РІДИННІ НАСОСИ
Розділ 3 ВЗАЄМОДІЯ ТІЛ. СИЛА
&37. РІДИННІ НАСОСИ
Поршневий рідинний насос, схему якого зображено на малюнку 189, складається із циліндра й поршня, що вільно рухається в циліндрі, щільно прилягаючи до його стінок. У нижній частині циліндра й в поршні є клапани, які відкриваються тільки вгору. Якщо поршень рухається вгору, то вода під дією атмосферного тиску входить у трубу, піднімає нижній клапан і рухається за поршнем. Під час руху поршня вниз вода тисне на нижній клапан, і він при цьому закривається. Водночас під тиском води відкривається
Мал. 189
Мал. 190
Такі процеси повторюватимуться доти, доки триватиме качання води.
На практиці використовують також поршневий рідинний насос із повітряною камерою. Такий насос схематично зображено на малюнку 190. Після того як воду набрано через всмоктувальний
З, вода поступає в посудину з повітряною камерою 4 і через трубу виходить назовні. Якщо ручку починають рухати вгору, закривається клапан 3 і відкривається клапан 2 – вода поступає в циліндр. Далі процеси повторюються доти, доки не накачали води стільки, скільки потрібно.
А на яку висоту або з якої глибини можна підняти воду за допомогою таких насосів? Ви вже знаєте, що густина ртуті в 13,6 раза більша, ніж води. Ртуть у трубці піднімається на 760 мм. Тоді вода підніметься на висоту, що в 13,6 раза більша: вона становитиме 10 336 мм. Отже, поршневими рідинними насосами можна качати воду лише з глибини до 10 м.
Це цікаво знати
Серце людини є дивним насосом, який працює упродовж життя людини. Воно перекачує за одну хвилину 6 л крові, за добу – 8600 л, за 1 рік – близько 3 млн л, а за 70 років життя – близько 220 млн л. Якби серце не переганяло кров по замкнутій системі, а накачувало в який-небудь резервуар, то можна було б заповнити басейн завдовжки 100 м, завширшки 100 м і глибиною 22 м.
ЗАПИТАННЯ ДЛЯ САМОПЕРЕВІРКИ
1. Які типи поршневих рідинних насосів ви знаєте?
2. Які їх будова і принцип дії?
3. На яку максимальну висоту можна підняти воду поршневим рідинним насосом?
ЗАДАЧІ ТА ВПРАВИ
Розв’язуємо разом
1. Кому легше витягувати ногу з багнюки: корові чи коню? Чому?
Відповідь: легше витягувати ногу з багнюки корові, тому що в неї, на відміну від коня, роздвоєне копито.
2. На малюнку 191 зображено морську зірку. За рахунок чого вона може легко чіплятися до морського дна або інших предметів?
Відповідь: за рахунок великої кількості присосок у нижній частині зірки.
Мал. 191
3. Однаковою чи різною буде висота ртутного стовпчика у двох ртутних барометрах із трубками різних діаметрів?
Відповідь: висота буде однакова, оскільки тиск ртуті, який зрівноважується атмосферним, не залежить від площі перерізу трубки, а лише від густини рідини й висоти стовпа.
4. Манометр, приєднаний на водонапірній станції до труби, якою подається вода до бака в башті, показує тиск 303 000 Па. Яка висота води в башті?
Розв’язання
Щоб визначити висоту води в башті, скористаємося формулою р = gph, з якої визначимо
Р = 
Н =
= 30, 3м.
Відповідь: висота води у водонапірній башті дорівнює 30,3 м.
Рівень А
224. Якщо шийку пляшки, наповненої водою, занурити в посудину з водою, то вода з пляшки не виливатиметься. Чому?
225. Чому важко пити з перехиленої пляшки, якщо щільно обхопити її шийку губами?
226. Підраховано, що на поверхню тіла дорослої людини (маса 60 кг, зріст 160 см), яка дорівнює 1,6 м2, діє сила 160 000 Н, що зумовлена атмосферним тиском. Як же організм витримує такі великі навантаження?
Мал. 192
Мал. 193
Мал. 194
Мал. 195
227. Чому під час підйому літака на велику висоту пасажири починають відчувати біль у вухах?
