Сифон в действии    

    Цепная модель сифона  Представим сифон, дейст­вующий, как показано на рисунке. На этот раз сифон прекра­щает действовать, когда уровень воды в баке достигает точки С в трубке. Если бы в точке D был помещен па­лец для удержания воды, то давле­ния могли бы уравняться. Давление в точке С равно рo, а в точке D равно po=xpg. Когда уровень воды в баке падает ниже точки С, то оба конца трубки открыты для атмосферного давления. В точке С давление воды будет равно атмосферному давлению воздуха, в то время как в точке D дав­ление воды выше атмосферного (po+ xpg) — po = хpg. На этот раз вода вытекает из трубки, и действие сифона может быть возобновлено только при наполнении трубки.

       Из приведенных теоретических рас­суждений становится ясно, что атмо­сферное давление рo не играет роли в действии сифона. Поэтому сифон дол­жен работать в вакууме, и это достига­ется для чистых жидкостей, которые не содержат в себе газов. Вместе с тем в жидкостях, которые содержат растворенные газы, например в воде, содержащей растворенный воздух, ат­мосферное давление предотвращает распадение воды на промежутки.

      Это разделение жидкости воздушными пу­зырьками неизбежно произойдет при отсутствии атмосферного давления вследствие расширения растворенного воздуха. Теория также предполагает, что действие сифона не зависит от высоты колена трубки над уровнем воды в баке. Ртутный сифон, как сообщается в литературе, работает в вакууме, когда колено трубки находится на вы­соте 100 см выше ртути в резервуаре. Поскольку нормальная барометри­ческая высота ртути 76 см, то наличие или отсутствие атмосферного давле­ния и диплом вуза, видимо, не оказывает воздействия и сифон работает,  пока давления  на поверхности жидкости и на открытом конце трубки не станут равны.

       Еще одним объяснением действия сифона может послужить сравнение «столба» воды в трубке  с цепью, переброшенной через блок. Когда длина неудерживаемой цепи больше по одну сторо­ну блока, то под действием веса цепь стягивается с блока в указанном на­правлении. Если звенья ZX, присоеди­ненные к «короткому» концу цепи, «удерживаются» в равновесии, то эту часть цепи потянет вверх через блок, а другой конец будет падать. Если длина неудерживаемой цепи одинако­ва по обе стороны блока, то цепь находится в равновесии и движение отсут­ствует. Если цепь длиннее по одну сторону блока, то цепь полностью «сбежит» с блока и ее нужно вер­нуть на место, чтобы показать все снова. Движение   цепи   зависит   от   кре­пости звеньев, из которых она сделана. Если одно звено распадется, то цепь разделится на части. Очевидно, что силы сцепления между молекулами во­ды удерживают воду в виде непрерыв­ной цепи во время ее движения в сифо­не. Атмосферное давление в этой ана­логии не участвует, так что эта «мо­дель» сифона будет работать даже в вакууме.

Copyright © 2011-2014  globalphysics.ru
All Rights Reserved