Принцип работы сообщающихся сосудов фонтан

Сообщающиеся сосуды

Тебе не раз приходилось пользоваться кофейником, чайником и садовой лейкой, но вряд ли ты знал, что эти предметы являются сообщающимися сосудами.

Сообщающиеся сосуды — это любые емкости, соединенные между собой. Самый простой пример сообщающихся сосудов — это две трубочки, которые соединены между собой резиновым шлангом.

Сообщающиеся сосуды в быту

Если у тебя дома есть стеклянный заварочный чайник, ты можешь наблюдать следующую картину. Если ты наклоняешь чайник, чай начинает выливаться тогда, когда доходит до края носика, при этом чай в носике и в самом чайнике находится на одном горизонтальном уровне, как бы ты чайник ни наклонял.

Главное правило сообщающихся сосудов

Неважно, какое количество сосудов соединены между собой — уровень жидкости во всех сосудах будет одинаковым. Более того, форма сосудов также не оказывает влияния на уровень жидкости.

Главное правило сообщающихся сосудов заключается в том, что уровни жидкости в них устанавливаются на одной высоте.

Однако это правило распространяется только на однородные жидкости. Если, например, в сосуд налить сначала воду, а потом масло, то жидкость в сообщающихся сосудах будет находиться на разных уровнях. В случае разных жидкостей все зависит от их плотности. Чем больше плотность, тем ниже уровень жидкости в одной из частей (колен) сообщающегося сосуда.

Что происходит в нашем организме, когда мы пьем? Как жидкость попадает к нам в рот? Оказывается, здесь наш организм работает по принципу сообщающихся сосудов. Когда мы хотим пить, мы открываем рот и подносим к нему стакан или бутылку с водой. В этот момент воздух во рту разрежается, легкие расширяются, и жидкость устремляется туда, где давление меньше.

Поэтому мы смело можем сказать, что мы пьем не только ртом, но и легкими.

По принципу сообщающихся сосудов устроены шлюзы на каналах и реках для прохождения судов. Шлюзовые камеры соединены подводным каналом. Когда подводный канал открывается, обе камеры становятся сообщающимися сосудами. При этом вода перетекает из камеры с высоким уровнем в камеру с низким. Как только уровень жидкости в обеих шлюзовых камерах выравнивается, ворота открываются, и судно может перемещаться из одной камеры в другую.

Артезианская скважина

Более сложный пример сообщающихся сосудов — артезианская скважина. Если скважину бурят в середине артезианского бассейна, то вода поднимается на поверхность земли по принципу сообщающихся сосудов.

Водонапорная башня

Водонапорная башня — еще один пример работы принципа сообщающихся сосудов. Бак для накопления воды устанавливается на большой высоте. От бака вниз идет множество труб в дома и квартиры каждого из нас. И когда мы открываем кран, то вода начинает течь.

Фонтан

Уникальные фонтаны Петергофа также являются сообщающимися сосудами. Уникальными их можно считать только лишь потому, что вода поднимается на довольно большую высоту без использования насосов. Это стало возможным благодаря учету уровней воды в каналах и фонтанах.

Источник

Закон сообщающихся сосудов и его применение.

Сообщающиеся сосуды – это сосуды, соединенные между собой ниже уровня жидкости в каждом из сосудов. Таким образом жидкость может перемещаться из одного сосуда в другой.

Перед тем как понять принцип действия сообщающихся сосудов и варианты их использования необходимо определиться в понятиях, а точнее разобраться с основным уравнением гидростатики.

Содержание статьи

Закон сообщающихся сосудов

Итак, сообщающиеся сосуды имеют одно общее дно и закон о сообщающихся сосудах гласит:

Какую бы форму не имели такие сосуды, на поверхности однородных жидкостей в состоянии покоя на одном уровне действует одинаковое давление.

Для иллюстрации этого закона и возможностей его применения начнем с рассмотрения основного уравнения гидростатики.

Основное уравнение гидростатики

где P1 – это среднее давление на верхний торец призмы,
P – давление на нижний торец,
g – ускорение свободного падения,
h – глубина погружения призмы под свободной поверхностью жидкости.

