Повідомлення судин. Можуть творити чудеса

Повідомлення судин. Можуть творити чудеса


Одне з цікавих явищ, пов'язане з гідростатикою - повідомлення судини. Здавалося б, все тут просто, але, тим не менш, вони дають прекрасний привід познайомитися з прикладом роботи атмосферного тиску і зануритися в далеке минуле.


Щоб освіжити в пам'яті відомості, що таке повідомлення судини, згадаємо простий досвід, що проводиться раніше на уроках фізики в школі. На одній площині розміщуються кілька різних за формою судин - круглих, прямокутних, циліндричних, у вигляді конуса, і з'єднуються трубкою на рівні дна. В одну з цих судин починає наливатися вода, через сполучну трубку вода буде надходити в усі судини, і, що дивно, у всіх судинах, незалежно від форми останніх, вода знаходиться на одному рівні.

Обумовлено це тим, що всі вони знаходяться під одним атмосферним тиском, а раз вони розташовані на одному рівні, то і рідина, поміщена в них, буде знаходитися на одному рівні, тому що у всіх судинах знаходиться під тим же тиском.

До речі, найпростіше практичне застосування повідомлених судин ми отримуємо, коли наливаємо воду з чайника. Поки чайник стоїть рівно, рівень води в самому чайнику і в його носику однаковий, тому що чайник і носик є повідомленнями судинами. Рівень краю носика чайника вище рівня води. Якщо ми нахиляємо носик чайника нижче рівня води, то вона починає з нього витікати.

Існує простий наслідок з викладеного. Якщо повідомлення судини знаходяться на різній висоті, то на виході трубки, що з'єднує ці судини, буде діяти тиск. Його величина дорівнює тиску стовпа води, рівної різниці висот між судинами. Все дуже просто - якщо судини розташовані на різній висоті, то вода з верхньої судини буде перетікати в нижню.

Якщо подивитися історію техніки, то існує безліч випадків, коли використовувалися повідомлення судини; фізика, яка стоїть за цим явищем, часом дійсно дозволяє творити дива. Як прекрасні фонтани Петергофа! Адже вони побудовані без застосування складної техніки, електромоторів та іншої машинерії, якою неодмінно скористалися б сьогоднішні фахівці. А тут у чистому вигляді використовуються повідомлені судини. Ставки з водою розташовані вище рівня фонтанів, що забезпечує надходження до них води без всяких механізмів під тиском атмосфери. Це просто красиво, і цим не можна не захоплюватися.

Або інший приклад, всім близький і зрозумілий. Водонапірна вежа. Вода, закачана у вежу і розташована на великій висоті, самопливом надходить у будинки, і не тільки на перші поверхи. Тут знову працюють повідомлення посудини. Тиск, величина якого обумовлена різністю висот між водонапірною вежею і краном водопроводу, забезпечить подачу води і на верхні поверхи.

Бідні римляни! Про повідомлення посудини вони нічого не знали і, коли будували свої акведуки для постачання міст водою, завжди робили їх з постійним пониженням від джерела, хоча в багатьох місцях могли б слідувати рельєфу ґрунту і пускати труби вгору по невеликих схилах. Але вони завжди будували акведуки на висоті і з постійним ухилом від джерела.

А ось китайці про повідомлення судини знали і, використовуючи їхні властивості, почали будувати шлюзи. Принцип роботи дуже простий. Поруч розташовані дві шлюзові камери, з'єднані між собою спеціальним каналом. Шлюзові ворота закриваються, після цього відкривається канал, що з'єднує між собою обидві камери, і вода за законом про повідомлення судин перетікає на нижчий рівень. Використовуючи систему таких шлюзів, можна було здійснювати рух суден на ділянках, що мають значний перепад висот.

Звичайно, викладене тут не охоплює всіх випадків практичного застосування повідомлених судин, але дозволяє отримати уявлення про те, що собою являє цей чудовий фізичний закон, і як він втілюється в повсякденне життя.