Fysiikka 2: luku 6 Energia ja olomuodot

Lämpökapasiteetti

Lämpökapasiteetti C ilmaisee, kuinka paljon kappale voi ottaa vastaan tai luovuttaa energiaa lämpönä yhtä tilavuusyksikköä kohti. Usein energianmuutosta merkitään lyhyesti

∆Q = Q, jolloin C = Q / ∆T

Kappaleen lämpönä luovuttama tai vastaanottama energia saadaan yhtälöstä

Q = C∆T

jossa C on kappaleen lämpökapasiteetti.

Hyvän kalorimetrin lämpökapasiteetti on pieni. Silloin kalorimetri vaikuttaa vain vähän tutkittaviin energian siirtymiin kalorimetrin sisällä. Jos kappaleen lämpökapasiteetti on suuri, sen lämpötila kohoaa vain vähän, vaikka siihen siirtyisi sitä lämmitettäessä suuri määrä energiaa. Vastaavasti kappaleen jäähtymisen aikana energiaa vapautuu runsaasti mutta lämpötila ei juuri alene. Jos kappaleen lämpökapasiteetti on pieni, pienikin kappaleeseen lämpönä siirtyvä energiamäärä saa lämpötilan kasvamaan voimakkaasti.

Ominaislämpökapasiteetti

Homogeenisen kappaleen ominaislämpökapasiteetti c ilmaisee aineen lämpönä luovuttaman tai vastaanottaman energian massayksikköä ja lämpötilayksikköä kohti :

c = C/m

Homogeenisen kappaleen lämpönä luovuttama tai vastaanottama energia saadaan tunnettua ominaislämpökapasiteettia käyttämällä yhtälöstä

Q = cm∆T

Ominaislämpökapasiteetti on aineelle ominainen suure. Energia, jonka aine luovuttaa tai ottaa vastaan, riippuu kappaleen massasta, lämpötilan muutoksen suuruudesta ja kappaleen materiaalista. Tätä aineelle ominaista kykyä sitoa tai luovuttaa energiaa lämpönä kutsutaan aineen ominaislämpökapasiteetiksi.

Vedellä on huomattavan suuri ominaislämpökapasiteetti. Siksi veteen voidaan sitoa suuria määriä energiaa.

Ominaissulamislämpö

Jokaiselle aineelle ominaisessa lämpötilassa, sulamispisteessä, rakenneosasten liike-energia on niin suuri, että aineen rakenne rikkoutuu ja aine sulaa. Tämä tapahtuma sitoo energiaa. Kun aine saa lisää energiaa, sulamisprosessi jatkuu ja kaikki energia kuluu sulamiseen. Lämpötila pysyy vakiona, kunnes kaikki aine on sulanut. Ominaissulamislämpö on se energia massayksikköä kohti, joka on vietävä lämpönä sulamispisteessä olevaan kiinteään aineeseen, jotta aineen olomuoto muuttuisi kiinteästä nesteeksi:

s = Q/m

Aineen sulattamiseen tarvittava energia on

Q = sm

jossa s on aineen ominaissulamislämpö. Yhtä paljon energiaa vapautuu, kun aine jähmettyy kiinteäksi.

Ominaishöyrystymislämpö

Ominaishöyrystymislämpö on se energia massayksikkä kohti, joka on vietävä kiehumispisteessä olevaan nesteeseen, jotta neste höyrystyisi

r = Q/m

Nesteen höyrystymiseen tarvittava ja tiivistymisessä vapautuva energia on

Q = rm

jossa r on ominaishöyrystymislämpö.

Fysiikka 2: luku 5 Olomuodot

Aine voi esiintyä kolmessa olomuodossa eli faasissa: kiinteänä aineena, nesteenä ja kaasuna. Yhdeksi olomuodoksi voidaan katsoa myös plasma, jossa kuuman aineen atomeilta on irronnut elektroni tai elektroneja. Plasmassa on elektroneja ja ioneja. Aineen olomuoto riippuu sen tilanmuuttujista eli paineesta, tilavuudesta ja lämpötilasta.

