Paine nesteissä

Mitä äsken tapahtui? Sukelsit liian syvälle, ja vedenpaine työnsi tärykalvoasi, joten se repesi. Ahaa, tarkoitat siis, kuinka alaspäin olleen korvan tärykalvo repesi, vaikka toisen korvan päällä oli kaikki veden paino? No, sillä tavalla nesteiden paine käyttäytyy. Se painaa kaikkiin suuntiin, jopa ylöspäin.

Siellä alhaalla jossa olit, pääsi yläpuolella oli neljä metriä vettä. Kuvittele kantavasi neljämetristä vesitynnyriä pääsi päällä. Aika painavaa, mutta veden paino ei pelkästään paina päätäsi yläsuunnasta alaspäin. Se painaa kehoasi aivan yhtä kovaa sivuilta ja jopa alapuolelta. Levossa olevassa nesteessä paine vaikuttaa tasaisesti kaikkiin suuntiin.

Meri on suuri, eikö vain? Se on erittäin suuri, mutta sillä ei ole merkitystä. Ihan tosissaan, ei ole. Katso tänne. Kuvittele, että olet uinut samaan syvyyteen näissä kahdessa uima-altaassa.

Kummassa altaassa tunnet suuremman paineen? Koska uit samaan syvyyteen, paine on molemmissa sama. Entäs sitten nämä kaksi allasta? Sama syvyys, sama paine. Niin kauan kun altaat on täytetty samalla nesteellä, vain syvyys - tai pystysuuntainen etäisyys pinnan ja mittauspisteen välillä - merkitsee.

Yhdistetään altaat putkella. Mitä luulet nyt tapahtuvan oikeanpuoleiselle altaalle, jos täytämme vasemmalla olevan altaan tähän asti? Kokeillaan. Koska molemmat astiat on yhdistetty putkella, vesi työntyy toiselle puolelle ja saavuttaa siellä täysin saman korkeuden. Jos alennamme oikeanpuoleista, vesi tulvii yli.

Tätä kutsutaan yhtyviksi astioiksi - kahta astiaa, jotka on yhdistetty toisiinsa. Ne ovat yhteydessä toistensa kanssa - yhtyvät astiat. Niin kauan kuin sama ilmanpaine on vedenpinnan yläpuolella molemmissa astioissa, molemmat vedenpinnat pysyvät samalla tasolla. Tästä voi hyötyä jokapäiväisessä elämässä, kun käyttää vesihanaa. Tämä on vesitorni.

Vesitornissa on suuri vesisäiliö, joka on sijoitettu korkealle ylös. Pumppu pumppaa vettä säiliöön. Kun vesi on saavuttanut vesitornin yläosan, se ei tarvitse enää pumppua. Vesi työntyy putkiin sen oman painon voimalla. Tässä vaiheessa paine putkien sisällä määräytyy tämän etäisyyden - pinnalle johtavan pystysuuntaisen etäisyyden - mukaan.

Joten paine tässä on sama kuin paine täällä. Täällä ylhäällä, paine on matalampi, täällä myös. Putkessa on tarpeeksi painetta nostamaan veden kokonaan tänne ylös. Mutta nyt olemme samalla korkeudella kuin vedenpinta tornissa. Joten täällä ylhäällä, paine on matala.

Jos rakennetaan korkeampi rakennus, vettä täytyy pumpata vähän lisää. Kaikki tämä, vesitorneineen ja yhtyvine astioineen, toimii hyvin silloin kun vedellä on tilaa liikkua - jotta vedenpinta voi halutessaan nousta ylös tai laskea alas. Jos astiat sulkee niiden loppupäistä, se ei toimi enää ihan samalla tavalla enää, mutta puhutaan siitä lisää jollain toisella kerralla.