■ Tlak je sastavni dio našeg života. Svugdje je, i u nama i oko nas – u atmosferi, u vodi, u našem krvotoku, u Zemlji, u svim živim bićima… Fizičari su ga definirali kao omjer sile i površine na koju ta sila djeluje. Brojčano je jednak sili koja djeluje po jedinici površine. Oznaka mu je p, a jedinica paskal (Pa).

■ Iako nam se čini da je zrak lagan, on svojom težinom tlači površinu Zemlje. Izmjereno je da zrak svaki četvorni metar Zemljine površine pritišće u svim smjerovima silom 101.325 N, ili svaki kvadratni centimetar silom kojom bi pritiskalo tijelo mase 1 kilogram. To odgovara pritisku slona koji stoji na stoliću za kavu. Kada u vrućim danima ležite na plaži i sunčate se, osjećate li da vas pritišće 10 tona zraka? Kad ispružite dlan, sila na dlan zbog atmosferskog tlaka približno je jednaka sili koja je jednaka težini tijela mase 120 kg. Nevjerojatno! Ali, mi to ne osjećamo jer jednaka sila djeluje na nas i izvana i iznutra. Odnosno, tlak izvan ljudskog tijela uravnotežen je s tlakom tekućina u njegovoj unutrašnjosti. Bez tog unutrašnjeg tlaka zračni bi nas tlak odmah smlavio.

■ Postojanje i djelovanje atmosferskog tlaka dokazao je talijanski fizičar Evangelista Torricelli (1608. – 1647.). Jednog su dana vodoinstalateri u Firenzi trebali dovesti vodu u gornje odaje vojvodina dvora. Ali, nikako im nije polazilo za rukom. Ni čuveni Galilej nije znao to objasniti. Međutim, Torricelli je pomoću žive stavljene u tanku staklenu cijev dokazao da je „krivac“ za to atmosferski tlak.

Magdeburške polukugle  

………………………..

■ Postojanje atmosferskog tlaka i njegovu snagu i postojanje vakuuma na spektakularan je način demonstrirao njemački fizičar, pronalazač vakuumske sisaljke i gradonačelnik Magdeburga Otto von Guericke (1602. – 1686.). Upregnuo je dva konjska osmoprega da razdvoje dvije šuplje polukugle spojene vakuumom (što znači da je unutar polukugli bio bezzračni prostor). Atmosferski tlak pritiskivao je polukugle i držao ih čvrsto spojene. Ni snaga šesnaest konja nije mogla ništa protiv tlaka. Polukugle se nisu razdvojile.

■ Torricelli je napravio barometar sa živom u kojemu je, pri normalnom atmosferskom tlaku (1013,25 hPa ) visina stupca žive bila 76 cm. Guericke je napravio vodeni barometar, koji je bio vrlo nepraktičan jer mu je visina bila oko 11 metara (budući da je gustoća vode 13,6 puta manja od gustoće žive, pri istom tlaku visina stupca vode će biti 13,6 puta veća). Postavio ga je uz zid svoje kuće. Skalu je pokazivao drveni čovječuljak koji je plivao na vrhu vodenog stupca barometra. Otto von Guericke je jednom, na osnovi niskog tlaka izmjerenog tim barometrom, predvidio nevrijeme koje je uslijedilo dva sata nakon prognoze.

Piccardov batiskaf

…………………………

■ Sva živa bića na Zemljinoj površini prilagođena su manjem tlaku nego ona u moru. U moru, kao i u svim fluidima, javlja se hidrostatski tlak kao rezultat težine fluida, jer gornji slojevi pritišću donje svojom težinom. Tlak koji stvara more u velikim dubinama jako je velik. Na svakih 10 metara povećava se oko sto tisuća paskala. Ali, ma kako bio velik taj tlak, ribe i ostala morska bića ga ne osjećaju jer je jednako velik i u tijelu i izvan njega (kao i mi atmosferski). Godine 1960. švicarski istraživač Jacques Piccard zaronio je batiskafom u Marijansku zavalu na dubinu od gotovo 11 kilometara. Njegov je batiskaf pritiskao tlak koji odgovara težini od oko 100.000 automobila, jednako pritisku 7 slonova koji stoje na tanjuru.

■ Za razliku od riba, čovjek ne može podnijeti veliku dubinu. Na dubini od 160 metara sila na jedan četvorni centimetar našeg tijela je 170 N (kao težina tijela od 17 kilograma), pa bi pluća imala veličinu srednje jabuke, a srce bi pumpalo krv 40 puta u minuti.

