Seuraa 
Viestejä362

Jokainen tietää, että 10 m syvydessä vedessä on 2 bar paine (hyrostaattinen paine 1 bar ja ilmanpaine 1 bar).

Olkoon 10 m korkea umpinainen säiliö täynnä vettä paineen pohjalla ollessa 1 bar. Porataan säiliön kanteen pieni reikä, jolloin pohjan paine on 2 bar.

Tehtävänä on selittää ilmiö yksityiskohtaisesti, vetoamatta mihinkään "lauseeseen".

Sivut

Kommentit (32)

korant
Seuraa 
Viestejä8326

Ennen reiän poraamista säiliön sisälle ei pääse vaikuttamaan ilmanpaine eli paine säiliön yläosassa on 0 bar. Kun reikä porataan, ilmanpaine pääsee vaikuttamaan ja paine kasvaa ilmanpaineen verran.

Sisältö jatkuu mainoksen alla
Sisältö jatkuu mainoksen alla
psv
Seuraa 
Viestejä362

Enää puuttuu sen yksityiskohtainen selittämien, miten niin pienestä reiästä johtuva ilmanpaine voi vaikuttaa koko tynnyriin. Ainakin minusta se tuntuu aika omituiselta.

Kysymyshän on ekvivalenttia sen kanssa, että puutynnyriin kiinnitetään ohut mutta pitkä pysty metalliputki, ja kun se täytetään vedellä (ehkä pari cl) niin tynnyriin tuleva paine hajoittaa sen.

Eusa
Seuraa 
Viestejä18320

Mieluummin selittämistä vaatii mistä saa niin jäykän tynnyrin, ettei ulkoinen paine siirry rakenteiden kautta sisälle. Ylipaine hoituu tiiveydellä, mutta alipaine on hankalampi.

Hienorakennevakio vapausasteista: (1+2¹+3²+5³+1/2¹*3²/5³)⁻¹ = 137,036⁻¹

korant
Seuraa 
Viestejä8326
psv
Enää puuttuu sen yksityiskohtainen selittämien, miten niin pienestä reiästä johtuva ilmanpaine voi vaikuttaa koko tynnyriin. Ainakin minusta se tuntuu aika omituiselta.
Koska tynnyri on täynnä vettä riittää hyvin pieni ilmamäärä lisäämään paine ylhäällä samaksi kuin ulkopuolella. paine leviää luonnollisesti äänen nopeudella koko tynnyriin ja vedessä se nopeus on melkoinen.

Eusa
Seuraa 
Viestejä18320
korant

Jos pohjalla on 1 bar paine niin säiliö on riittävän jäykkä. Ei tarvi miettiä mistä sellainen löytyy.

Kunhan vertailin omituisuusepäilyjä.

Hienorakennevakio vapausasteista: (1+2¹+3²+5³+1/2¹*3²/5³)⁻¹ = 137,036⁻¹

JPI
Seuraa 
Viestejä29502
psv

Jokainen tietää, että 10 m syvydessä vedessä on 2 bar paine (hyrostaattinen paine 1 bar ja ilmanpaine 1 bar).

Olkoon 10 m korkea umpinainen säiliö täynnä vettä paineen pohjalla ollessa 1 bar. Porataan säiliön kanteen pieni reikä, jolloin pohjan paine on 2 bar.

Tehtävänä on selittää ilmiö yksityiskohtaisesti, vetoamatta mihinkään "lauseeseen".

Todellisuudessa noin ei voi olla, koska säiliön yläosassa vesi kaasuuntuu, koska paine siellä on lähellä nollaa. Mutta jos tuosta ei välitetä, niin voihan sitä selittää. Minusta tuossa vain ei oikein ole mitään selitettävää. Sanoisin, että reijän poraamisen jälkeen säiliön yläosassa on 1bar ja paine nesteessä kasvaa sitten 10m alas mentäessä 1bar riipumatta siitä yläosan paineesta. Siispä 1bar + 1bar = 2bar.

3³+4³+5³=6³

Paul M
Seuraa 
Viestejä8643

Mutta voiko siellä yläosassa olla 0 bar alkutilanteessa 10 m vesipilarilla? Vedellä on taipumus kiehua ja tehdä sinne yläosaan 0,3 bar luokkaa oleva paine (20'C). Alaosassa onkin sitten 1,3 bar 10 m pilarilla.

