Αναρρόφηση

Σχόλιο από τον/την Μπουλούμπασης Γρηγόρης στις 18 Σεπτέμβριος 2015 στις 19:45

Διονύση καλησπέρα.

Οι ασκήσεις σου είναι ασκήσεις εκπαιδευτικού φυσικού, στο επίπεδο που ελπίζω να μείνουμε όλοι μας και να μην ξεφύγουμε.

Ερώτημα κατανόησης, σε όλη την διάρκεια του φαινομένου θεωρούμε ότι ή στάθμη της δεξαμενής παραμένει σταθερή; και αυτό εξασφαλίζεται από το ότι ή διατομή είναι πολύ μεγαλύτερη και έτσι θεωρούμε και την ταχύτητα υΔ =0;

Παρατήρηση. Στο σχόλιό σου με βάση την σχέση ΡΒ=ΡΑ-:ρgh , νομίζω πιο σωστό είναι να πούμε όταν μεγαλώνει το ύψος μικραίνει ή πίεση, γιατί το όσο μεγαλώνει το ένα τόσο μικραίνει το άλλο παραπέμπει σε ποσά αντιστρόφως ανάλογα .

Σχόλιο από τον/την Κυριακόπουλος Γιάννης στις 18 Σεπτέμβριος 2015 στις 22:03

Άριστη.

Ελπίζω να μην συναντήσει ενστάσεις (δυνάμεις συνοχής, ιξώδες, είδος ροής κ.λ.π.) διότι τα 10m και οι μεγάλες διατομές την κάνουν άκρως ρεαλιστική.

5828d1b3433b9-bpthumb Σχόλιο από τον/την Βαγγέλης Κουντούρης στις 18 Σεπτέμβριος 2015 στις 23:00

Πολύ καλή Διονύση,

όπως και τα σχόλια, ως συνήθως.

(…καλού-κακού γράψε μεγάλη δεξαμενή)

Φαινομενικά στην άσκηση υπάρχει ένα “τρελλό” σημείο:

η τιμή της πίεσης στη θέση Γ βρίσκεται (i.) 1Atm ,

“παραβιάζοντας” την αρχή Pascal που λέει 1Atm+ρgy,

με σωστή την τιμή 1Atm.

Πώς εξηγείται αυτό;

Εξηγείται με το ότι η αρχή Pascal ισχύει για ακίνητο υγρό.

Βέβαια σε θέση Γ΄, μακράν του Γ, και στο ίδιο οριζόντιο επίπεδο η πίεση είναι 1Atm+ρgy.

(μια, από τις πολλές, “σκανταλιές” που κάναμε στο χωριό “μισόν αιώνα πριν”, ελπίζω να προλάβω να την περιγράψω αναλυτικότερα, ήταν να αδειάζουμε τη χωματένια στέρνα του παππού χρησιμοποιώντας σωλήνες από τους φλοιούς πικροδάφνης που είχαμε εκπαιδευτεί να συνδέουμε μεταξύ τους, ώστε η έξοδος να φτάνει μακριά από τη στέρνα και να μη φαίνεται καθώς “έκανε τη δουλειά της”, μετά βέβαια τους εξαφανίζαμε, και μονολογούσε ο καημένος ο παππούς “αυτοί οι διαβόλοι μου την κάνανε πάλι τη ζημιά, αυτοί οι διαβόλοι, σκάβουνε τρύπες στα πλάγια και τρυπάνε τη στέρνα, αυτοί οι διαβόλοι, τα καβούρια…”)

%ce%ba%ce%b1%cf%84%ce%b1%ce%b3%cf%81%ce%b1%cf%86%ce%ae-30 Σχόλιο από τον/την Διονύσης Μάργαρης στις 19 Σεπτέμβριος 2015 στις 10:49

Καλημέρα Γρηγόρη, Γιάννη και Βαγγέλη και σας ευχαριστώ για το σχολιασμό.

Γρηγόρη, για την διατομή της δεξαμενής, το δίνω λέγοντας «θεωρώντας ότι το εμβαδόν της επιφάνειας της δεξαμενής, είναι πολύ μεγαλύτερο από το εμβαδόν της διατομής του σωλήνα.»