Olomuodon muutoksissa sitoutuu tai vapautuu energiaa. Kun aineeseen tuodaan energiaa, sen lämpötila kohoaa, mikäli sen olomuoto ei muutu. Olomuodon muutoksissa aineen lämpötila pysyy muuttumattomana.

Kappaleen lämpötila riippuu sen rakenneosasten lämpöliikkeestä. Kiinteissä aineissa, joissa atomit ovat järjestäytyneet tiiviiksi rakenteiksi, ja nesteissä aineiden rakenneosaset ovat jatkuvassa värähdysliikkeessä. Värähdysliike on mahdollista vain, kun aineen rakenneosaset ovat sitoutuneet toisiinsa. Kaasujen rakenneosasten lämpöliike on etenemistä, pyörimistä ja törmäyksiä, ei värähdysliikettä. Kun paine on vakio, aineen lämpötila ei muutu olomuodon muutosten aikana.

Faasikaavio

Faasikaavio on malli, jonka avulla voidaan ennustaa, mitä aineelle tapahtuu lämpötilan tai paineen tai molempien muuttuessa. Faasikaaviolla kuvataan aineen eri olomuotoja (T,p)-koordinaatistossa eli eri paineissa ja lämpötiloissa. Tasapainokäyrillä kaksi olomuotoa on tasapainossa keskenään. Esim aineen sulamiskäyrällä kiinteä- ja nestefaasi ovat tasapainossa eli esiintyvät yhtä aikaa. Höyrystymiskäyrällä neste- ja kaasufaasi ovat tasapainossa ja sublimoitumiskäyrällä kiinteä- ja kaasufaasi ovat tasapainossa.

Faasikaavio. Kuva googlen kuvahaku.

Faasikaaviossa tasapainokäyrät kohtaavat pisteessä, jota kutsutaan kolmoispisteeksi. Kolmoispisteen lämpötilassa ja paineessa kaikki kolme olomuotoa ovat tasapainossa ja aine voi esiintyä samanaikaisesti kaikissa kolmessa olomuodossaan. Veden kolmoispiste on tarkasti mitattavissa. Absoluuttisen lämpötila-asteikon eli kelvinasteikon toiseksi peruspisteeksi on valittu veden kolmoispisteen lämpötila, jolle on sovittu 273,16 K. Toinen peruspiste on absoluuttinen nollalämpötila. Molemmat peruspisteet ovat olosuhteista riippumattomia, toisin kuin esim celsiusasteikon peruspisteet eli veden sulamis- ja kiehumispisteet, jotka riippuvat paineesta.

Faasikaavion höyrystymiskäyrä päättyy kriittiseen pisteeseen, joka on kullekin aineelle ominainen lämpötilan (kriittinen lämpötila) ja paineen (kriittinen paine) yhdistelmä. Kriittistä pistettä korkeammissa lämpötiloissa ja paineissa nestemäisen ja kaasumaisen olomuodon raja häviää.

Kun kyse on vedestä, voidaan täsmentää käsitteet höyry ja kaasu. Jos kaasumaisen veden lämpötila on alempi kuin sen kriittinen lämpötila, vettä sanotaan höyryksi. Jos taas kaasumaisen veden lämpötila on korkeampi kuin sen kriittinen lämpötila, puhutaan kaasusta.

Höyrystyminen

Neste voi höyrystyä haihtumalla tai kiehumalla. Höyrystyminen ei edellytä, että aine kokonaisuudessaan olisi sille ominaisessa kiehumispisteessä. Haihtuminen tarkoittaa nesteen höyrystymistä nesteen vapaasta pinnasta. Haihtumista tapahtuu kaikissa lämpötiloissa. Kiehuminen sen sijaan tapahtuu lämpötilassa, jossa nesteen sisäinen höyrynpaine on yhtä suuri tai suurempi kuin ulkoinen paine. Kiehumisen ylläpitämiseen tuotu energia ei nosta nesteen lämpötilaa, koska energia kuluu höyrystymiseen.