Hiirimeluexpertti. Majoneesitehtailija. Luonnontieteet: Maailman suurin uskonto. Avatar on halkaistu tykin kuula

Opettaja
Seuraa 
Viestejä1983

Ei kai tuo ole mahdotonta käytännössäkin toteuttaa. Jos ei muuten niin upottamalla säiliö veteen ja panemalla korkin kiinni, kun säiliö on täynnä.

Toisaalta tässä paineen leviämisessä on kyllä jotain mystistä, esimerkiksi, jos tuossa reiässä on korkki, joka on ensin auki, niin paine pohjalla on 2 bar.

Kun korkki ruuvataan kiinni, niin paine on  1 bar?

Eusa
Seuraa 
Viestejä18320
Opettaja

Ei kai tuo ole mahdotonta käytännössäkin toteuttaa. Jos ei muuten niin upottamalla säiliö veteen ja panemalla korkin kiinni, kun säiliö on täynnä.

Toisaalta tässä paineen leviämisessä on kyllä jotain mystistä, esimerkiksi, jos tuossa reiässä on korkki, joka on ensin auki, niin paine pohjalla on 2 bar.

Kun korkki ruuvataan kiinni, niin paine on  1 bar?

Vain jos astia on todella ultrajäykkä ja korkkia kierrettäessä astia alipaineistuu 1 bar verran kaikki faasimuutoksetkin huomioiden.

Hienorakennevakio vapausasteista: (1+2¹+3²+5³+1/2¹*3²/5³)⁻¹ = 137,036⁻¹

Ronron
Seuraa 
Viestejä9265
psv

Kysymyshän on ekvivalenttia sen kanssa, että puutynnyriin kiinnitetään ohut mutta pitkä pysty metalliputki, ja kun se täytetään vedellä (ehkä pari cl) niin tynnyriin tuleva paine hajoittaa sen.

Sen perusteella mitä olen hydrostaattisesta paineesta käsittänyt, mitä minulle siis on opetettu ja väitetty, niin tiedän että tuo olisi mahdollista kaiketi. Veden painehan riippuu vesipatsaan korkeudesta vain, ei määrästä. Eli jos on aluksi tynnyri täynnä vettä ja sen tynnyrin on hyvä olla eikä ole lähelläkään räjähtämässä vielä, niin teoriassa pari cl vettä voisi sen rikkoa kun laitetaan kaposeen putkeen.. onko tätä joskus testattu käytännössä? Intuitio ei halua uskoa, oikeastaan ei järkikään, vaikka toisaalta fysiikan lait. Nää on ärsyttäviä. Sama kuin se että pari cl vettä nostaa melkein tonnin painoisen metrin kuution irti pohjasta kun tuo kuutio on vain hieman suuremman laatikon sisällä ja vesi laitetaan sinne väliin. Menee järki kun maailma on niin omituinen.

 

Siis millä mekanismilla 2 cl vettä voi sopivasti pötköön sijoitettuna kehittää gravitaation avulla sellaiset voimat tynnyrin sisään että se murtuu? Tuota on niin vaikea käsittää. 2 cl vettä painaa joku 20 g (jos meni oikein), miten 20g voi tehdä mielivaltaisia paineita? Ei siinä edes ole mitään vipumekanismia.. se vain on siellä päällä. Mitä se vesi edes välittää siitä että onko ne vesimolekyylit laitettu päällekkäin kaikki jonoon vai osittain rinnakkain? Mitä väliä! Nyt täytyy poistua.

くそっ!

JPI
Seuraa 
Viestejä29502
Ronron
psv

Kysymyshän on ekvivalenttia sen kanssa, että puutynnyriin kiinnitetään ohut mutta pitkä pysty metalliputki, ja kun se täytetään vedellä (ehkä pari cl) niin tynnyriin tuleva paine hajoittaa sen.