ρgh – сила тяжести (вес призмы).

Звучит уравнение так:

Давление на поверхность жидкости, произведенное внешними силами, передается в жидкости одинаково во всех направлениях.

Из написанного выше уравнения следует, что если давление, например в верхней точке изменится на какую-то величину ΔР, то на такую же величину изменится давление в любой другой точке жидкости

Доказательство закона сообщающихся сосудов

Возвращаемся к разговору про сообщающиеся сосуды.

Предположим, что имеются два сообщающихся сосуда А и В, заполненные различными жидкостями с плотностями ρ1 и ρ2. Будем считать, что в общем случае сосуды закрыты и давления на свободных поверхностях жидкости в них соответственно равны P1 и P2.

Пусть поверхностью раздела жидкостей будет поверхность ab в сосуде А и слой жидкости в этом сосуде равен h1. Определим в заданных условиях уровень воды в сообщающихся сосудах – начнем с сосуда В.

Гидростатическое давление в плоскости ab, в соответствии с уравнение гидростатики

если определять его, исходя из известного давления P1 на поверхность жидкости в сосуде А.

Это давление можно определить следующим образом

где h2 – искомая глубина нагружения поверхности ab под уровнем жидкости в сосуде В. Отсюда выводим условие для определения величины h2

P1 + ρ1gh1 = P2 + ρ2gh2

В частном случае, когда сосуды открыты (двление на свободной поверхности равно атмосферному), а следовательно P1 = P2 = Pатм , имеем

т.е. закон сообщающихся сосудов состоит в следующем.

В сообщающихся сосудах при одинаковом давлении на свободных поверхностях высоты жидкостей, отсчитываемые от поверхности раздела, обратно пропорциональны плотностям жидкостей.

Свойства сообщающихся сосудов

Если уровень в сосудах одинаковый, то жидкость одинаково давит на стенки обоих сосудов. А можно ли изменить уровень жидкости в одном из сосудов.

Можно. С помощью перегородки. Перегородка, установленная между сосудами перекроет сообщение. Далее доливая жидкость в один из сосудов мы создаем так называемый подпор – давление столба жидкости.

Если затем убрать перегородку, то жидкость начнет перетекать в тот сосуд где её уровень ниже до тех пор пока высота жидкости в обоих сосудах не станет одинаковой.

В быту этот принцип используется например в водонапорной башне. Наполняя водой высокую башню в ней создают подпор. Затем открывают вентили, расположенные на нижнем этаже и вода устремляется по трубопроводам в каждый подключенный к водоснабжению дом.

Приборы основанные на законе сообщающихся сосудов

На принципе сообщающихся сосудов основано устройство очень простого прибора для определения плотности жидкости. Этот прибор представляет собой два сообщающихся сосуда – две вертикальные стеклянные трубки А и В, соединенные между собой изогнутым коленом С. Одна из вертикальных трубок заполняется исследуемой жидкостью, а другая жидкостью известной плотности ρ1 (например водой), причем в таких количествах, чтобы уровни жидкости в среднем колене находились на одной и той же отметке прибора 0.

Затем измеряют высоты стояния жидкостей в трубках над этой отметкой h1 и h2. И имея ввиду, что эти высоты обратно пропорциональны плотностям легко находят плотность исследуемой жидкости.

В случае, когда оба сосуде заполнены одной и той же жидкостью – высоты, на которые поднимется жидкость в сообщающихся сосудах, будут одинаковы. На этом принципе основано устройство так называемого водометного стекла А. Его применяют для определения уровня жидкости в закрытых сосудах, например резервуарах, паровых котлах и т.д.

Принцип сообщающихся сосудов заложен в основе ряда других приборов, предназначенных для измерения давления.

Применение сообщающихся сосудов

Простейшим прибором жидкостного типа является пьезометр, измеряющий давление в жидкости высотой столба той же жидкости.