Για τη διατύπωση όσο… τόσο, έχεις δίκιο και το διορθώνω.

Βαγγέλη, βλέπω μνήμες…

Για να δώσω και δικές μου, η αναρρόφηση νερού, όπως στην ανάρτηση, ήταν κάτι που μου προκαλούσε περιέργεια και θαυμασμό!!! πριν μισό αιώνα, όταν την χρησιμοποιούσαμε.

Αν προσέξεις την διατύπωση, στο σχόλιο: «Βυθίζουμε στη δεξαμενή, ένα μακρύ λάστιχο, οπότε γεμίζει με νερό. Κλείνοντας το ένα του άκρο Α, το τραβάμε και το βγάζουμε έξω, ώστε να τραβήξουμε νερό», περιγράφει μια παιδική εμπειρία, πολύ πριν διδαχτώ φυσική και μάθω και την ερμηνεία του φαινομένου…

Σχόλιο από τον/την Κορφιάτης Ευάγγελος στις 22 Σεπτέμβριος 2015 στις 20:59

Καλησπέρα συνάδελφοι.

Διονύση μπράβο για την άσκηση.

Υπάρχει κάτι που με προβληματίζει:

Το γεγονός ότι η πίεση στα σημεία Α, Γ, Δ (επιφάνεια νερού στην δεξαμενή) είναι ίσες.

Θα περίμενα ότι η πίεση στο Γ είναι μεγαλύτερη από την πίεση στο Δ.

Όχι κατά ρgy, αλλά πάντως μεγαλύτερη.

Τι δεν λέω σωστά;

%ce%ba%ce%b1%cf%84%ce%b1%ce%b3%cf%81%ce%b1%cf%86%ce%ae-30 Σχόλιο από τον/την Διονύσης Μάργαρης στις 22 Σεπτέμβριος 2015 στις 21:32

Καλησπέρα Βαγγέλη και σε ευχαριστώ για το σχολιασμό.

Προφανώς αναφέρεσαι στα σημεία Δ,Γ και Α του παρακάτω σχήματος, στα οποία, με βάση την λύση, προκύπτει να έχουν ίσες πιέσεις.

1-3

Ας δούμε τα παρακάτω σχήματα με τρεις (ελαφρώς) διαφορετικές θέσεις του σημείου Γ.

Στο πρώτο σχήμα, το Γ θεωρείται στο εσωτερικό του σωλήνα, η ταχύτητα του νερού είναι ίση με την ταχύτητα στο άκρο Α και η πίεση στο Γ είναι ίση με την ατμοσφαιρική (p_ατ)

Στο μεσαίο σχήμα το σημείο, είναι ελαφρώς έξω από το άκρο του σωλήνα. Η ταχύτητα του νερού είναι μικρότερη από υ (υ1) και η πίεση στο σημείο μεγαλύτερη από την p_ατ.

Στο τρίτο σχήμα, το Γ, βρίσκεται ακόμη μακρύτερα από το άκρο του σωλήνα. Ακόμη μικρότερη ταχύτητα του νερού, ακόμη μεγαλύτερη πίεση.

Έτσι σε ένα σημείο, έστω το σημείο Ε, στο ίδιο βάθος με το άκρο Γ, αλλά μακρυά από την είσοδο του νερού, η πίεση είναι σχεδόν ίση με p_ατ+ρgh.

1-4

Να το πω αλλιώς, μπορεί στο πρώτο σχήμα, να έχω σχεδιάσει μια ρευματική γραμμή που να ξεκινά από το σημείο Δ της επιφάνειας, αλλά «πρακτικά» το νερό επιταχύνεται και αποκτά την τελική του ταχύτητα υ, στο τελευταίο τμήμα, ελάχιστα πριν την είσοδό του στο σωλήνα, οπότε στην περιοχή εκείνη έχουμε και μεγάλη μεταβολή της πίεσης,

5828d1b3433b9-bpthumb Σχόλιο από τον/την Βαγγέλης Κουντούρης στις 22 Σεπτέμβριος 2015 στις 22:30

καλησπέρα Βαγγέλη

καλησπέρα Διονύση

Αν δειτε λίγο πιο πάνω επισημαίνω το ίδιο φαινομενικά “τρελλό” με την πίεση στη θέση Γ, όπου και φαίνεται να παραβιάζεται η αρχή Pascal και την εξήγηση που δίνω.

