A mostani, hideg, téli időszakban nagyon aktuális a kérdés, hogy hogyan vegyük figyelembe a benti és kinti hőmérsékletek különbségét a meccsre való készülésnél. Elvégre az amatőr fociszezon sosem állhat le, játszani kell hóban és fagyban is!
Meccsre készülünk a nagy hidegben, de mivel rég nem játszottunk, ezért fel kell fújni a labdát. Nyilván ezt a szoba melegében tesszük meg, de mennyivel kell túlfújni a labdát, hogy az még megfelelő legyen a pályán is?
Lelkes focisták ismerik a jelenséget: a hidegben lapos lesz a labda. Na de mennyire?
Vegyük példaképp, hogy 0,6 bar nyomást szeretnénk a labdánkba. Ez még nagyon általános megfogalmazás, mert a nyomást kétféleképp is szokták értelmezni. Egyrészt túlnyomásként, ami azt jelenti, hogy a légköri nyomáshoz képest mennyivel nagyobb a nyomás, másrészt lehet abszolút nyomásként, amikor a tökéletes vákuum a kiindulópont és ahhoz képest mérünk. Legyen most 0,6 bar túlnyomás a cél.
Ha a felfújáskor egy 20 Celsius-fokos szobában vagyunk, majd a focimeccset mínusz 5 Celsius-fokban játsszuk le, akkor körülbelül 0,75 bar túlnyomásra kell fújni odabent a labdát, hogy meccs közben is megfelelő legyen a nyomás.
Ugyanez 20 fokos belső és plusz 5 fokos külső hőmérséklettel körülbelül 0,69 barra való felfújást jelent. Tehát még elfogadható fociidőben is körülbelül 15%-os eltérést jelent, szóval mindenképpen érdemes figyelembe venni a hőmérséklet hatását.
Az ideális nyomás a labda típusától és a Te igényeidtől függ, de az alapvető fizika működik. Ha nem akarsz számolni, akkor annyit tegyél meg, hogy a kívánthoz képest legalább 1 tized barral nagyobb nyomásra fújd a labdát télen! Ha van egy kis türelmed a számoláshoz, akkor pedig adok egy jó közelítő képletet a következőkben!
Hogyan lehetett ezeket a becsléseket kiszámolni? Egy viszonylag egyszerű hőtani összefüggéshez nyúlhatunk, az ideális gáztörvényhez. Eszerint egy gáz nyomásának és térfogatának szorzata egyenlő a tömegének, hőmérsékletének és a gázállandójának szorzatával.
Ahol p a gáz abszolút nyomása, V a térfogata, m a tömege, R a gázállandója, T pedig a hőmérséklete kelvinben mérve.
A gáz nyomását szeretnénk vizsgálni a benti és kinti körülmények esetére, de elég sok kifejezés van a képletben. Ilyenkor lehet egy közelítéshez fordulni.
Jellemzően a hőtanban van egy állandó mennyiség és a többi úgy változik, hogy ezt az állandósságot tiszteletben tartja. Van, hogy egy állapotváltozás során a nyomás állandó (izobár eset), a térfogat állandó (izochor eset), a hőmérséklet állandó (izoterm eset), vagy esetleg valami absztraktabb kifejezés állandó, mint például az entrópia vagy az entalpia.
Most maradjunk az egyszerű eseteknél. Egy focilabdának gyakorlatilag nem változik a mérete, csak a keménysége a nyomástól függően. Mivel elég merev a külső burkolata, ezért jó közelítés az állandó térfogatú állapotváltozás, akár a felfújást, akár a felfújás utáni „puhulást” vizsgáljuk.
Ha már egyszer felfújtuk a labdát, akkor ideális esetben nem jön ki belőle a levegő. Ha mégis, akkor vegyünk új labdát… A lényeg, hogy a benne lévő gáz tömege is állandó, nem csak a térfogata.
Tehát a labda nyomása csak hőmérsékletének megváltozása miatt változhat. Jelöljük 1-es indexezéssel a felfújás utáni állapotot, a 2-essel pedig a focipályán lévő állapot. Felírható az alábbi kapcsolat:
A tömeg, a gázállandó és a térfogat ugyanaz a két állapotban, tehát a nyomás és a hőmérséklet hányadosa állandó. Ez alapján számolhatunk tisztán a hőmérsékletváltozás hatásával.
Nézzünk egy példát! Legyen a benti hőmérséklet 20 Celsius-fok, a kinti -5 Celsius-fok és azt akarjuk elérni, hogy a kinti állapotban 0,6 bar túlnyomás legyen a labdában.
Fontos, hogy egyrészt nem Celsius-fokban, hanem kelvinben kell helyettesíteni a hőmérsékleteket. Másrészt pedig, hogy gyakran a nyomásmérő túlnyomást mér, ami közel 1 barral kisebb értéket jelent, mint a képletbe helyettesítendő abszolút nyomás. Az abszolút nyomást pascalban szoktuk helyettesíteni az ideális gáztörvénybe, de az arányosításnál barral is számolhatsz.
Mekkora nyomásra kell fújni a labdát?
Ha túlnyomást mutat a nyomásmérőnk, akkor 0,75 barra kell fújni a labdát, ha 0,6 baros túlnyomást szeretnénk. A lényeg, hogy ilyen hőmérsékletkülönbségnél közel 25%-os nyomáskülönbség lesz, ami a pályán is érződik!
Ha te sem szeretsz lapos labdával játszani, akkor számolj utána meccs előtt, hogy milyen nyomásra fújd a labdát a szokásos keménység eléréséhez! Vagy továbbítsd ezt a bejegyzést a szertáros felé!
Kövess minket facebookon, hogy ne maradj le az újdonságokról!