Пьезометр представляет собой стеклянную трубку небольшого диаметра (обычно не более 5 мм), открытую с одного конца и вторым концом присоединяемую к сосуду, в котором измеряется давление.

Высота поднятия жидкости в пьезометрической трубке – так называемая пьезометрическая высота – характеризует избыточное давление в сосуде и может служить мерой для определения его величины.

Пьезометр – очень чувствительный и точный прибор, но он удобен только для измерения небольших давлений. При больших давлениях трубка пьезометра получается очень длинной, что усложняет измерения.

В этом случае используют жидкостные манометры, в которых давление уравновешивается не жидкостью, которой может быть вода в сообщающихся сосудах, а жидкостью большей плотности. Обычно такой жидкостью выступает ртуть.

Так как плотность ртути в 13,6 раз больше плотности воды и при измерении одних и тех же давлений трубка ртутного манометра оказывается значительно короче пьезометрической трубки и сам прибор получается компактнее.

В случае если необходимо измерить не давление в сосуде, а разность давлений в двух сосудах или, например, в двух точках жидкости в одном и том же сосуде применяют дифференциальные манометры.

Сообщающиеся сосуды находят применение в водяных и ртутных приборах жидкостного типа, но ограничиваются областью сравнительно небольших давлений – в основном они применяются в лабораториях, где ценятся благодаря своей простоте и высокой точности.

Когда необходимо измерить большое давление применяются приборы основанные на механических принципах. Наиболее распространенный из них – пружинный манометр. Под действием давления пружина манометра частично распрямляется и посредством зубчатого механизма приводит в движение стрелку, по отклонению которой на циферблате показана величина давления.

Видео по теме

Ещё одним устройством использующим принцип сообщающихся сосудов хорошо знакомым автолюбителем является гидравлический пресс(домкрат). Конструктивно он состоит из двух цилиндров: одного большого, другого маленького. При воздействии на поршень малого цилиндра на большой передается усилие во столько раз большего давления во сколько площадь большого поршня больше площади малого.