Kun suljetussa astiassa oleva neste höyrystyy, höyryn määrä nestepinnan yläpuolella kasvaa. Samalla myös tiivistyminen lisääntyy. Lopulta astiassa saavutetaan dynaaminen tasapainotila. Tällöin höyrystymistä ja tiivistymistä tapahtuu yhtä runsaasti. Astian ilmatilassa olevaa höyryä kutsutaan tällöin kylläiseksi höyryksi ja astiassa vallitsevaa höyryn painetta kylläisen höyryn paineeksi. Tällöin astian ilmatilassa on niin paljon höyryä kuin siihen mahtuu. Faasikaaviossa ollaan silloin höyrystymisrajalla.

Huoneenlämpötilassa olevasta avoimesta vesilasista nesteen pinnalta tapahtuva haihtuminen on runsaampaa kuin tiivistyminen. Tällöin veden sisäinen höyrynpaine on pienempi kuin ulkoinen paine eli ilmanpaine. Kun vettä keitetään avoimessa kattilassa, vesi kiehuu loppuun, koska huoneilmassa olevan veden höyrynpaine on pienempi kuin kylläisen höyryn paine.

Painekattilan normaalia ilmanpainetta korkeammassa paineessa veden kiehumislämpötila on korkeampi kuin 100 °C, joten kattilassa oleva ruoka kypsyy nopeammin.

Ilmankosteus

Ilmankosteudella tarkoitetaan ilmassa höyrynä olevaa vettä. Ilman absoluuttisella kosteudella tarkoitetaan sen sijaan ilmassa olevan vesihöyryn massaa tilavuusyksikköä kohti. Kutakin lämpötilaa vastaa tietty maksimikosteus, joka kertoo vesihöyryn suurimman mahdollisen massan tilavuusyksikköä kohti. Ilman suhteellisella kosteudella tarkoitetaan sitä, kuinka monta prosenttia ilman absoluuttinen kosteus on suurimmasta mahdollisesta kosteudesta. Kun ilman lämpötila alenee, tietyssä lämpötilassa, kastepisteessä, ilmassa oleva vesihöyry tulee kylläiseksi ja tiivistyy. Tällöin ilman suhteellinen kosteus on 100 % ja kastepistettä vastaava kylläisen vesihöyryn paine on yhtä suuri kuin ilmassa olevan vesihöyryn osapaine. Jos kastepiste on veden jäätymispistettä alempi, vesihöyry muuttuu suoraan jääksi. Silloin vesihöyry härmistyy kylmille pinnoille.

Kastepisteessä pyykki ei kuivu, koska silloin vettä ei haihdu ilmaan. Jos ilman suhteellinen kosteus on pieni, vaatteet kuivuvat nopeasti jopa pakkasella, jolloin jää sublimoituu vesihöyryksi ilmaan.

Fysiikka 2: luku 4 Kaasut

Ideaalikaasu on malli kaasuille. Todellista kaasua kutsutaan reaalikaasuksi. Ideaalikaasuille voidaan johtaa yleinen tilanyhtälö. Ideaalikaasu poikkeaa monessa suhteessa reaalikaasusta, ja siksi tilanyhtälön pätevyys on rajallinen. Huoneenlämpötilassa ja normaalipaineessa useimmat reaalikaasut kuitenkin käyttäytyvät lähes ideaalikaasun tavoin.

Reaalikaasujen ja ideaalikaasujen erot

-         monet kaasut ovat seoksia. Puhtaat reaalikaasut koostuvat samoista atomeista tai molekyyleistä. Ideaalikaasussa on sen sijaan vain yhdenlaisia rakenneosasia.

