Сила и енергия-има ли неизяснени казуси?

[juliang]

Нека да предположим,че на горния край на тръбата има човек,който вдишвайки през клапата изтегля тези 0.5 литра въздух,т.е. създава вакуум в горния край на тръбата.

За да изтегли тия 0.5 литра въздух, той трябва да ги замени с 0.5 литра вода. А тия 0.5 литра вода трябва да ги вдигне от 10 метра височина. Това си е много работа - точно толкова колкото ще получиш от изтичането на 0.5 литра вода от малкия отвор...

Или казано по друг начин - ако пуснеш 0.5 литра въздух, после затвориш малкия отвор и горната клапа и отвориш долната, нивото на водата ще падне така че горе ще има не 0.5, а около 5 литра празно място, а над него ще се намират тия 0.5 литра въздух, обаче разредени десетки пъти. Защото ти ще вкараш 0.5 литра при атмосферно налягане, но като отвориш долната клапа водата ще дърпа със сила 10 метра воден стълб.

[Аtos]

Както е известно атмосферното налягане на морското равнище се уравновесява от десет метра воден стълб,така че цялата система ще бъде в равновесие.

Само това обясни, че нещо ми "бяга по тъча"...?

Щото...според мен, да се поддържа десет метра воден стълб изисква ОЩЕ ЕДНА атмосфера налягане, добавена към съществуващото вече атм. налягане!

[Радико]

Твърдението на kd_dinev е напълно вярно. от инженерна гледна точка
Ако напълниш един маркуч с вода "по дълъг от 10 м." натопиш го във водата целия и започнеш бавно да издигаш нагоре единият му край които предварително си запишил добре той ще се издига пълен с вода поне до седмият метър. може и до единадесетия зависи от атмосферното налягане в момента. Понеже типичната стойност  на това нещо "познато и с името барометър на Торичели" се върти все около 10 метра, то kd_dinev е напълно прав "поне в това изказване"

[Аtos]

Твърдението на kd_dinev е напълно вярно. от инженерна гледна точка
Ако напълниш един маркуч с вода "по дълъг от 10 м." натопиш го във водата целия и започнеш бавно да издигаш нагоре единият му край които предварително си запишил добре той ще се издига пълен с вода поне до седмият метър. може и до единадесетия зависи от атмосферното налягане в момента. Понеже типичната стойност  на това нещо "познато и с името барометър на Торичели" се върти все около 10 метра, то kd_dinev е напълно прав "поне в това изказване"

Да, по този начин обяснено съм съгласен! Просто схващането на постановката ми убягна:)

[Радико]

Грешката му е съвсем на друго място, защото май си мисли че вакума извършва някаква работа "поне да такова убеждение стигам от изказванията му а работата се извършва де факто от пружинният ефект на уплътнението на мембраната. там с каквато сила притиснеш  такава  ще се върне после обратно при възстановяването. и Понеже не ваима под внимание закона на Паскал за скачените съдове и стига до някакъв погрешен извод.

[kd_dinev]

Не,не мисля,че вакуума извършва сам по себе си някаква работа,но постигането му дава възможност процеса да стане цикличен.И понеже Юлиан обяви,че да създадеш вакуум е изключително енергоемко нещо,едната част от експеримента показва,че това твърдение не е вярно.

[kd_dinev]

Разгледай нещата, ако искаш, от гледна точка на живачния барометър на Торичели.Всяко увеличение на големината на атмосферното налягане води до съответното нарастване на височината на живачния стълб.Това означава,че расте и потенциалната енерия на живака в земното гравитационно поле.Ако отворим барометъра отгоре и позволим да изтече част от живака,то потенциалната енергия ще се превърне в кинетична.Тук основният въпрос е колко енергия ще ни е необходима за да евакуираме въздуха над останалия живачен стълб и възстановим вакуума.Живачният стълб сам ще възстанови големината си под действието на атмосферното налягане върху свободната му повърхност.

[Радико]

Да енергоемко е за методите които познава юлиян. Те обаче не са единствени.
В дълбоката древност на миналия век когато немците започнали да правят първото сухо мляко чрез изсушаване на естествено краве мляко при ниска температура и дълбок вакум. това се правело чрез два скачени съда с височина над 10 метра. напълвали ги до горе с вода и поеле отваряли от долу единия и го охлаждали нивото на водата спадали до 10 м. а над нея бил почти абсолютен вакум. другият съд го загрявали до 30 40 градуса и водата се изпарява и кондензира в първия съд. така имаме над 10 метра висок съд с много ниско налягане близко до пълния вакум. в този съд отгоре се впръсква млякото което стига долния му край вече напълно сухо понеже водата при тези условия кипи при 30-40 градуса. Та това е най нискоенергииния метод за получаване на дълбок вакум, но той е равновесен колкото енергия вкараш толкова изкарваш е почти толкова. Другите обаче са с доста по ниско КПД.