Источник

LiveInternetLiveInternet

—Метки

—Рубрики

• ВЯЗАНИЕ: КРЮЧОК, СПИЦЫ. ШИТЬЁ, ПОДЕЛКИ (Хобби) (1903)
• ДЕКОР, ДЕКУПАЖ (72)
• Жакеты, кофты №3 (50)
• ЖУРHАЛЫ-3 (50)
• ЖУРHАЛЫ-2 (50)
• ЖУРHАЛЫ (50)
• Шитье-2 (50)
• Шитье (50)
• Жакеты, кофты — №2 (50)
• Жакеты, кофты (49)
• Шитье-3 (24)
• Бисероплетение (24)
• ЖУРHАЛЫ-4 (16)
• вышивка (6)
• Жакеты, кофты — №4 (1)
• КУЛИНАРИЯ. Рецепты к чаю, напитки. Десерты. ВЫПЕЧК (931)
• Интернет, ЛиРу, программы, заработок, УЧЕБА, БИЗНЕ (848)
• ЗДОРОВЬЕ: гимнастика, медитация, танцы, полезная и (708)
• УПРАЖНЕНИЯ ДЛЯ ЛИЦА и ШЕИ (50)
• — ДЛЯ ЛИЦА и ШЕИ — 2 (10)
• КУЛИНАРИЯ. Рецепты вторых блюд (564)
• вставки в комментарии, рамочки, схемы, ОБОИ, ФОНЫ (515)
• ПРАЗДНИК, Подарки, СОБЫТИЯ (513)
• События Дня — май (39)
• События Дня — январь (37)
• События Дня — декабрь (37)
• События Дня — апрель (36)
• События Дня — март (35)
• События дня — октябрь (34)
• События Дня — февраль (33)
• События Дня — сентябрь (33)
• События Дня — ноябрь (32)
• События Дня — июль (31)
• События Дня — июнь (31)
• События Дня — август (25)
• музыка, песни разные (472)
• ТЕСТЫ, ЗАГАДКИ (468)
• Валерий Леонтьев (442)
• Астрономия. Астрология (гороскопы). Экстрасенсорик (317)
• создание видео, флэш, анимация,фотошоп (305)
• ЭКОЛОГИЯ, животные, птицы, рыбы, цветы, природа (291)
• ДИЗАЙН, ДОМ, строительство, ПЕРЕЕЗД, Полезности (273)
• Мода, красота, ОБАЯНИЕ (270)
• СМОТРЕТЬ ФИЛЬМЫ, мультики (239)
• ОТНОШЕНИЯ, семья, ПСИХОЛОГИЯ, ЦИТАТЫ (238)
• рамочки (233)
• АППАРАТУРА, техника, НАУКА, производство (207)
• ВОЕННАЯ ТЕМАТИКА (6)
• ПУТЕШЕСТВИЯ, ОТДЫХ, ЯЗЫКИ и СТРАНЫ, ГОРОДА, СЕЛЕНИ (199)
• СМЕШНОЕ И ОЧЕНЬ СМЕШНОЕ (186)
• Разное (173)
• СХЕМЫ (156)
• О звездах, интервью (151)
• Картинки, фото, фото картин,ИСКУССТВО разное (150)
• ТВОРЧЕСТВО. ЖИВОПИСЬ.Разное (145)
• ИНТЕРЕСНЫЕ ФАКТЫ (137)
• ПОЛИТИКА. Политические деятели. ЭКОНОМИКА (134)
• САДОВЫЕ ХЛОПОТЫ. РАСТЕНИЯ (123)
• Строительство на даче (13)
• Всё о ИГРАХ (119)
• Владимир Высоцкий (116)
• О великих, знаменитых, известных людях (114)
• стихи (111)
• Молитвы, святое, ПРИТЧИ, ПРИМЕТЫ (107)
• Друзья ЛиРу, фото, интервью, разное (106)
• Переживательное. Памятное (99)
• Консервирование, ЗАГОТОВКИ (93)
• Мои фото, личное (86)
• Мои видео, клипы на песни (85)
• КЛИПАРТ, РАЗДЕЛИТЕЛИ, АНИМАЦИЯ (82)
• Курган и курганцы, Из газеты КИК (82)
• КУЛИНАРИЯ. Супы, жидкие блюда (79)
• Скорпионс и др. (73)
• Ищу тебя, мама. ПОИСК (66)
• радиозаписи, радиоспектакли, книги онлайн (61)
• Шахматы, СПОРТ (51)
• КАК ПОБЕДИТЬ БОЛЕЗНЬ. ПРОФИЛАКТИКА ЗАБОЛЕВАНИЙ (50)
• ФОТОГРАФИЯ (50)
• ЗАБЫТЫЕ ПЕСНИ, Старые песни, СТАРЫЕ ШЛЯГЕР (44)
• СОЗДАНИЕ САЙТА. Для блоггеров. КОДЫ (41)
• Сайт с нуля (7)
• Юридическая помощь, Разные УСЛУГИ (39)
• МУДРЫ (Здоровье), МАНТРЫ, Релакс (32)
• Книги, КНИГИ ОНЛАЙН. Цитаты (31)
• Вторая мировая война, ВОВ 1941-1945 (29)
• ВЕБИНАРЫ, КОНФЕРЕНЦИИ, ТРЕНИНГИ (24)
• Алла Пугачёва (22)
• Thomas Anders (Томас Андерс) (19)
• ИСТОРИЯ РОССИИ, СССР, правители (19)
• cтихи брата (19)
• Каналы TV, радио (16)
• ПАНОРАМЫ, онлайн МУЗЕИ (15)
• Шахматы, СПОРТ-2 (14)
• РАЗВЛЕКАЛОВКА (14)
• песни лирические (13)
• танцы, балет (13)
• Семен Слепаков (12)
• Сергей Безруков. Фильмы, театр и пр. (11)
• CHRIS NORMAN SMOKIE (Крис Норман, «Смоки&qu (10)
• ФРАНЦИЯ. Парижские тайны (9)
• ЭФФЕКТЫ (8)
• ГРАВИТАЦИЯ (7)
• Рамочки мои (6)
• СЛОВАРИ, СПРАВОЧНИКИ, правила (6)
• Оззи Осборн (Ozzy Osbourne) (5)
• Любовь Успенская (4)
• Александр Розенбаум (4)
• Фотография 2 (3)
• СПОРТ 2 (2)
• Спалился! (2)
• Что с нами происходит? (1)
• СЕРТИФИКАТЫ (1)
• Если вдруг понадобится))) (1)
• (0)
• (0)
• (0)