-         reaalikaasujen molekyylien suuruusluokka on 10^-10m. Hiukkasiin kohdistuu myös paino. Ideaalikaasun rakenneosat sen sijaan ovat pistemäisiä.

-         reaalikaasun rakenneosasilla on lämpöliikettä: myös virtaukset ovat mahdollisia. Ideaalikaasun rakenneosasten lämpöliike on satunnaista.

-         reaalikaasun rakenneosasten välillä on sähkömagneettinen vuorovaikutus, kun taas ideaalikaasun rakenneosaset vuorovaikuttavat vain törmäysten kautta.

-         reaalikaasussa törmäykset voivat olla kimmoisia tai kimmottomia, kun taas ideaalikaasun rakenneosasten välillä on vain kimmoisia törmäyksiä.

-         reaalikaasun rakenneosasten liike on törmäysten välillä lähes suoraviivaista, kun taas ideaalikaasun rakenneosaset liikkuvat törmäysten välillä vakionopeudella ja suoraviivaisesti.

Kaasujen tilanyhtälöt

Kaasun tilan määräävät sen paine, tilavuus ja lämpötila. Kun kaasun paine kasvaa, sen tilavuus pienenee. Boylen lain mukaan kaasun tilanmuutos on isoterminen, jos sen lämpötila pysyy vakiona. Eli pV = vakio. Jauhelihapakkauksessa käytetään suojakaasuna hapen ja hiilidioksidin seosta. Happi auttaa lihaa pysymään väriltään punaisena.

Charlesin lain mukaan kaasun tilanmuutos on isokoorinen, jos sen tilavuus pysyy vakiona. Eli p/T = vakio. Gay-Lussacin lain mukaan kaasun tilanmuutos on isobaarinen, jos sen paine pysyy vakiona. Eli V/T = vakio. Gay-Lussacin lain mukaan kaasun tilavuus pienenee lämpötilan laskiessa.

Ideaalikaasun tilanyhtälö

pV/T = vakio

Ideaalikaasun tilanyhtälö on

pV/T = nR eli pV = nRT

jossa R on 8,314510 J/(mol*K)

Avogadron lain mukaan samassa lämpötilassa ja paineessa yhtä suuret tilavuudet eri kaasuja sisältävät yhtä monta molekyyliä.

 

Kaasun normaalitila (NTP-olosuhteet)

NTP-olosuhteissa on sovittu tila, jossa lämpötila on 273,15 K ja paine on 101325 Pa eli normaali ilmanpaine. Jos NTP-tilassa ideaalikaasua on yksi mooli, se vaatii tilavuuden 22,41410 dm³ eli normaalitilavuus on 22,41410 l/mol. Jos kaasun ainemäärä tunnetaan, ideaalikaasun tilanyhtälö voidaan ilmaista moolisen kaasuvakion R avulla.

Fysiikka 2: luku 3 Lämpölaajeneminen

Pituuden lämpölaajeneminen

l = l₀ (1+ α∆T)

Pinta-alan lämpölaajeneminen

A = A₀ (1+ β∆T)

Tilavuuden lämpölaajeneminen

V = V₀ (1+ γ∆T)

Pituuden ja pinta-alan lämpötilakertoimille on voimassa β = 2α. Kiinteän aineen tilavuuden ja pituuden lämpötilakertoimien välillä on voimassa γ = 3α.

Pitkät putkistot, esim öljyn ja maakaasun siirtämiseen käytettävät, tehdään suorallakin reitillä mutkikkaiksi. Mutkien ansiosta putket joustavat, kun lämpötilanvaihdokset aiheuttavat lämpölaajenemista. Nesteet laajenevat huomattavasti enemmän kuin kiinteät aineet. Sama lämpötilanmuutos aiheuttaa nesteessä suuremman tilavuuden muutoksen kuin kiinteissä aineissa.

