm² 1033,6 gr. Rozpínavost plynů i jejich hutnost v uzavřené prostoře mění se jednak změnou objemu, tlakem, jednak teplotou. V příčině první dovodil Mariotte (1679), že součin z objemu daného množství plynu a tlaku, pod nímž plyn se nachází, jest stálou veličinou, a že hutnosti daného množství plynu jsou v přímém poměru s tlačícími silami. Tento základní zákon aérostatiky, jenž slove zákonem Mariottovým, lze dovoditi přístrojem Mariottovým v obr. č. 73. Jest to ohnutá skleněná roura, jejíž delší rameno jest otevřeno, kratší zataveno. Podél roury jest dělení. Do roury nalejeme tolik rtuti, že vzduch uvnitř kratšího ramene má totéž napjetí jako vzduch vnější, což poznáme dosahuje-li rtuť po obou stranách nullového bodu c. Přiléváním rtuti do delšího ramene vystoupí rtuť v delším rameni výše (na př. po f) než v kratším (po e) a shledáme, že, obnáší-li rozdíl povrchu rtuti v obou ramenech 2, 3, 4, 5... sloupců tlakoměrných, objem uzavřeného a stlačeného vzduchu jest umenšen na ½, ⅓, ¼, 1/5... původního objemu. V příčině druhé shledali Dalton (1801) a Gay Lussac (1802), že všecky plyny oteplením zvětšují objem za rovného tlaku; má-li plyn při teplotě 0°C a tlaku P₀ určitý objem a má-li při teplotě t⁰ týž objem míti, musí působiti na něj tlak P_t, jejž vyjádřiti lze vzorcem

$P_{t}=P_{0}(1+kt^{0})$,

kdež k značí koëfficient roztaživosti plynů: zákon, jejž vzorec vyjadřuje, slove zákonem Gay-Lussacovým. Na vlastnostech plynů zakládají se mnohé přístroje, jako manometry, vývěvy, hustilky, pumpy, stříkačky, násosky, balony a j., zároveň docházejí zákony uvedené velmi důležitého užití při barometrickém měření výšek.

Druhý díl ae-ky, aérodynamika, učí nás zákonům o pohybu plynů. Částice plynů mají volnou pohyblivost, i uniká plyn otvorem z nádoby, je-li tlak plynu v nádobě větší než tlak mimo ni. Dovoditi pak lze, že druhé mocnosti rychlostí výtoků dvou rozličných plynů o nestejné měrné váze při stejném tlaku jsou obráceně úměrny měrným vahám plynů, a že měrné váhy dvou plynů unikajících pod týmže tlakem mají se k sobě jako čtverce dob výtoků, kteréhož posledního zákona užil Bunsen k určování měrné váhy plynů. U průtoku vláskovitými rourami pozbývají zákony uvedené přesné platnosti pro tření plynů na stěnách, i vychází z pokusů Bunsenových, že objemy téhož plynu, protekší ve stejných dobách sádrovou zátkou, jsou úměrny rozdílu tlaků a že objemy rozličných plynů, které protekly za téhož rozdílu tlaků, nejsou v obráceném poměru s druhými odmocninami měrných vah plynů. Výtok plynů podmiňuje mnohé výjevy. Čím delší jsou roury, jimiž plyn vytéká, tím více spotřebuje se třením napjetí plynu a tím menším stává se také tlak na stěny roury, o čemž se můžeme přesvědčiti, když výtokovou rouru na různých místech spojíme s manometry. Také ssání lze pozorovati při výtoku plynů. Ústí-li výtoková roura A v desce B (viz vyobr. č. 74.), při níž v malé odlehlosti rovnoběžně zavěšena jest jiná z lepenky, a protéká-li trubicí prudce proud vzduchu, rozšiřuje se rychle vytékající plyn v prostoře mezi deskami, kteréž rozšiřování jest tím větší, čím více vytékající plyn se blíží k okrajům desk. Tím plyn se rozřeďuje a zevním tlakem přitlačí se pak deska zpodní k otvoru (aérodynamické paradoxon). – Pokud se týče výjevů sil molekulárních u plynů, nestejnorodé plyny neúčinkující na sebe chemicky, nacházejí-li se současně v téže prostoře, prolnou se na vzájem, tak že vznikne smíšenina úplně stejnorodá. (Prolínání čili diffuse plynů.) Dalton shledal u dvou nestejně hutných plynů při stejném tlaku, že z každého plynu přechází diffusí do nádoby, v níž se druhý plyn nachází, tolik plynu, jako by tam vůbec žádného plynu nebylo, a každý z diffundujících plynů má takové napjetí, jaké by měl, kdyby sám celou prostoru vyplňoval. – Jsou-li dva plyny, neúčinkující na sebe chemicky, od sebe odděleny porovitou stěnou, proniknou stěnou z každého plynu objemy, jež obráceně úměrny jsou druhým odmocninám z měrných vah plynů, předpokládajíc po obou stranách plynu stejný tlak. – Účinkem přítažných sil molekulárních mezi pevnými tělesy a plyny zhušťují se plyny na povrchu těles a zhušťování jest tím mocnější čím větší jest povrch tělesa; plyn se tělesem zvláště porovitým, jaksi pohlcuje, a to tím snadněji, čím je stlačitelnější. Čč.