Mes analizuosime daugiau patirties su stūmoklio siurbimo vandeniu vamzdyje. Patirties pradžioje (287 pav.), Vanduo vamzdyje ir puodelyje yra tame pačiame lygyje, o stūmoklis susijęs su vandeniu su apatiniu paviršiumi. Vandens presai į stūmoklį nuo žemesnio atmosferos slėgio, veikiančio ant vandens paviršiaus. Nuo aukščiau esančio stūmoklio (mes jį apsvarstysime be svorio) taip pat turi įtakos atmosferos slėgiui. Savo ruožtu, ruožas dėl lygios veiklos įstatymo ir opozicijos veikia ant vandens vamzdyje, išlaisvinant jį lygus atmosferos slėgiui veikiančiam ant vandens paviršiaus puodelio.

Fig. 287. Siurbimo vanduo į vamzdį. Patirties pradžia: stūmoklis yra vandens lygyje puodelyje

Fig. 288. a) tas pats, kaip Fig. 287, bet kai pakelkite stūmoklį, b) slėgio diagramą

Dabar pakelsime stūmoklį tam tikru aukščiu; Norėdami tai padaryti, ji turės taikyti jėgą, nukreiptą į (288 pav. A). Atmosferos slėgis plauna vandenį į vamzdelį po stūmoklio; Dabar vandens įrašai palies stūmoklį, spaudžiant jį su mažesne jėga, t.y., turėti mažiau spaudimo už jį nei anksčiau. Atitinkamai, priešingos stūmoklio slėgis ant vamzdžio vandens bus mažesnis. Atmosferos slėgis, veikiantis ant vandens paviršiaus, tuo pačiu metu bus išlyginto slėgio su stūmokliu su slėgiu su slėgiu, susidarančiu vamzdžio vandens stulpelyje.

Fig. 288, B rodo slėgio grafiką didėjančiuose vandenyse vamzdyje. Po stūmoklio taip pat pakilsime stūmoklį į didelį aukštį. Po stūmoklio ir vandens ramstis taps didesnis. Padidės stulpelio svorio slėgis; Todėl stūmoklio slėgis viršutiniame stulpelio gale sumažės, nes abu šie slėgiui sumai vis dar turėtų būti suteikta atmosferos slėgis. Dabar vanduo bus arti stūmoklio. Norėdami laikyti stūmoklį, būtina dabar taikyti didelę jėgą: kai stūmoklio stūmoklio stūmoklis, vandens slėgis ant apatinio paviršiaus stūmoklio bus dar mažesniu mastu subalansuoti atmosferos slėgį ant viršutinio paviršiaus.

Kas atsitiks, jei, atsižvelgiant pakankamą ilgio vamzdelį, pakelkite stūmoklį yra didesnis ir didesnis? Vandens slėgis ant stūmoklio bus mažesnis ir mažesnis; Galiausiai, vandens slėgis ant stūmoklio ir stūmoklio slėgis ant vandens taps nuliu. Su šiuo įrašo aukščiu, vamzdžio vandens slėgis yra lygus atmosferos. Apskaičiuota, kad esame kitoje pastraipoje, rodo, kad vandens stulpelio aukštis turi būti 10,332 m (įprastu atmosferos slėgiu). Toliau didėjant stūmoklio, vandens stulpelio lygis nepadidins, nes išorinis slėgis negali subalansuoti aukštesnio ramsčio: tuščią erdvę išlieka tarp vandens ir apatinio stūmoklio paviršiaus (289 pav., a).