Järvet jäätyvät talvella vain pinnalta. Koska veden tiheys on suurin + 4 °C:ssa, neliasteinen vesi painuu järven pohjalle. Tämän ansiosta kalakanta pysyy talven yli elossa järven pohjan tuntumassa. Veden tilavuus pienenee poikkeuksellisesti lämpötilan kasvaessa 0 ... + 4 °C. Tämä johtuu siitä, että vesimolekyylit ryhmittyvät vähemmän tilaa vievään järjestykseen.

Fysiikka 2: luku 2 Mekaaninen energia ja lämpö

Energian säilymislaki

Energian säilymislaki on kaikki fysiikan alueet yhdistävä laki. Siitä ei ole havaittu poikkeuksia. Energiaa voi esim kulkeutua kappaleiden tai aineiden mukana. Säteily kuljettaa energiaa. Energia vo siirtyä lämpönä kuumemmasta kappaleesta kylmempään. Energialajit voidaan jakaa vapaisiin ja sidottuihin. Vuorovaikutuksissa sitoutuu ja vapautuu energiaa.

Erilaisten koneiden toiminta perustuu energian siirtymiseen ja muuntumiseen muodosta toiseen lämmön tai työn vaikutuksesta. Jos systeemillä on mekaanista energiaa, se voi tehdä työtä. Yhtälön E = mc² E on kappaleen massaa vastaava energia. Sisäinen energia ilmenee siis aineen rakenneosasten massana.

Työ ja energia

Vedettäessä matkalaukkua lattialla, kitka vastustaa liikettä, jolloin voidaan sanoa että laukkua vedettäessä tehdään työtä kitkaa vastaan.

Kappaleella voi olla sen sijaintiin perustuvaa energiaa eli potentiaalienergiaa. Jos kappale päästetään putoamaan, kappaleeseen kohdistuva paino tekee työtä ja muuntaa potentiaalienergiaa kappaleen liike-energiaksi. Putoamisen aikana kappaleella on sekä potentiaali- että liike-energiaa. Potentiaalienergian ja liike-energian summaa kutsutaan kappaleen mekaaniseksi energiaksi.

Liikettä ylläpitävän vakiovoiman suuruus on yhtä suuri kuin kitkan ja muiden liikevastusten suuruus. Työntävän voiman tekemä työ ei ilmene kappaleen liike-energian kasvuna, vaan liikevastusten takia kappaleen ja pinnan mikroskooppisten rakenneosasten lisääntyneenä liikkeenä eli kappaleen ja pinnan lämpenemisenä. Aineen rakenneosasten liike-energia on aineen sisäistä energiaa.

Systeemin sisäenergialla tarkoitetaan rakenneosasten lämpöliikkeen liike-energioiden ja rakenneosasten välisiin vuorovaikutuksiin liittyvien potentiaalienergioiden summaa. Systeemin sisäenergiaa ei voida määrittää, mutta sisäenergian muutoksia voidaan mitata.

Teho ja hyötysuhde

Työ on voiman välityksellä tapahtuvaa energian siirtymistä kappaleen ja sen ympäristön välillä. Teho ilmaisee, kuinka nopeasti voima tekee työn. W = Pt.

Hyötysuhde

Koneen tekemä työ W ilmaisee siirtyneen energian määrän. Kaikkien laitteiden hyötysuhde on pienempi kuin yksi eli alle 100 %, koska laitteita käytettäessä osa energiasta muuntuu kitkan vaikutuksesta laitteiden sisäiseksi energiaksi.

Lämpö

Makrotasolla lämmöllä tarkoitetaan lämpötilaerosta johtuvaa energian siirtymistä korkeammassa lämpötilassa olevasta kappaleesta alemmassa lämpötilassa olevaan kappaleeseen. Mikrotasolla lämpö on termisen energian eli aineen rakenneosasten lämpöliikkeeseen liittyvän energian siirtymistä systeemistä ympäristöön tai ympäristöstä systeemiin. Siirtynyt energia aiheuttaa lämpötilan, tilavuuden, paineen tai olomuodon muutoksen.