Sen perusteella mitä olen hydrostaattisesta paineesta käsittänyt, mitä minulle siis on opetettu ja väitetty, niin tiedän että tuo olisi mahdollista kaiketi. Veden painehan riippuu vesipatsaan korkeudesta vain, ei määrästä. Eli jos on aluksi tynnyri täynnä vettä ja sen tynnyrin on hyvä olla eikä ole lähelläkään räjähtämässä vielä, niin teoriassa pari cl vettä voisi sen rikkoa kun laitetaan kaposeen putkeen.. onko tätä joskus testattu käytännössä? Intuitio ei halua uskoa, oikeastaan ei järkikään, vaikka toisaalta fysiikan lait. Nää on ärsyttäviä. Sama kuin se että pari cl vettä nostaa melkein tonnin painoisen metrin kuution irti pohjasta kun tuo kuutio on vain hieman suuremman laatikon sisällä ja vesi laitetaan sinne väliin. Menee järki kun maailma on niin omituinen.

 

Siis millä mekanismilla 2 cl vettä voi sopivasti pötköön sijoitettuna kehittää gravitaation avulla sellaiset voimat tynnyrin sisään että se murtuu? Tuota on niin vaikea käsittää. 2 cl vettä painaa joku 20 g (jos meni oikein), miten 20g voi tehdä mielivaltaisia paineita? Ei siinä edes ole mitään vipumekanismia.. se vain on siellä päällä. Mitä se vesi edes välittää siitä että onko ne vesimolekyylit laitettu päällekkäin kaikki jonoon vai osittain rinnakkain? Mitä väliä! Nyt täytyy poistua.

No käytännössa tuo 20g ei hirveätä painetta kehitä sen takia, että astia alkaa heti laajenemaan ja ymmärrät hyvin, että millin murto-osa vähänkin isomman astian seinissä tekee helposta tuon 20cm^3 . Mutta periaatteessa kuitenkin paine saadaan tuolla 20 grammalla tosi suureksi.

Mutta tähänkin pätee: mitä voimassa (paneessa) voitetaan se matkassa hävitään, eli tuo pienen massan keittämä paine voi tehdä vain vähän työtä (liikuttaa vaikkapa mäntää vain luhyen matkan) ja kaikki nystiikka poistuu.

3³+4³+5³=6³

Paul M
Seuraa 
Viestejä8643

Siis tuo 0 bar ei ole mahdollinen missään vettä sisältävässä säiliössä. Sinne tulee 20'C vähintään 0,3 bar paine. Aika iso juttu huomiotta jätettäväksi.

Hiirimeluexpertti. Majoneesitehtailija. Luonnontieteet: Maailman suurin uskonto. Avatar on halkaistu tykin kuula

Paul M
Seuraa 
Viestejä8643
korant

Ennen reiän poraamista säiliön sisälle ei pääse vaikuttamaan ilmanpaine eli paine säiliön yläosassa on 0 bar. Kun reikä porataan, ilmanpaine pääsee vaikuttamaan ja paine kasvaa ilmanpaineen verran.

0,3 bar (20'C) ennen poraamista säiliön yläosassa. Tehtävän asettelu on kiero.

Hiirimeluexpertti. Majoneesitehtailija. Luonnontieteet: Maailman suurin uskonto. Avatar on halkaistu tykin kuula

Paul M
Seuraa 
Viestejä8643
Opettaja

Ei kai tuo ole mahdotonta käytännössäkin toteuttaa. Jos ei muuten niin upottamalla säiliö veteen ja panemalla korkin kiinni, kun säiliö on täynnä.

Toisaalta tässä paineen leviämisessä on kyllä jotain mystistä, esimerkiksi, jos tuossa reiässä on korkki, joka on ensin auki, niin paine pohjalla on 2 bar.

Kun korkki ruuvataan kiinni, niin paine on  1 bar?

Paineeksi jää 2 bar, kun korkki ruuvataan kiinni.

Hiirimeluexpertti. Majoneesitehtailija. Luonnontieteet: Maailman suurin uskonto. Avatar on halkaistu tykin kuula

korant
Seuraa 
Viestejä8326

Eihän se paine minnekään laske ruuvaamalla korkki kiinni. Käytännössä tynnyriin on imettävä alipaine tehokkaalla alipainepumpulla. Jospa vesi onkin hieman kylmempää kuin 20°C ja pönttö hieman vajaa 10 m niin onnistuu käytännössäkin.