[juliang]

...Тук основният въпрос е колко енергия ще ни е необходима за да евакуираме въздуха над останалия живачен стълб и възстановим вакуума.Живачният стълб сам ще възстанови големината си под действието на атмосферното налягане върху свободната му повърхност.

Бъркаш причината със следствието...
Енегрията която ти трябва е следствие от разликата в наляганията между атмосферното налягане и вакуума над живака. Тоест евакуирайки въздух от тръбата, ти трябва да преодоляваш разликата в наляганията. Точно тази разлика в наляганията, която вдига живачния стълб до определеното ниво.

Пак ти давам пример със спринцовка. Дълга ... 9 метра да речем. Сложена вертикално, с буталото нагоре. В нея няма никакъв въздух. Почваш да вдигаш буталото и през отвора й се засмуква вода.
За какво ще се изразходва енергията която влагаш? Ами ... за повдигане на водата. Колкото по-висок става стълба в спринцовката, толкова по-голяма енергия ще трябва да влагаш.

Сега си представи същата постановка, но в спринцовката има мъничко въздух. Малък балон, точно под буталото. Дали енергията която ще трябва да влагаш няма да е същата? Да, с увеличаването на височината на стълба балончето ще расте щото налягането вътре ще пада, но енергията която ще влагаш да вдигнеш водата до същата височина, ще е същата. независимо дали има или няма балонче.

[kd_dinev]

Изглежда не съм бил достатъчно ясен.Ще се опитам да го обясня по етапи,с едно уточнение,че над тръбата свързана с нея чрез клапата има херметизирана кутия пълна с въздух с обем един кубичен метър.Можем да вкарваме или отвеждаме въздух от нея през два отвора.Както беше казано водният стълб е издигнат на 10метра височина в тръбата и тъй като височината му остава почти постоянна няма да взимаме впредвид енергията необходима за това.Тази височина се поддържа от атмосферното налягане.Под клапата свързваща тръбата с херметизираната кутия се намира въздух с обем 0.5литра,като клапата е в затворено състояние.Сега отваряме единия отвор на херметизираната кутия и човек вдишва 0.5 литра въздух през него.Това може да стане и със спринцовка.Но във случая,човека разширявайки обема на гръдния си кош позволява на въздуха от кутията да навлезе в него,като съответно пада и налягането и плътността на въздуха в кутията.След вдишването отвора се затваря.Дотук изразходваната енергия за процеса е вдишването на човека.На следващият етап отваряме клапата между тръбата и херметизираната кутия,като през цялото време клапата в долния край на тръбата е била отворена.Сега системата отговаря на изискванията на закона за скачените съдове и доколкото точния размер на водният стълб при атмосферно налягане от от 101 325паскала е 10,33метра под натиска му и поради по ниското хидростатично налягане в херметизираната кутия въздуха под клапата ще премине в кутията,като водният стълб ще заеме целия обем на тръбата.На следащият етап затваряме клапата в долния край на тръбата и отваряме малкия отвор намиращ се непосредствено над нея,като отваряме и отвора позволяващ да навлиза атмосферен въздух в херметизираната кутия.Позволяваме да изтече точно 0.5литра вода,като след това затваряме отворите в тръбата и кутията,а отваряме клапата в долния край на тръбата.Вследствие на това,че е изтекла вода с обем 0.5литра през горната клапа от кутията ще е навлязъл въздух с обем от 0.5литра.Сега затваряме горната клапа на тръбата и ситемата е върната в първоначалното си положение.Съотношението между енергията изразходвана от човека и кинетичната енергия на изтичащата вода вече беше описано.

[juliang]

... херметизирана кутия пълна с въздух с обем един кубичен метър.

Предполагам и с атмосферно налягане...

Сега отваряме единия отвор на херметизираната кутия и човек вдишва 0.5 литра въздух през него.Това може да стане и със спринцовка.

Тогава в кутията ще имаш 0.9995 нормални метрични куб. метра въздух, разпределени във 1 куб. метър физично пространство. Или абсолютно налягане от 0.9995 бара. Или вакуум от 0.0005 бара. Или налягане, по-малко с 0.05% от атмосферното. Или налягане което е 99.95% от атмосферното - както ти е по-удобно.

На следващият етап отваряме клапата между тръбата и херметизираната кутия,като през цялото време клапата в долния край на тръбата е била отворена.

... и водата ще падне толкова, че налягането в херметизираната кутия да се изравни с вакуума който създава водата. Ако тръбата е с диаметър 10 см примерно, така, на око... нивото ще падне с поне 2 метра. И над водата ще получиш налягане не 0.995 бара, а някъде ... 0.2 бара.

... и доколкото точния размер на водният стълб при атмосферно налягане от от 101 325паскала е 10,33метра под натиска му и поради по ниското хидростатично налягане в херметизираната кутия въздуха под клапата ще премине в кутията,като водният стълб ще заеме целия обем на тръбата.