Fig. 289. a) tas pats, kaip Fig. 288, bet pakeldami stūmoklį virš ribinio aukščio (10,33 m). b) Slėgio diagrama tokiai stūmoklio padėčiai. c) Iš tikrųjų vandens ramstis nepasiekia viso aukščio, nes vandens garai slėgis yra apie 20 mm RT kambario temperatūroje. Menas. Ir atitinkamai sumažina aukščiausio lygio ramsčio lygį. Todėl tikrasis tvarkaraštis turi viršų. Dėl aiškumo, vandens garų slėgio perdėta

Tiesą sakant, ši erdvė nebus visiškai tuščia: jis bus užpildytas nuo vandens, išskiriant nuo vandens, kuriame visada yra šiek tiek ištirpusio oro; Be to, šioje erdvėje bus vandens garai. Todėl slėgis tarp stūmoklio ir vandens stulpelio ne tiksliai nuliui, ir šis slėgis šiek tiek sumažins stulpelio aukštį (289 pav., B).

Dienos klausimai apie tai, kodėl siurbliai negali čiulpti skystis nuo daugiau nei 9 metrų gylio, galėčiau parašyti straipsnį apie tai.
Norėdami pradėti mažą istoriją:
1640 m. Italijoje Duke Toskanas nusprendė surengti fontaną jo rūmų terasoje. Norėdami tiekti vandenį iš ežero, buvo pastatytas dujotiekis ir didelio ilgio siurblys, kuris anksčiau nebuvo pastatytas. Tačiau paaiškėjo, kad sistema neveikia - vanduo jame pakilo tik iki 10,3 m virš rezervuaro lygio.

Niekas negalėjo paaiškinti, kas yra atvejis, kol Galilėjos studentas - E. Toricelli nepareiškė idėjos, kad sistemos vanduo pakyla pagal atmosferos sunkumo įtaką, kuri spaudžia ant ežero paviršiaus. Vandens kolonėlė su 10,3 m aukščio tiksliai subalansuoja šį slėgį, todėl vanduo didėja aukščiau. Toricelli paėmė stiklinį vamzdelį su vienu užsandarintu galu ir kitą atvirą ir užpildė jį gyvsidabrio. Tada jis stumdavo skylę su pirštu ir pasukdami telefoną, nuleisdami jį į atvirą galą į laivą, pripildytą gyvsidabrio. Gyvsidabris nepilėjo iš vamzdžio, bet tik šiek tiek sumažėjo.
Gyvsidabrio postas vamzdyje buvo įrengtas 760 mm aukštyje virš gyvsidabrio paviršiaus laive. Gyvsidabrio stulpelio svoris 1 cm2 yra 1,033 kg, ty lygus to paties sekcijos vandens kolonėlės svoris su 10,3 m aukščiu. Tai yra su tokia atmosferos jėga, kuri suteikia kiekvienam kvadratiniam centimetrui bet kokio paviršiaus, įskaitant mūsų paviršiaus kūną.

Panašiai, jei su gyvsidabrio patirtimi vietoj to vamzdis supilkite vandenį, tada vandens polius bus 10,3 metrų aukščio. Štai kodėl jie nedaro vandens barometrų, nes Jie būtų pernelyg sudėtingi.

Skysčio stulpelio (P) slėgis yra lygus laisvo rudens pagreičio (g) pagreičio produktui, skysčio (ρ) tankiui ir skysto kolonėlės aukštyje:

Atmosferos slėgis jūrų lygiu (P) atsižvelgia į 1 kg / cm2 (100 kPa).
Pastaba: Tiesą sakant, slėgis yra 1,033 kg / cm2.

Vandens tankis esant 20 ° C temperatūrai yra 1000 kg / m3.
Laisvo rudens pagreitis - 9,8 m / s2.

Iš šios formulės galima matyti, kad mažesnis atmosferos slėgis (P), skystis (t. Y. Kuo didesnis jūros lygis, pavyzdžiui, kalnuose, gali sugerti siurblį mažesniu jūros gyliu).
Be to, iš šios formulės, galima matyti, kad mažesnis skysčio tankis, tuo daugiau su didesniu gyliu galite jį pumpuoti ir atvirkščiai, su didesniu tankiu, sumažės siurbimo gylis.