Eihän kylläisen vesihöyryn paine ole kuin 2,3 kPa 20 asteen lämpötilassa eli 0,023 bar.

psv
Seuraa 
Viestejä362
Ronron
psv

Kysymyshän on ekvivalenttia sen kanssa, että puutynnyriin kiinnitetään ohut mutta pitkä pysty metalliputki, ja kun se täytetään vedellä (ehkä pari cl) niin tynnyriin tuleva paine hajoittaa sen.

Sen perusteella mitä olen hydrostaattisesta paineesta käsittänyt, mitä minulle siis on opetettu ja väitetty, niin tiedän että tuo olisi mahdollista kaiketi. Veden painehan riippuu vesipatsaan korkeudesta vain, ei määrästä. Eli jos on aluksi tynnyri täynnä vettä ja sen tynnyrin on hyvä olla eikä ole lähelläkään räjähtämässä vielä, niin teoriassa pari cl vettä voisi sen rikkoa kun laitetaan kaposeen putkeen.. onko tätä joskus testattu käytännössä? Intuitio ei halua uskoa, oikeastaan ei järkikään, vaikka toisaalta fysiikan lait. Nää on ärsyttäviä. Sama kuin se että pari cl vettä nostaa melkein tonnin painoisen metrin kuution irti pohjasta kun tuo kuutio on vain hieman suuremman laatikon sisällä ja vesi laitetaan sinne väliin. Menee järki kun maailma on niin omituinen.

 

Siis millä mekanismilla 2 cl vettä voi sopivasti pötköön sijoitettuna kehittää gravitaation avulla sellaiset voimat tynnyrin sisään että se murtuu? Tuota on niin vaikea käsittää. 2 cl vettä painaa joku 20 g (jos meni oikein), miten 20g voi tehdä mielivaltaisia paineita? Ei siinä edes ole mitään vipumekanismia.. se vain on siellä päällä. Mitä se vesi edes välittää siitä että onko ne vesimolekyylit laitettu päällekkäin kaikki jonoon vai osittain rinnakkain? Mitä väliä! Nyt täytyy poistua.

Tuota 0,3 bar höyrynpainetta, jonka Paul M en tullutkaan ajatelleeksi. Mutta muuten kai tehtävänanto on kelvollinen? Paineen kasvu pienen reiän vaikutuksesta tai paineen vielä suurempi kasvu pitkän putken ansiosta.

Voisivathan sekä reiällinen putki että säiliö, johon se päätyy,olla vahvan sementin sisään porattuja. Silloinhan ohuen esim. 100 m pitkän putken täyttävä pari desilitraa vettä aiheuttaisi alas noin kymmenen barin lisäpaineen, eikö totta?

Mten se oikein tapahtuu selitettynä ilman "lauseita"? 

Paul M
Seuraa 
Viestejä8643
korant

Eihän se paine minnekään laske ruuvaamalla korkki kiinni. Käytännössä tynnyriin on imettävä alipaine tehokkaalla alipainepumpulla. Jospa vesi onkin hieman kylmempää kuin 20°C ja pönttö hieman vajaa 10 m niin onnistuu käytännössäkin.

Eihän kylläisen vesihöyryn paine ole kuin 2,3 kPa 20 asteen lämpötilassa eli 0,023 bar.

Kun meillä on alapäästään avoin 10 m korkea putki, voidaan vesi saada nousemaan yläpäästä imemällä noin 7 m korkeuteen (20'C). Alapäässä on tuolloin 1 bar paine. Mikä paine on tuolloin 7 m korkeudella veden pinnassa? Kun alapää suljetaan tiiviisti niin miten paineet muuttuvat? Eivät mitenkään. Mitä tapahtuu paineille kun putkeen pakotetaan sitten vettä lisää vaikka niin, että veden pinta nousee 8 m korkeuteen?

Hiirimeluexpertti. Majoneesitehtailija. Luonnontieteet: Maailman suurin uskonto. Avatar on halkaistu tykin kuula

korant
Seuraa 
Viestejä8326

Hydrostaattinen paine kasvaa luonnollisesti 0,1 bar ja vesipatsaan yllä olevan ilman paine 0,15 bar eli pohjalla on silloin 0,8 + 0,45 bar = 1,25 bar. Vesihöryn osuus tekee tuohon pientä vähennystä luokkaa 0,01 bar eli tarkempi arvio on 1,24 bar.

Sivut

Suosituimmat

Uusimmat

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Uusimmat

Suosituimmat