Aeromechanika

(pneumatika, gör.), a légneműtestek (gázok) mechanikája, a fizikának az a része, mely az általános mechanikatörvényeit a légnemű testekre alkalmazza. Az A., az érők hatásának eredmény éttekintve, két részre oszlik: aërodinamikára és aerosztatikára. Az aerodinamikaa gázakra ható erőket és az ezektől előidézett mozgásokat tárgyalja; leírjatovábbá azokat a készülékeket, melyekkel e mozgások törvényei kisérletilegigazolhatók, és a gépeket, amelyek segítségével e mozgások gyakorlatilagérvényesíthetők. Az A. legfontosabb tétele a kiömlés törvénye, mely szerintvalamely elzárt edényből egy nyiláson kiömlő gáz sebessége a gáz és a külsőtérben levő levegő nyomás különbségének négyzetgyökével egyenes, fajsúlyánaknégyzetgyökével pedig fordított viszonyban van, úgy hogy a kiömlési sebesség2-szer, 3-szor, 4-szer stb. nagyobb, ha a nyomás-különbség 4-szer, 9-szer,16-szor stb. akkora; és egyenlő nyomás alatt álló, de különböző fajsúlyú gáz2-szer, 3-szor, 4-szer stb. nagyobb sebességgel ömlik ki, ha a fajsúly 4-szer,9-szer, 16-szor stb. kisebb. E törvényből következtethető, hogy a légüres térbekiáramló levegő sebessége mintegy 400 m. másodpercenkint; ha tehát egy kilőttgolyó legalább is másodpercenkénti 400 m. sebességgel mozog, úgy közvetlenül a golyómögött légüres tér támad. Valamely cső nyílása fölött elrohanó gáz (vagylevegő) a nyílásra szivólag hat, azaz a csőben levő levegőt vagy folyadékotmagával ragadja. A kéménynek tetejére forgó sisakot alkalmaznak, hogy a rajtaátáramló szél a kémény levegőjét mintegy kiszivattyúzza és így erősebbléghuzatot idézzen elő. E jelenségen alapulnak továbbá az injektorok, a víz- ésillatszerporlók és a különböző belélegző (inhaláló) készülékek. A légneműtestek összegyűjtésére és tovamozdítására szolgálnak: a gáztartó (gazométer),fújtató és szellőztető (ventilátor). A mozgó levegő (szél) munkaképessége(energiája) gyakorlatilag érvényesül a szélmalmok és a vitorlás járóművekmozgatásában. A légneműek a bennük mozgó testek mozgása ellenében bizonyosellenállást fejtenek ki; amely ellenállás a mozgó test sebességének négyzetévelnövekszik. A mely test 2-szer, 3-szor nagyobb sebességgel mozog a levegőben,4-szer, 9-szer akkora ellenállásra talál. Csendes időben a levegő ellenállásátnem érezzük, de érezhetővé lesz, ha gyorsan haladó járóművön vagyunk, v. haszél ellenében haladunk. A levegő ellenállásán alapszik az ejtőernyő (l. o.). Alégnemű testek két csoportra oszthatók: 1. a szorosabb értelemben vett légekv.gázakra, 2. a gőzökv. párákra. Az előbbiek csak igen nehezen folyósíthatók, pl.a levegő, oxigén, hidrogén stb., az utóbbiak azonban csekélyebb mérvű lehűtésv. nyomás folytán már cseppfolyósak lesznek, pl. a vízgőz.

Az aerosztatikaa szorosabb értelemben vett légek v. gázak egyensúlyának tana s megállapítja azokata törvényeket, amelyek mellett a gázok, a rájuk ható erők dacára is nyugalombanmaradnak. A gázokat jellemző tulajdonságok: 1. a részecskék könnyűgördülékenysége, 2. a nagymérvű összenyomhatóság, 3. a terjedékenység. Ezutóbbi tulajdonságuknál fogva lényegesen különböznek minden más halmazállapotútesttől, mert mig ezek (szilárd, cseppfolyós) állandó térfogattal birnak (1 dm³vasnak, víznek térfogata nem változik akármilyen nagy edénybe helyezzük is),addig a gázok a rendelkezésökre álló teret, akármilyen nagy legyen is az,betölteni igyekszenek, s ezt meg is teszik., de sűrüségük rovására. 1 liternyiközönséges sűrüségü levegő betölt 10, 100 stb. literes edényt is, de sűrűségeakkor 10-szer, 100-szor stb. kisebb lesz. Éppen azért, ha a gázakat megőrizniakarjuk, ezeket minden oldalról teljesen zárt edénybe tesszük. Emeterjeszkedési törekvésüknél fogva a légnemek az edény falaira nyomástgyakorolnak, mely nyomásnak iránya az edény falára mindig merőleges és megvan agáz belsejében is minden irányban úgy, hogy a gáz tömegébe helyezett valamelysíklap, bármilyen helyzetű legyen is, mindkét oldalról merőleges irányú ésegyenlő nyomás alatt áll. E nyomás nagysága, melyet a gáz feszítő erejének isneveznek, arányos a gáz sűrűségével s a nyomott felület nagyságával függtovábbá a gáz hőmérsékletétől. Minél sűrűbb a gáz; v. ugyanazon sűrűség mellettminél melegebb a gáz, annál nagyobb a feszítő ereje. S mivel állandó tömegmellett a sűrűség a térfogat kisebbedésével növekszik, növekedni kell ilyenarányban a feszítő erőnek is (Mariotte törvénye). Ugyanazon sűrűségű éshőmérsékű gáz 2-szer, 3-szor, 4-szer nagyobb felületre 2-szer 3-szor, 4-szernagyobb nyomást fejt ki. A gázok terjeszkedési törekvése igen egyszerűkisérlettel igazolható. Ha a levegővel félig telt s jól elzárt hólyagot alégszivattyú harangja alá teszik s a levegőt a harang alól kiszivattyúzzák, alevegő ritkulásával kisebbedik a hólyagra ható külső nyomás és így az elzártlevegő ereje túlsúlyra emelkedik, a hólyagot kifeszíti, sőt szét is repeszti.