Pavyzdžiui, tas pats gyvsidabris, idealiomis sąlygomis, gali būti pakeltos nuo ne daugiau kaip 760 mm aukščio.
Numatau klausimą: kodėl skaičiavimuose pasirodė skysčio polių, kurio aukštis yra 10,3 m, ir siurbliai čiulpia tik 9 metrus?
Atsakymas yra gana paprastas:
- Pirma, skaičiavimas atliekamas idealiomis sąlygomis,
- Antra, bet kokia teorija nesuteikia visiškai tikslių vertybių, nes Empirinės formulės.
- Ir trečia, visada yra nuostolių: siurbimo linijoje, siurblie, jungtyse.
Tie. Tradiciniuose vandens siurbliuose nėra įmanoma, kad būtų sukurta išlydžio, kad vanduo būtų pakilęs virš.

Taigi, kokios išvados iš visa tai gali būti padaryta:
1. Siurblys ne čiulpia skystį, bet tik sukuria savo įvestį (i.e. Sumažina atmosferos slėgį siurbimo linijoje). Vanduo yra išspaudžiamas į siurblio atmosferos slėgį.
2. Kuo didesnis skysčio tankis (pvz., Su dideliu kiekiu smėlio kiekiu), tuo mažesnis siurbimo aukštis.
3. Apskaičiuokite siurbimo (h) aukštį, žinant, kuris išleidimas sukuria siurblį ir skysčio tankį pagal formulę:
h \u003d p / (ρ * g) - x,

kur p yra atmosferos slėgis - skysčio tankis. G yra laisvo kritimo pagreitis, X yra nuostolių vertė (m).

Pastaba: formulė gali būti naudojama apskaičiuoti siurbimo aukštį įprastomis sąlygomis ir temperatūromis iki + 30 ° C.
Mes taip pat norime pridėti, kad siurbimo aukštis (paprastai) priklauso nuo skysčio klampumo, vamzdyno ilgio ir skersmens ir skysčio temperatūros.

Pavyzdžiui, su skysčių temperatūroje padidėja iki + 60 ° C, siurbimo aukštis mažėja beveik du kartus.
Taip yra todėl, kad didėja sočiųjų garų slėgis skystyje.
Bet kokiame skystyje visada yra oro burbuliukai.
Manau, kad visi pamatė, kaip verdant, pirmiausia pasirodo nedideli burbuliukai, kurie atsiranda ir virti. Tie. Viridant, oro burbuliukų slėgis tampa daugiau nei atmosferos.
Sautų garų slėgis yra slėgis burbuluose.
Padidėjęs sočiųjų garų slėgis lemia tai, kad skystis didina mažesnį slėgį. Ir siurblys, tiesiog sukuria mažesnį atmosferos slėgį greitkeliuose.
Tie. Kai čiulpti skystis aukštoje temperatūroje, jį galima virti į vamzdyną. Ir nė vienas siurbliai negali čiulpti verdančio skysčio.
Čia apskritai tai viskas.

Ir įdomiausias dalykas yra tai, kad visa tai mes visi vyko fizikos pamokoje studijuojant temą "atmosferos slėgis".
Bet nuo tada, kai skaitote šį straipsnį ir sužinojote kažką naujo, tada tai buvo "praėjo" ;-)

Skaičiuoklė yra skirta apskaičiuoti nežinomą vertę pagal iš anksto nustatytą, naudojant skysčio stulpelio slėgio slėgio formulę.
Formulė:

Skaičiuoklė leidžia jums rasti

• skysčio stulpelio slėgis pagal žinomą skysčio tankį, skysto kolonėlės aukštį ir laisvos rudens pagreitį
• skysčio stulpo aukštis pagal žinomą skysčio, skysto tankio ir laisvo kritimo pagreičio slėgį
• skysčio tankis esant žinomam skysčio slėgiui, skysčio kolonėlės aukštyje ir laisvo rudens pagreitinimui
• laisvo kritimo pagreitis pagal žinomą skysčio slėgį, skysto tankio ir skysčio stulpo aukštį