—Цитатник

девушки «векторный жанр» png [more=ЕЩЁ==>]

***МОИ КНОПОЧКИ-ПЕРЕХОДЫ -ДАЛЕЕ*** .

Кнопки переходы «Далее» 2 Красивые кнопочки-переходы Выбирайте .

Кнопочки — переходы Далее Эти маленькие кнопочки всегда нужны для наших постов. Вот такой.

Схемы летние для дневника (бесшовные). [more=>>>]

—Новости

—Приложения

• Дешевые авиабилетыВыгодные цены, удобный поиск, без комиссии, 24 часа. Бронируй сейчас – плати потом!
• Всегда под рукойаналогов нет ^_^ Позволяет вставить в профиль панель с произвольным Html-кодом. Можно разместить там банеры, счетчики и прочее
• ОткрыткиПерерожденный каталог открыток на все случаи жизни
• Я — фотографПлагин для публикации фотографий в дневнике пользователя. Минимальные системные требования: Internet Explorer 6, Fire Fox 1.5, Opera 9.5, Safari 3.1.1 со включенным JavaScript. Возможно это будет рабо
• 5 друзейСписок друзей с описанием. Данное приложение позволяет разместить в Вашем блоге или профиле блок, содержащий записи о 5 Ваших друзьях. Содержание подписи может быть любым — от признания в любви, до

—Музыка

—Видео

—Всегда под рукой

—Поиск по дневнику

—Подписка по e-mail

—Статистика

Немного о фонтанах и гидравлике

Что представляет из себя фонтан

Фонтан — это устройство, в котором происходит круговорот воды. С помощью насоса вода под некоторым давлением выливается через сливные отверстия фонтана. Затем вода стекает в общий резервуар и снова подается к насосу. Так происходит круговорот воды в фонтане. Из-за испарения со временем уровень воды в фонтане необходимо регулировать, пополняя объем воды.

Устройство фонтана основано на принципе сообщающихся сосудов.

Принцип сообщающихся сосудов. Сосуд, из которого поступает вода, устанавливается выше горизонтальной поверхности фонтана. Вода начинает стекать вниз, стараясь выровнять горизонтальные поверхности двух сосудов. Так как поверхность фонтана расположена ниже, то струя начинает выбиваться из отверстия фонтана. Чем меньше выходное отверстие фонтана, тем выше бьет струя.

Таким образом, разность давления воды в сосудах является основной причиной возникновения направленной вверх струи.

Насос заменяет сосуд с высоким уровнем воды

Существует несколько различных способов подачи воды в фонтане. И все-таки основное водоснабжение фонтана — циркуляционное, с применением насоса. При преобразовании электрической энергии в механическую, а затем в гидравлическую в насосе происходит увеличение напора выходящего потока воды по сравнению с входящим.

Повторное использование воды в оборотном снабжении фонтанов

Сейчас, благодаря такому простому принципу действия существует большое разнообразие фонтанов!

Немного истории. Слово «фонтан» произошло от латинского «фонтис» , и означает в переводе «источник». Существуют фонтаны природного происхождения — родники, бьющие из под земли ключи. Количество природных, бьющих из под земли источников, приумножилось фонтанами, созданными людьми. Постепенно искусственные фонтаны появились во всех уголках земли, что привело к некоторому увеличению расхода воды. Еще в первом веке нашей эры в Древнем Риме из-за распространения фонтанов на одного жителя расходовалось 1300 л. воды в день. Но, недаром говорится, что красота спасет мир!

Источник