Ilman Fysiikkaa osa1

Ilma on kaasuseos, joka koostuu typestä, hapesta, ja pienistä määristä useita muita kaasuja. Kaasujen olotilaa kuvaa paine, lämpötila ja tiheys.
Kappaleen massa ja paino sekoitetaan usein toisiinsa virheellisesti. Otetaanpa kilogramman kivi. Kilogramman massaisella kivellä on sama massa, oli se sitten Kuussa tai Maassa, Jupiterissa tahi varuudessa. Kuussa sen paino on kuitenkin paljon pienempi kuin Maassa. Tällä kevyen tuntuisella kivellä on Kuussa kuitenkin sama hitausominaisuus kuin Maassakin, eli sen nopeuden muutokset vaativat täysin saman verran energiaa, olimme millä planeetalla tahansa. Kappaleen painolla on merkitystä vain painovoimakentässä. Paino on siis voima, jolla vetovoima vetää kappaletta puoleensa. Tämä voima saadaan kertomalla kappaleen massa vetovoiman kiihtyvyydellä, joka on Maan pinnalla keskimäärin 9.8m/s^2. Voiman yksikkö on newton, eli yhden kilogramman kiveä Maa vetää puoleensa 9.8 newtonin voimalla. Kappaleen tiheys on aineen massa tilavuusyksikköä kohden. Veden tiheys on 1000kg/m^3. Vedellä on siis täysin sama tiehys, ollaan Maassa tahi Kuussa.

Paine kuvaa kappaleen pinta-alayksikköä kohti kohdistuvaa voimaa, jonka yksikkö on pascal.
1Pa= 1N/m^2 eli 100gramman paino kohdistaa neliömetrin alueelle sijoitettuna 0.98newtonin voiman, eli puristaa alustaansa yhden pascalin paineella.

Paineen mittaamista käytetään ilmapuntareissa. Mittaus perustuu elohopeamillimetrille, eli torrille. Se on paine, jonka yhden millimetrin paksuinen elohopeakerros aiheuttaa pohjapintaa vasten. Ilmakehä aiheuttaa noin 760 torrin paineen. Jos nesteenä ilmapuntarissa käytettäisiinkin vettä, ilman paine työntäisi sen 10 metrin korkeuteen. Ilmakehän paine puristaa meitä siis samalla voimalla kuin tyhjiössä oleva 10 metrin paksuinen kerros vettä. Tästä seuraa, ettei kaivosta voi pumpata vettä imupumpulla 10 metriä syvemmältä. Painetta on staattinen paine, joka syntyy Maan vetoivoman vetäessä ilmakehää puoleensa. Jos työnnät pääsi ulos liikkuvasta autosta, tunnet dynaamisen paineen, eli patopaineen. Dynaaminen paine on sukua liike-energialle, eli se on verrannollinen virtausnopeuden v neliöön, joten se kasvaa nopeasti nopeuden lisääntyessä. Paine noudattaa siten Bernoullin lakia, joka mahdollistaa lentämisen.