Kahden systeemin vuorovaikutuksessa energiaa luovuttavan systeemin sisäenergia pienenee ja energiaa vastaanottavan systeemin sisäenergia kasvaa. Sisäenergian muutos on kummassakin systeemissä yhtä suuri kuin systeemien välillä lämpönä siirtynyt energia.

Energian siirtymistavat

Energia voi siirtyä lämpönä termodynaamisesta systeemistä toiseen kolmella tavalla:

1. Konvektoitumalla eli kuljettumalla lämmön aiheuttamien, esim veden tai ilman, virtausten mukana
2. Johtumalla aineen rakenneosasten välisissä vuorovaikutuksissa
3. Sähkömagneettisen säteilyn mukana sekä aineessa että tyhjiössä

Energia siirtyy lämpönä aina kuumemmasta systeemistä kylmempään systeemiin. Tämä siirtyminen tapahtuu itsestään.

Energian kuljettumisessa eli konvektiossa termistä energiaa siirtyy liikkuvan aineen mukana. Esim merivirrat, kuten Golfvirta, kuljettavat suuria määriä termistä energiaa. Termistä energiaa voidaan sitoa veden lisäksi muihin aineisiin, esim ilmaan. Ulkoa otettu raitis ilma voidaan lämmittää lämmönvaihtimella ja johtaa esim omakotitalon ilmanvaihtojärjestelmään.

Energian johtumiseen lämpönä systeemistä toiseen tarvitaan aina aine, joka on osa termodynaamista systeemiä. Lämmönjohtokyky on kullekin aineelle ominainen. Metalleissa on vapaasti liikkuvia elektroneja, minkä ansiosta metalleilla on hyvä lämmönjohtokyky, kuten myös hyvä sähkönjohtokyky. Yleensä hyvät sähköeristeet ovat myös hyviä lämmöneristeitä.

Koska nesteissä rakenneosasten sähkömagneettiset vuorovaikutukset ovat voimakkaampia kuin kaasuissa, nesteissä energia johtuu lämpönä paremmin kuin kaasuissa eli nesteillä on parempi kyky johtaa energiaa lämpönä kuin kaasuilla.

Energia voi siirtyä paikasta toiseen, esim Auringosta Maan pinnalle, sähkömagneettisena säteilynä. Energian siirtyminen säteilemällä ei siis vaadi väliainetta! Kaikki kappaleet, nesteet ja kaasut emittoivat ja absorboivat sähkömagneettista säteilyä koko ajan.

Jos muilla energiansiirtymistavoilla ei ole merkitystä, jäähtyvä kappale tai aine lähettää lämpösäteilyä suuremmalla teholla kuin ottaa vastaan, jolloin kappaleen sisäenergia pienenee. Vastaavasti lämpenevä kappale ottaa säteilynä vastaan energiaa suuremalla teholla kuin itse säteilee, jolloin kappaleen sisäenergia kasvaa.

Lämpösäteilyssä termistä alkuperää olevaa energiaa siirtyy kappaleesta ympäristöön sähkömagneettisena säteilynä. Lämpösäteilyä syntyy, kun aineen sähköisesti varatut rakenneosat, kuten eletkronit, värähtelevät. Hehkuva aine lähettää lämpösäteilynä valoa ja infrapunasäteilyä.. Esim eläimet, kasvit ja huonekalutkin (!) lähettävät lämpösäteilynä ihmissilmälle näkymätöntä pitkäaaltoista infrapunasäteilyä, joka saadaan näkyväksi lämpökameran avulla. Eksyneitä ihmisiä voidaan etsiä kuvaamalla maastoa lentokoneesta tai helikopterista lämpökameralla.

