Што такі ціск газу, вадкасці і цвёрдага цела

Ужо ў старажытным свеце людзі падазравалі, што такі ціск паветра і вадкасцяў на самай справе. Некаторыя з ідэй аб атамарным будове рэчыва дайшлі да нас у паэме Лукрэцыя Кара «Аб прыродзе рэчаў», а гэта ж перыяд антычнасці, у той час як ўласцівасці ціску эфектыўна выкарыстоўваліся ўжо ў Старажытным Егіпце. Жрацы з дапамогай нагрэтага і пашырыць газу «па чараўніцтве» адчынялі дзверы храмаў, а будаўнікі карысталіся гідраўлічным пад'ёмнікам для цяжкіх каменных блокаў.

Сёння на пытанне, што такое ціск як фізічная велічыня, адказваюць: яно роўна адносінах сілы да адзінкі плошчы. Таму ціск паветра, ціск вадкасці ў пасудзіне і ціск цвёрдага цела на апору - сутнасць падобныя з'явы. Паколькі ў іх задзейнічана сіла, ціск можна прымусіць здзяйсняць працу (чым і карысталіся прадпрымальныя старажытнаегіпецкія жрацы).

З ціскам цвёрдага цела на апору, у прынцыпе, усё зразумела. Вага цела - гэта сіла, і яна дзеліцца на плошчу судакранання цела з апорай. Але ў вадкасці і газе часціцы ня знаходзяцца ў спакоі. Яны ўвесь час здзяйсняюць рух, альбо хаатычны броўнаўскі, альбо накіраваны перанос з-за ўздзеяння знешніх сіл ці ўнутраных умоў сістэмы. Ціск ствараецца ўдарамі часціц аб сценкі сасуда.

Сіла, якая ўдзельнічае ў стварэнні ціску ў гэтым выпадку - гэта імпульс, які аддае кожная часціца ў адзінку часу. Адкуль з'яўляецца імпульс і сіла, мы зразумеем, калі ўспомнім формулы кінематыкі, якія апісваюць пругкае сутыкненне тэл. Малекула або атам вадкасці і газу разглядаецца як пругкая сфера. Ўнутры вадкага і газападобнага рэчывы часціцы пастаянна сутыкаюцца адзін з адным, абменьваюцца энергіяй і імпульсам. Таму ціск існуе таксама не толькі ў адносінах да сценкі сасуда, але і ўнутры любога рэчыва.
Нават унутры вакууму заўсёды застаецца некаторая колькасць часціц, якія ствараюць у ім невялікае ціск. Праўда, што такое ціск у вакууме існуе, высветлілася не адразу. Першапачаткова лічылася, што вакуум - гэта абсалютная пустата, і ён стварае нулявы ціск. Фізіка школьнага курса карыстаецца гэтым дапушчэннем і цяпер.

Вернемся да руху часціц. Яно дапаможа нам зразумець, што такое ціск кінетычныя і статычнае. Калі часціцы знаходзяцца ў хаатычным цеплавым руху, якое пастаянна, узнікае статычнае ціск. Калі да сістэмы прыкладваецца якое-небудзь знешняе ўздзеянне, і ў руху часціц ўзнікаюць пераважныя напрамкі, гэтыя самыя часціцы пачынаюць аказваць кінетычныя ціск.

Статычнае ціск можна назіраць, напрыклад, на дне ванны, запоўненай вадой. Калі ж адкрыць кран, падаючая бруя вады створыць дадатковае кінетычныя ціск. Спрошчана яго можна падлічыць, зыходзячы з тых жа меркаванняў, што апісваліся вышэй адносна пругкіх сутыкненняў часціц. Бруя валодае вымяранай хуткасцю і абменьваецца імпульсам з дном ванны пры сутыкненні. Поўнае ціск сістэмы (ванны з вадой) будзе роўна суме статычнага і кінэтычнага ціскаў.