Μια άλλη επίσης καλή (και απλοϊκή) προσέγγιση, νομίζω ότι είναι και η εξής: η πίεση στη θέση Γ σε σχέση με τη θέση Α, “ωφελείται” κατά ρgy λόγω βάθους και “ζημιώνεται” κατά 1/2ρυ² λόγω ταχύτητας, με υ=(2gy)^1/2, δηλαδή “ζημιώνεται” κατά ρgy, άρα “πάτσι”, επομένως P_Γ=P_A

%ce%ba%ce%b1%cf%84%ce%b1%ce%b3%cf%81%ce%b1%cf%86%ce%ae-30 Σχόλιο από τον/την Διονύσης Μάργαρης στις 22 Σεπτέμβριος 2015 στις 23:19

Καλησπέρα Βαγγέλη (Κουντ). Έτσι ακριβώς, όπως το λες, είναι το ισοζύγιο….

00-3 Σχόλιο από τον/την Κορκίζογλου Πρόδρομος στις 24 Σεπτέμβριος 2015 στις 8:03

Καλημέρα Διονύση και συγχαρητήρια για την άσκηση. Μια παρόμοια έχω κάνει κι εγώ το καλοκαίρι, και ο παραπάνω προβληματισμός σας ήταν και δικός μου. Το άφησα για συζήτηση αν θα την αναρτούσα εγώ, αλλά με ..πρόλαβες! Νομίζω ότι στα πλαίσια του ιδανικού ρευστού και ότι αυτό συνεπάγεται, τέτοια »παράδοξα» θα εμφανίζονται. Η παραπάνω εξήγηση που έδωσες εσύ και ο Κουντούρης νομίζω είναι αρκετή.

Η δική μου εμπειρία πρίν από μισό αιώνα:

Από τότε που θυμάμαι τον εαυτό μου, είχαμε τρακτέρ. Το πρώτο μας τρακτέρ ήταν μάρκας LANZ, ένα Γερμανικό που έβγαζε τούφες καπνού, λόγω του ότι ήταν αργόστροφο!

Το πετρέλαιο ήταν σε ένα βαρέλι πάνω σε μια βάση περίπου 40εκατοστά του μέτρου. Το είχαν αφήσει οι Γερμανοί το 1945 φεύγοντας, και το περιμάζεψε ο πατέρας μου. Για να βγάλεις το πετρέλαιο έβαζες ένα λάστιχο ποτίσματος και ρούφαγες από την άλλη μεριά. Όταν ήταν γεμάτο το κατάφερνες με σχετική ευκολία, όταν όμως ήταν κάτω από τη μέση , έπρεπε να ρουφήξεις πολύ και συνήθως διαδοχικά και γρήγορα, ώστε το πετρέλαιο να φτάσει στο πάνω μέρος του βαρελιού.

Θυμάμαι αρκετές φορές τον πατέρα μου να γεμίζει το στόμα του με πετρέλαιο, αφού η αναρόφηση ήταν πιο μεγάλης χρονικής διάρκειας…και δεν »ένοιωθε» πότε θα έρθει το πετρέλαιο. Το »κόλπο» ήταν να γεμίσει το λάστιχο με πετρέλαιο, κλείνοντας το κάτω άκρο και μετά βυθίζοντάς το στο βαρέλι γρήγορα, με κλειστό το πάνω άκρο. Αμέσως έκανε την αναρρόφηση, οπότε δεν χρειαζότανε να κάνει μεγάλη διαδρομή το πετρέλαιο στον σωλήνα, και όταν γέμιζε το δοχείο , σήκωνε γρήγορα το άκρο προς τα πάνω για να μη χυθεί το πετρέλαιο.