Fysiikka 2 – luku 1 Lämpöopin perusteet

Atomi pysyy koossa sähkömagneettisen vuorovaikutuksen ansiosta. Tuulet ovat ilmanvirtauksia, jotka syntyvät eri alueilla olevista, lämpötilaerojen aiheuttamista ilmanpaine-eroista. Lämpötila ja paine vaikuttavat aineen olomuotoon ja tilavuuteen. Termodynaaminen systeemi on

-         eristetty, jos se ei vaihda ympäristönsä kanssa ainetta eikä energiaa. Eristetty systeemi ei siis ole vuorovaikutuksessa ympäristön kanssa

-         suljettu, jos se vaihtaa ympäristönsä kanssa energiaa muttei ainetta

-         avoin, jos se vaihtaa ympäristönsä kanssa sekä ainetta että energiaa

Absoluuttisen lämpötila-asteikon peruslämpötiloina ovat alin mahdollinen lämpötila eli ns. absoluuttinen nollapiste (0 K) sekä tarkasti mitattavissa oleva veden kolmoispiste (273,16 K). Absoluuttinen nollapiste on lämpötilan teoreettinen alaraja, jota ei voida koskaan saavuttaa, koska siinä aineen rakenneosasten liike olisi kokonaan pysähtynyt eikä niin voi olla.

Merenpinnan tasolla maapallon ympärillä olevassa ilmakehässä vallitsee noin 100 kPa:n paine. Tätä painetta kutsutaan ilmanpaineeksi. Normaali ilmanpaine on 101 325 Pa = 1,013 bar = 760 mmHg. Painetta, joka johtuu nesteeseen tai kaasuun kohdistuvasta painosta, kutsutaan hydrostaattiseksi paineeksi. Levossa olevan nesteen vapaa pinta asettuu GRAVITAATION vaikutuksesta vaakasuoraan.

Liikuttaessa hissillä hyvin pitkän matkan nopeasti, voivat korvat mennä lukkoon. Hissin liikkuessa ympäristön ilmanpaine on erilainen kuin välikorvassa oleva paine. Välikorvan paine ei ehdi sopeutua ympäristön paineeseen, jos liikutaan nopeasti ylös tai alas. Jos paine-ero on suuri, voi korvassa tuntua kipua. Haukottelu tai nieleskely voi auttaa, koska silloin korvatorvi voi avautua ja paine-ero tasoittuu.

Hydraulisen nosturin toiminta perustuu siihen, että neste on lähes kokoonpuristumatonta ja nesteessä vallitsee kaikkialla sama paine joka suuntaan. Näin ollen kumpaankin säiliössä olevaan mäntään kohdistuu sama paine, jolloin p = F1/A1 ja p=F2/A2. 

Kemia 1: luku 7 Höpinää aspiriinista

Aspiriini on ollut jo yli 100 vuoden ajan maailman käytetyin kipulääke. Sen vaikuttavaa ainetta asetyylisalisyylihappoa saadaan esteröitymisreaktiolla, jossa lähtöaineina ovat salisyylihappo ja etikkahappo. Asetyylisalisyylihapon vaikutusmekanismi on yhteydessä prostaglandiinisynteesiin. Prostaglandiinit ovat hormonien kaltaisia aineita, joilla on monia fysiologisia vaikutuksia. Kudoksen prostaglandiinipitoisuuden kohoaminen aiheuttaa kipua ja tulehdusta.

Prostaglandiinien synteesin tärkeimpiä vaiheita ovat elämälle välttämättömän rasvahapon, arakidonihapon, muuttuminen syklo-oksygenaasientsyymin vaikutuksesta prostaglandiinimolekyyliksi. Asetyylisalisyylihappo sitoutuu tähän entsyymiin ja ehkäisee siten prostaglandiinin muodostumista arakidonihaposta. Asetyylisalisyylihappo siis inhiboi prostaglandiinin synteesiin tarvittavaa entsyymiä.