Visų atvejų formulės produkcija yra trivialus. Numatytojo tankio, vandens tankio vertė yra naudojama pagreitinti laisvą rudenį - žemės pagreitis ir slėgiui - vertė lygi slėgiui vienoje atmosferoje. Nedidelė teorija, kaip įprasta, pagal skaičiuoklę.

slėgio tankio aukštis Laisvo kritimo pagreitis

Slėgis skystyje

Skysto stulpelio aukštis, m

Skysčio tankis, kg / m3

Laisvo rudens pagreitis, m / s2

Hidrostatinis slėgis - vandeniui atsparus slėgis sąlyginiu lygiu.

Pakankamai rodoma hidrostatinio slėgio formulė

Iš šios formulės aišku, kad slėgis nepriklauso nuo laivo ar jo formos. Tai priklauso tik nuo tam tikro skysčio stulpelio tankio ir aukščio. Iš to išplaukia, kad padidiname laivo aukštį, mes galime sukurti gana aukštą slėgį mažu tūriu.
1648 m. Tai parodė "Blaze Pascal". Jis įdėjo į uždarą statinę, pripildytą vandeniu, siaurą vamzdelį ir, pakilti į antrojo aukšto balkoną, supilamas vandens puodelyje į šį mėgintuvėlį. Dėl mažo vamzdžio storio, vanduo jame pakilo iki aukšto aukščio, o slėgis už barelį padidėjo tiek, kad bulių tvirtinimai negalėjo stovėti, ir ji krekingo.

Tai taip pat lemia šį reiškinį kaip hidrostatinį paradoksą.

Hidrostatinis paradoksas - reiškinys, kuriame svorio slėgio galia pilamas į skysčio į laivą į laivo dugną gali skirtis nuo skysčio svorio. Laive su didėjančiu didėjančiu skerspjūviu, slėgio slėgis laivo apačioje yra mažesnis už skysčio svorį, laivuose su mažėjančia jėga, slėgio jėga laivo apačioje yra didesnė nei skysčio svoris. Laivo dugno skysčio slėgio galia yra lygi skysčio svoriui tik cilindriniam laivui.

Viršuje esančiame paveikslėlyje esanti slėgis laivo apačioje visais atvejais yra tas pats ir nepriklauso nuo pilamo skysčio svorio, bet tik iš jo lygio. Ant hidrostatinio paradokso priežastis yra ta, kad skystis presai ne tik apačioje, bet ir laivo sienose. Skysčio slėgis į pasvirus sieną turi vertikalią komponentą. Laivo viršuje jis nukreipiamas žemyn, susiaurėjant laive, jis nukreipiamas į viršų. Laivo skysčio svoris bus lygus skysčio slėgio vertikalių komponentų sumai visai laivo vidiniam plotui

Mes analizuosime daugiau patirties su stūmoklio siurbimo vandeniu vamzdyje. Patirties pradžioje (287 pav.), Vanduo vamzdyje ir puodelyje yra tame pačiame lygyje, o stūmoklis susijęs su vandeniu su apatiniu paviršiumi. Vandens presai į stūmoklį nuo žemesnio atmosferos slėgio, veikiančio ant vandens paviršiaus. Nuo aukščiau esančio stūmoklio (mes jį apsvarstysime be svorio) taip pat turi įtakos atmosferos slėgiui. Savo ruožtu, ruožas dėl lygios veiklos įstatymo ir opozicijos veikia ant vandens vamzdyje, išlaisvinant jį lygus atmosferos slėgiui veikiančiam ant vandens paviršiaus puodelio.