Εμπειρίες ,βιώματα γεμάτα Φυσική…

%ce%ba%ce%b1%cf%84%ce%b1%ce%b3%cf%81%ce%b1%cf%86%ce%ae-30 Σχόλιο από τον/την Διονύσης Μάργαρης στις 24 Σεπτέμβριος 2015 στις 8:32

Καλημέρα Πρόδρομε.

» κλείνοντας το κάτω άκρο και μετά βυθίζοντάς το στο βαρέλι γρήγορα, με κλειστό το πάνω άκρο.»

Δεν το κατάλαβα. Περιέγραψα παραπάνω μια πρακτική, από παιδική εμπειρία δική μου:

«Βυθίζουμε στη δεξαμενή, ένα μακρύ λάστιχο, οπότε γεμίζει με νερό. Κλείνοντας το ένα του άκρο Α, το τραβάμε και το βγάζουμε έξω, ώστε να τραβήξουμε νερό».

Θέλω να πω, ότι βυθίζοντας, με ανοικτά τα δυο άκρα, το λάστιχο, γεμίζει νερό ή πετρέλαιο και στη συνέχεια κλείνεις το άνω άκρο, το οποίο τραβάς προς τα έξω, συμπαρασύροντας το υγρό…

Σχόλιο από τον/την Παπαδάκης Παντελεήμων στις 24 Σεπτέμβριος 2015 στις 9:55

Καλημέρα Διονύση ,καλημέρα σ’όλους.

…το σαν »κομήτη» πέρασμά μου από τη νησίδα έχει την αίτία του.

Όσο μπορώ παρακολουθώ όμως και …νομίζω το ίδιο λέτε Διονύση και Πρόδρομε.

Απλά ο Διονύσης γεμίζει τον σωλήνα βάζοντάς τον μέσα στη δεξαμενή ,όταν είναι δυνατόν,

ενώ ο Πρόδρομος κρατά κλειστό το ένα άκρο γεμίζει μ’ένα »(γ)κουβαδάκι»

το σωλήνα από το άλλο άκρο με το υγρό »…και μετά βυθίζοντάς το στο βαρέλι γρήγορα,»

κ.λ.π.

Πάντως Διονύση η πρακτική σου (από παιδική εμπειρία) δεν εφαρμόζεται στη μετάγγιση κρασιού από κρασοβάρελο … με αναρρόφηση, από καλά πνευμόνια, γίνεται.

Διδακτικότατο το πρόβλημα και άξια τα σχόλια (Βαγγέλη+ Βαγγέλη) και τα σχόλιά σου!

Μια ας πούμε απορία …»ο σίφωνας» (περί ου πολλά έχουν γραφεί) δεν είναι αυτό ή κάνω λάθος ;

%ce%ba%ce%b1%cf%84%ce%b1%ce%b3%cf%81%ce%b1%cf%86%ce%ae-30 Σχόλιο από τον/την Διονύσης Μάργαρης στις 24 Σεπτέμβριος 2015 στις 10:13

Καλημέρα Παντελή.

Λες να εννοούσε ο Πρόδρομος το γέμισμα του σωλήνα; Αν ναι, συμφωνώ, είναι μια καλή λύση επίσης.

Για το κρασοβάρελο, υποθέτω ότι προτιμάς την αναρρόφηση, αφού αν παρατραβήξεις αέρα, δεν θα σου έρθει στο στόμα το…πετρέλαιο:-)

Και βέβαια, για το σίφωνα μιλάμε, απλά δεν το πήγα στο καζανάκι!

00-3 Σχόλιο από τον/την Κορκίζογλου Πρόδρομος στις 24 Σεπτέμβριος 2015 στις 11:22

Αυτό που περιγράφεις Διονύση είναι με δεξαμενή, που έχει όλη την ελεύθερη επιφάνεια ανοικτή. Το βαρέλι έχει μια μικρή τρύπα διαμέτρου π.χ. 6-8 cm, οπότε αυτό που περιγράφεις δεν μπορεί να γίνει.