228. Площа поверхні першого супутника Землі дорівнювала 8820 см2. Якою була сила тиску на його поверхню на висоті 300 км, якщо тиск повітря там дорівнює приблизно 0,00006 Па?
229. Який тиск показує ртутний барометр (мал. 192)? Виразіть цей тиск у паскалях.
230. Який прилад зображено на малюнку 193? Яку фізичну величину він вимірює? Яка ціна поділки його шкали?
231. На малюнку 194 схематично зображено будову поршневого рідинного насоса з повітряною камерою. Опишіть, як працює цей насос.
232. Піднімається чи опускається поршень рідинного насоса, зображеного в розрізі на малюнку 195?
233. Як потрібно користуватися піпетками для переливання невеликої кількості рідини? Поясніть дію цих піпеток.
Рівень Б
234. Визначте тиск рідини у площині перерізу А (мал. 196) і в центрі перерізу В. Визначте тиск у центрі перерізу С (мал. 197). Тиск виразіть упаскалях. Усі предмети на малюнку зображено в однаковому масштабі.
235. Визначте тиск рідини у площині перерізу А (мал. 198) і в центрі перерізу Б. Визначте тиск у центрі перерізу С (мал. 199). Тиск виразіть упаскалях. Усі предмети на малюнку зображено в однаковому масштабі.
236. На малюнку 200 зображено футбольний м’яч із сірого граніту, який було встановлено перед стадіоном “Донбас Арена” (м. Донецьк).
Мал. 196
Мал. 197
Мал. 198
Мал. 199
Мал. 200
М’яч було встановлено на чашу, з якої струменями била вода, і він міг вільно рухатися (обертатися).
Поясніть, чому вода вільно втримує такий важкий м’яч. Чому гранітний м’яч можна легко обертати? Яке фізичне явище при цьому спостерігається?
237. Учень, відповідаючи на уроці, сказав: “Атмосферний тиск дорівнює тиску стовпа ртуті завдовжки 760 мм”. Яких помилок припустився учень у своїй відповіді?
238. Для чого в кришках бідонів для мастильних матеріалів роблять не один, а два отвори: один великий, а другий – менший – на протилежному боці кришки? Яке призначення малого отвору при наповненні бідона і при виливанні з нього мастил?
239. Чому склянка, помита теплою водою і перевернута на покритий поліетиленовою скатертиною стіл, щільно прилягає до неї і трохи втягує її всередину?
240. У металевій кришці, що закриває верхній отвір паливного бака автомобіля, є маленький отвір. Якщо цей отвір випадково засмітиться, то пальне не потече по нижній трубці до двигуна. Чому?
241. Чи діятиме барометр-анероїд, якщо в стінці його металевої гофрованої коробочки з’явиться тріщина?
242. Яка сила атмосферного тиску діє на тіло людини, площа поверхні якої дорівнює приблизно 1,6 м2?
243. Обчисліть, з якою силою тисне повітря на долоню вашої руки. Атмосферний тиск виміряйте барометром-анероїдом.
244. З якою силою тисне атмосфера на поверхню сторінки зошита, розміри якого 16 х 20 см, при атмосферному тиску 100 000 Па?
245. У кінці першої половини XVII ст. у Флоренції – багатому на той час торговому місті Італії – збудували всмоктувальні насоси, щоб піднімати воду на велику висоту, але вода піднімалася тільки на висоту до 10 м. Чому?
246. Який насос використовують у гідравлічних пресах: всмоктувальний чи нагнітальний?
247. Чому рідина, яку качають всмоктувальним насосом, тече переривчастим струменем?
Мал. 201
Мал. 202
248. Розгляньте будову та дію пожежного насоса, зображеного на малюнку 201. Скільки тут насосів? Які вони: всмоктувальні чи нагнітальні? Яке призначення повітря, закритого в камері? Чи можна було б кидати струмінь води цим насосом на значну відстань без повітряної “подушки”?
249. Який тиск створює поршень нагнітального насоса, що подає воду на висоту 15 м? Атмосферний тиск нормальний.
250. Яким із двох насосів (мал. 202) можна підняти воду на висоту 30 м?
251. Чому гумові трубки, що з’єднують повітряні насоси з посудинами, з яких викачують повітря, мають товсті стінки?
(1 votes, average: 5.00 out of 5)
Loading...