A Földet mintegy70-90 km vastag levegőréteg veszi körül. E légtenger (atmoszfera) egypillanatig sem maradna meg a Föld körül, hanem a világűrben szétszóródnék, hanem működnék egy erő, amely a levegő terjedékenységével megkűzd. Ez az erőugyanaz, amely minden szilárd és folyós testet a Földhöz köt, a nehézségerő. Anehézségerő működésének eredménye a levegő súlya és azon nyomás, amelyet alégoszlop alapjára gyakorol s amit légnyomásnak nevezünk. 1 m³vagyis 1000 liter levegőnek súlya (0° C. és 760 mm. barométerállás mellett)1293 g. A magasabb levegőréteg súlyával az alatta levőre nehezül s ez ismét azalantabb fekvőre, miért is a levegő sűrűsége annál nagyobb, minél mélyebbenfekszik valamely réteg. A légnyomás nagyságának meghatározására Torricellikisérlete szolgál. E kisérlet alapján tudjuk, hogy a tenger szinén 1 cm²-nyiterületre e nyomás nagysága körülbelül 1 kilogramm s így egy üveglap, melynekszélessége 20 cm., hossza 30 cm., tehát területe 20 × 30 = 600 cm²,a légnyomás folytán mintegy 600 kg. nyomást szenved. Hogy e roppant nyomásdacára a törékeny lemez porrá nem zúzódik s a ránehezedő súly dacára könnyenmozgatható, csak abból magyarázható, hogy a légnyomás minden irányban: lefelé,fölfelé és oldalt egyaránt hat. A légnyomás kisérleti igazolására szolgálnak alégszivattyú, a magdeburgi féltekék stb. A gázak nyomását kifejezzük amafolyadék (víz vagy higany) oszlopnak a vizszintes felület egységére gyakoroltnyomásával, amely oszlop a gáz nyomásával egyensúlyt tart; igy a levegőnyomását rendszerint egy higanyoszlop nyomásával, vagy még egyszerűbben ezoszlopnak a nyomásával arányos magasságával (barométer) mérjük: A normállégnyomás egyenlő egy 76 cm. magas higanyoszlopnak 1 cm² felületregyakorolt nyomásával. Mivel a higany fajsúlya 13,59 g. per cm³, azemlített oszlop nyomása 13,59 × 76 = 1033 g. per cm² tehátközelítőleg 1 kg. per cm² és ez a normál légnyomás nagysága. Alégnyomás nagysága változik a hely földrajzi szélességével, a tengerszín felettvaló magasságával és a légköri tüneményekkel (páraképződés, lecsapódás, szélstb.) és így nem csak különböző helyeken, de egyazon a helyen is folytonosaningadozik. A levegő s a gázak nyomásán alapulnak: a szivattyuk, a szivó és anyomó kút, szivornya (görbe szivó), Heron-kút, tüzi-fecskendő, szódavizespalack stb. Valamint a cseppfolyós testeknél, úgy a gázaknál is érvényesülArchimedes törvénye, mely szerint a testeknek a légben szenvedettsúlyvesztesége egyenlő a helyéből kiszorított levegő súlyával. Normál sűrűségűlevegőben 1 m³ térfogatú test 1293 g.-ot veszít súlyából. Havalamely test súlya kisebb, mint az egyenlő térfogatú levegőé, akkor az a testa súlykülönbségnek megfelelő erővel lefelé hajtatik és függve marad abban amagasabb légrétegben, ahol súlya egyenlő a helyéből kiszorított levegő súlyával(l. Léghajózás).

Forrás: Pallas Nagylexikon