Αυτό που λέω εγώ είναι: Κλείνω το κάτω άκρο του λάστιχου με τον αντίχειρά μου, με ένα χωνί γεμίζω από το πάνω άκρο με υγρό, κλείνω κατόπιν το πάνω άκρο με τον αντίχειρά μου και βυθίζω γρήγορα από την τρύπα το κάτω άκρο ενώ ταυτόχρονα κατεβάζω το πάνω άκρο προς το δοχείο που θέλω να γεμίσω. Επειδή θα έχουμε λίγη εκροή υγρού από το κάτω άκρο, κάνουμε αναρρόφηση από το πάνω άκρο ίσα να συμπληρώσουμε την ποσότητα που έχει βγει από το λάστιχο. Μετά συνεχίζει κανονικά η εκροή του υγρού.

Αν η αναρρόφηση από το ελεύθερο άκρο του σωλήνα , σχήματος ανάποδου U , φτάσει το υγρό μέχρι το πάνω μέγιστο ύψος και δεν το υπερβεί, δεν πρόκειται να έχω εκροή υγρού. Το υγρό θα επιστρέψει στο δοχείο. Πρέπει να γεμίσει όλο το λάστιχο, σχήματος ανάποδου U, με υγρό , για να έχω εκροή υγρού χωρίς αναρρόφηση.

%ce%ba%ce%b1%cf%84%ce%b1%ce%b3%cf%81%ce%b1%cf%86%ce%ae-30 Σχόλιο από τον/την Διονύσης Μάργαρης στις 24 Σεπτέμβριος 2015 στις 13:25

Γεια σου Πρόδρομε.

Όπως το περιγράφεις τώρα, με βρίσκει απολύτως σύμφωνο.

Με μια υποσημείωση μόνο.

Και στο βαρέλι, άσχετα με το άνοιγμα, αν βυθίσεις αρκετό μήκος λάστιχου, ώστε να γεμίσει νερό, κλείνοντας το πάνω μέρος του και τραβώντας έξω το λάστιχο, μπορείς να υποχρεώσεις το νερό να …σε ακολουθήσει και αν τώρα χαμηλώσεις το άκρο, ώστε να έρθει κάτω από την ελεύθερη επιφάνεια και στη συνέχεια ανοίξεις την έξοδο, θα έχεις ροή χωρίς να χρειαστεί να ρουφήξεις τον αέρα.

Σχόλιο από τον/την ΑΝΔΡΕΑΣ ΡΙΖΟΠΟΥΛΟΣ στις 26 Νοέμβριος 2015 στις 21:54

Λίγο καθυστερημένο ένα σχόλιο στην πολύ ωραία ανάλυση Διονύση αλλά κάλλιο αργά παρά ποτέ.

Το μέγιστο ύψος που μπορεί να έχει το σημείο Β από την επιφάνεια του νερού νομίζω ότι καθορίζεται και από την τάση ατμών του νερού, στη θερμοκρασία του πειράματος, διότι αν δημιουργηθούν φυσαλίδες στο σημείο Β θα διακοπεί η ροή.

Για παράδειγμα αν η θερμοκρασία του νερού είναι 10⁰C η ελάχιστη πίεση πριν αρχίσουν να δημιουργούνται φυσαλίδες είναι 1,2.10³ Pa οπότε

p_B = p_A – ρgh Û h_max = (100.10³-1,2.10³)/10⁴ = 9,8m

%ce%ba%ce%b1%cf%84%ce%b1%ce%b3%cf%81%ce%b1%cf%86%ce%ae-30 Σχόλιο από τον/την Διονύσης Μάργαρης στις 30 Νοέμβριος 2015 στις 13:39

Καλό μεσημέρι Ανδρέα και Χρόνια σου πολλά και από εδώ!

Συγνώμη για την καθυστέρηση στην απάντηση, αλλά μόλις τώρα είδα το σχόλιό σου…

Έχεις δίκιο, ότι πάνω από μια στήλη νερού, δεν πρόκειται να δημιουργηθεί κενό, αλλά θα υπάρξουν και υδρατμοί ασκώντας πίεση, ίση με την τάση ατμών, στην συγκεκριμένη θερμοκρασία.

Αλλά αυτό νομίζω, ξεπερνά το επίπεδο εξέτασης των παιδιών…

Σχόλιο από τον/την Γιάννης Μπατσαούρας στις 18 Δεκέμβριος 2015 στις 13:13