■ Iako se voda, pri normalnom tlaku, pretvara u paru pri 100 celzija, na nekim mjestima na morskom dnu, na velikim dubinama gdje vruća magma izlazi iz Zemljine kore, voda se može zagrijati i do 400 stupnjeva, a da ne ispari jer je jako velik tlak. Nasuprot tome, što smo na većoj visini, tlak pada (pritišće nas manje zraka) pa voda prije provri. Tako na primjer na vrhu Himalaje voda provri na oko 80 stupnjeva, ali budući da se ne može postići viša temperatura od te (jer voda ispari), javlja se problem – što skuhati na nižoj temperaturi. Kad su Englezi kolonizirali visoka područja u podnožju Himalaje, njihovi su kuhari imali tablice pomoću kojih bi znali koliko se dugo na kojoj nadmorskoj visini mora kuhati jaje da bude mekano. Pa je tako stajalo, na primjer, da je na visini od 4000 metara nadmorske visine za meko kuhano jaje potrebno 15 minuta kuhanja. Sad se može koristiti pretis-lonac, tj. lonac pod tlakom. U njemu voda koja se pretvori u paru stvara vlastiti visoki tlak, pa je vrelište vode na 120 stupnjeva. Nasuprot tome, na Marsu je tlak tako nizak da bi nam voda ključala na dlanu.

■ Može li netko otvoriti vrata aviona tijekom leta? Može, ali samo na filmu. Vrata na putničkim avionima otvaraju se prema unutra. Na deset tisuća metara visine, što je uobičajena visina na kojoj danas lete putnički avioni, tlak vanjskog zraka je samo oko 0,21 kg po četvornom centimetru. U avionu je tlak zraka 0,77 kg po kvadratnom centimetru, što znači da je unutrašnji tlak veći od vanjskog i ne dopušta da se vrata otvore prema unutra. Budući da vrata na izlazu za slučaj nužde imaju ukupnu površinu oko 0,5 četvornih metara, unutrašnji tlak na ta vrata je velik kao kada bi čovjek pokušao podići teret od tri tone.

■ Protok krvi kroz naše tijelo omogućava srce, tj. organska pumpa koja radi zahvaljujući tlaku krvi. Srce pravi toliki tlak u tijelu dok pumpa da može izbaciti mlaz krvi preko 9 metara. Snaga kojom naše tijelo potiskuje krv u arterije ovisi o elastičnosti krvnih žila i otporu pri otjecanju u manje krvne žile. Tlak u arterijama doseže najveću vrijednost tijekom skupljanja srčanih komora i naziva se maksimalnim krvnim tlakom, a najmanju prigodom opuštanja komora i naziva se dijastolnim ili minimalnim krvnim tlakom. Nagla promjena zračnog tlaka odražava se i na naš krvni tlak. Kad pada tlak zraka, krvni tlak raste, a rad srca ubrzava i obratno. U slučaju da čovjek uđe u područje preniskog tlaka zraka razlika između krvnog tlaka i tlaka u zraku izazvala bi prskanje krvnih žila, osobito kapilara.

 Vidite, tlak nije nešto izmišljeno da bi vas profesori fizike imali čime gnjaviti. Tlak je nešto više od suhoparne definicije i formule.

 Zanimljivosti o tlaku:

■ Promjena atmosferskog tlaka utječe na nastanak vjetra i meteorološke prilike. Najveće oluje, poput uragana, nastaju kad zrak iz područja visokog tlaka prodire u područje niskog tlaka.

■ Protok vode od korijena do najvišeg lista događa se zahvaljujući tlaku u molekulama vode koji se lančano prenosi.

■ Znanstvenici su izračunali da je u središtu Zemlje tlak oko 3,5 megabara (3,5×10¹¹ Pa) ili 350 milijardi paskala, što odgovara tlaku zakucavanja čavla u neku tvrdu podlogu.

■ Unutar plinovitog dijela Sunca tlak je 220 milijardi bara (1 bar = 10⁵ Pa)

■ U najniže tlakove spadaju: najtiši zvuk ima 200 milijuntnina Pa, tlak Sunčeva svjetla 3 milijuntnine Pa, a najbolji laboratorijski vakuum je bilijuntni dio Pa.

■ Tlak koji održava napuhanu gumu na biciklu predstavlja nasrtaj velikog broja molekula zraka u unutrašnjosti gume.

■ Tlak u krvotoku žirafe viši je nego kod ostalih sisavaca. Umjesto 100 mm Hg, iznosi čak 250 mm Hg, a u nogama 400 mm Hg.

■ Napunite čašu vodom, poklopite čvršćim papirom (koji ne upija brzo vodu) i okrenite čašu naopako pridržavajući papir. Voda se neće izliti. Zašto? Opet zbog tlaka – atmosferski tlak izvana veći je od hidrostatskog tlaka (tlaka zbog težine tekućine) iznutra.

■ Pazite, nemojte na kolodvoru stajati blizu vlaka koji juri jer bi vas mogao “usisati”, ni blizu autobusa ili kamiona koji ide visokom brzinom. Naime, može se stvoriti toliki negativni tlak između vozila i vas da vas povuče prema vozilu. Oprez i kada vozite bicikl pored autobusa. Bolje je pričekati da prođe.

…………………

PRIREDILA: Snježana STANIN

Snježana Stanin je nastavnica mentorica. Predaje fiziku u Osnovnoj školi Šimuna Kožičića Benje u Zadru. Jedna je od autorica zbirki Fizika oko nas za 7. i 8. razred. Voditeljica je Županijskog stručnog vijeća fizike za osnovne i srednje škole Zadarske županije. Autorica je triju radijskih kvizova (više od 200 emisija).