Fig. 287. Siurbimo vanduo į vamzdį. Patirties pradžia: stūmoklis yra vandens lygyje puodelyje

Fig. 288. a) tas pats, kaip Fig. 287, bet kai pakelkite stūmoklį, b) slėgio diagramą

Dabar pakelsime stūmoklį tam tikru aukščiu; Norėdami tai padaryti, ji turės taikyti jėgą, nukreiptą į (288 pav. A). Atmosferos slėgis plauna vandenį į vamzdelį po stūmoklio; Dabar vandens įrašai palies stūmoklį, spaudžiant jį su mažesne jėga, t.y., turėti mažiau spaudimo už jį nei anksčiau. Atitinkamai, priešingos stūmoklio slėgis ant vamzdžio vandens bus mažesnis. Atmosferos slėgis, veikiantis ant vandens paviršiaus, tuo pačiu metu bus išlyginto slėgio su stūmokliu su slėgiu su slėgiu, susidarančiu vamzdžio vandens stulpelyje.

Fig. 288, B rodo slėgio grafiką didėjančiuose vandenyse vamzdyje. Po stūmoklio taip pat pakilsime stūmoklį į didelį aukštį. Po stūmoklio ir vandens ramstis taps didesnis. Padidės stulpelio svorio slėgis; Todėl stūmoklio slėgis viršutiniame stulpelio gale sumažės, nes abu šie slėgiui sumai vis dar turėtų būti suteikta atmosferos slėgis. Dabar vanduo bus arti stūmoklio. Norėdami laikyti stūmoklį, būtina dabar taikyti didelę jėgą: kai stūmoklio stūmoklio stūmoklis, vandens slėgis ant apatinio paviršiaus stūmoklio bus dar mažesniu mastu subalansuoti atmosferos slėgį ant viršutinio paviršiaus.

Kas atsitiks, jei, atsižvelgiant pakankamą ilgio vamzdelį, pakelkite stūmoklį yra didesnis ir didesnis? Vandens slėgis ant stūmoklio bus mažesnis ir mažesnis; Galiausiai, vandens slėgis ant stūmoklio ir stūmoklio slėgis ant vandens taps nuliu. Su šiuo įrašo aukščiu, vamzdžio vandens slėgis yra lygus atmosferos. Apskaičiuota, kad esame kitoje pastraipoje, rodo, kad vandens stulpelio aukštis turi būti 10,332 m (įprastu atmosferos slėgiu). Toliau didėjant stūmoklio, vandens stulpelio lygis nepadidins, nes išorinis slėgis negali subalansuoti aukštesnio ramsčio: tuščią erdvę išlieka tarp vandens ir apatinio stūmoklio paviršiaus (289 pav., a).

Fig. 289. a) tas pats, kaip Fig. 288, bet pakeldami stūmoklį virš ribinio aukščio (10,33 m). b) Slėgio diagrama tokiai stūmoklio padėčiai. c) Iš tikrųjų vandens ramstis nepasiekia viso aukščio, nes vandens garai slėgis yra apie 20 mm RT kambario temperatūroje. Menas. Ir atitinkamai sumažina aukščiausio lygio ramsčio lygį. Todėl tikrasis tvarkaraštis turi viršų. Dėl aiškumo, vandens garų slėgio perdėta

Tiesą sakant, ši erdvė nebus visiškai tuščia: jis bus užpildytas nuo vandens, išskiriant nuo vandens, kuriame visada yra šiek tiek ištirpusio oro; Be to, šioje erdvėje bus vandens garai. Todėl slėgis tarp stūmoklio ir vandens stulpelio ne tiksliai nuliui, ir šis slėgis šiek tiek sumažins stulpelio aukštį (289 pav., B).

Aprašyta patirtis yra labai sudėtinga dėl didelio vandens stulpelio aukščio. Jei ši patirtis pakartų, pakeičiant gyvsidabrio vandenį, tada stulpelio aukštis būtų žymiai mažesnis. Tačiau vietoj vamzdžio su stūmokliu yra daug patogiau naudoti kitoje pastraipoje aprašytą prietaisą.

173.1. Koks maksimalus aukščio siurblys gali pakelti gyvsidabrio į vamzdelį, jei atmosferos slėgis yra lygus?