Това ще стане, само ако с уста изсмучеш целия 1 куб. метър от херметизирания съд. Тогава ще имаш абсолютен вакуум в него и водата ще се качи. Но ако в съда има някакво налягане, водата ще застане на такова ниво, което да удовлетвори следното равенство: атм. налягане = налягане над водния стълб + височина на водния стълб. Защото отдолу водата я натиска атм. налягане, но отгоре я натиска налягането в херм. съд. Разликата в тия 2 налягания е точно натиска на водния стълб. Поздравления, току що преоткри уреда "диференциален манометър":


Приеми че вдясно тръбичката е отворена към атмосферата, а вляво е вързан херметичния ти съд.

Нататък просто не ми се обяснява ... много, ама много грешно е всичко.

[kd_dinev]

Съжалявам ама толкова грешни твърдения накуп отдавна не бях срещал.Въздуха в кутията е с атмосферното налягане,но ти забравяш,че няма дебит,т.е. приток на въздух,който да подържа това налягане.Всяко увеличение на обема му автоматично води до падане на налягането му и съответното му уравновесяване от налягането на водния стълб.Откъде ще дойде този вакуум,който предричаш?Защото правиш аналогия с опита на Торичели и неговия живачен барометър ли?Забравяш,че в затворени обеми нямаш силата на атмосферното налагане,която се създава от километри въздушен стълб над съответната повърхност!Налягането на водния стълб при десет метра височина вече е уравновесено от атмосферното налягане в свободната повърхност на басейна и ти нямаш реална сила,която да го натисне надолу...

[juliang]

Динев, представи си че тръбата е дълга 20 метра. Поставена е хоризонтално и е ИЗЦЯЛО пълна с вода. На единия й край е твоята херметизирана кутия, в която има 1 кубик без 0.5 литра въздух. Тръбата е отделена от кутията с клапа която е ЗАТВОРЕНА през цялото време. Системата "тръба-кутия" се обръща вертикално с твоята кутия отгоре, като свободния й край през цялото време остава потопен в леген с вода. Въздух в нея не може да навлезе. И отново повтарям - клапата между тръбата и кутията е ЗАТВОРЕНА.
1. Каква ще е височината на водния стълб в тръбата, след като тя се изправи?
2а. Ако отговора е  нещо по-малко от "20 метра" (правилния отговор е "10 метра") то какво има над водата? Какво ще е налягането там?
2б. Ако отговора е "20 метра" - то тогава кой е  издигнал водата на 20 метра, кат налягането отвън е равно само на 10 метра воден стълб?

Понякога наистина се отчайвам и се чудя дали някой не ми се подиграва само да види докъде ще ми издържат нервите ...

... Налягането на водния стълб при десет метра височина вече е уравновесено от атмосферното налягане в свободната повърхност на басейна и ти нямаш реална сила,която да го натисне надолу...

А налягането в кутията ти? Нали там имаш 1 кубик въздух под атмосферно налягане, от който си махнал само половин литър? Нали това налягане натиска над водата?

Да, знам че понятието "вакуум" и "отрицателно налягане" са доста объркващи, но ако минеш в абсолютни стойности, където космическия вакуум е 0, а тук къдет живеем е "1 бар", тогава нещата сами ще си дойдат на мястото.

[kd_dinev]

Въобще как реши,че въздуха в кутията може да създаде налягане равно на атмосферното?Ако си забравил случайно формулата за налягане на флуид върху повърхност е: налягането е равно на масовата плътност на флуида умножена по земното ускорение умножено по височината на флуида.По тази формула се изчислява височината на водният стълб,който уравновесява атмосферното налягане чиято стойност е 101325паскала на квадратен метър.Ако си направиш труда да го сметнеш ще получиш стойност от точно 10.33метра.Само за удобство в изчисленията се приема,че тази стойност е 10метра.Също по тази формула се получава и височина на живачния стълб от 0.760милиметра.По нея можеш да изчислиш и налягането,което ще създаде въздуха в кутията върху водния стълб в тръбата-142паскала.Оттук нататък понеже виждам,че си на ти с "диференциалните манометри" и законите на които се подчиняват предполагам,че можеш и сам да изчислиш с колко ще падне нивото на водния стълб в тръбата под действието на това налягане.Сега що се отнася до двадесет метровата тръба-ако я поставиш в леген най вероятно ще изтече почти всичката вода,но ако я поставиш във воден резервоар с достатъчно голяма площ височината на водния стълб в нея ще е точно 10.33метра и над нея ще има вакуум.А и не се отчавай де,Цицерон е казал,че да се ядосваш на грешките на другите,означава да наказваш сам себе си заради тяхната глупост.Да объркващи понятия са,случва се дори и "светъл ум" като твоя да изпадне в заблуждение.

[kd_dinev]

Аз лично бих предпочел твоите твърдения да са верни,а не моите!Защото ако това което казваш ти е вярно, тогава ще имаме всичката свободна енергия на света.Просто взимаме един достатъчно голям диференциален манометър слагаме на единия му край херметизирана кутия,която можем да пълним с атмосферен въздух и ще черпим само енергия от покачващото се ниво на водата в другия му край...