Ciśnienie w cieczach

Co tu się stało? Nurkowałeś zbyt głęboko i ciśnienie wody wywarło nacisk na błonę bębenkową, więc błona pękła. Aha, chodzi ci o to, w jaki sposób pękła błona w uchu skierowanym w dół, skoro cały ciężar wody spoczywał na drugim uchu? No cóż, tak właśnie działa ciśnienie w cieczach. Wywiera nacisk na wszystkie strony, nawet w górę.

Podczas nurkowania miałeś na głowie cztery metry wody. Wyobraź sobie, że niesiesz na głowie czterometrową beczkę z wodą. Woda jest ciężka, ale jej masa wywiera nacisk nie tylko na głowę z góry. Taki sam nacisk ciało czuje po bokach, a nawet z dołu. Jeśli ciecz jest w stanie spoczynku, ciśnienie jest identyczne we wszystkich kierunkach.

Ocean jest wielki, prawda? Ogromny, ale to nie ma znaczenia. Naprawdę, nie ma znaczenia. Popatrz. Wyobraź sobie, że płyniesz w dół na tę samą głębokość w tych dwóch basenach.

W którym odczujesz najwyższe ciśnienie? Ponieważ płyniesz na tę samą głębokość, ciśnienie będzie tak samo wysokie A w tych dwóch basenach? Taka sama głębokość, takie samo ciśnienie. Dopóki w obydwu basenach jest ta sama ciecz, tylko głębokość, lub inaczej pionowa odległość między powierzchnią a punktem pomiaru, ma znaczenie. Połączmy baseny rurą.

Jak sądzisz, co się teraz stanie z basenem po prawej, jeśli napełnimy basen po lewej do tego miejsca? Spróbujmy. Skoro obydwa zbiorniki są połączone rurą, woda przepływa na drugą stronę i osiąga tam identyczną wysokość. Jeśli obniżymy poziom cieczy w prawym zbiorniku, woda wypłynie. Nazywamy to naczyniami połączonymi: dwa zbiorniki, lub inaczej naczynia, połączone ze sobą, między którymi ciecz może swobodnie przepływać.

Gdy ciśnienie powietrza nad powierzchnią wody w obu naczyniach jest takie samo, obydwie powierzchnie wody pozostaną na tym samym poziomie. Możemy z tego korzystać w życiu codziennym, gdy używamy kranu. To jest wieża ciśnień. W takiej wieży na górze znajduje się duży zbiornik z wodą. Pompa pompuje wodę w górę do zbiornika.

Gdy woda znajdzie się już w wieży ciśnień, pompa przestaje być potrzebna. Ciężar wody wtłacza ją do rur. W tym punkcie ciśnienie jest zależne od tej odległości, czyli pionowej odległości od powierzchni. Dlatego ciśnienie tutaj jest takie samo, jak ciśnienie tutaj. W tym miejscu ciśnienie jest niższe, tak samo jak w tym.

Ciśnienie w rurze jest na tyle wysokie, że unosi wodę aż do tego miejsca. Ale teraz jesteśmy na tej samej wysokości, co powierzchnia wody w wieży ciśnień. Dlatego tu na górze ciśnienie jest niskie. Jeśli zbudujemy wyższy budynek, będzie trzeba użyć pompy, aby woda dotarła do najwyższych pięter. To wszystko, czyli wieże ciśnień i naczynia połączone, dobrze działają wtedy, gdy woda może swobodnie przepływać, a jej powierzchnia może swobodnie zmieniać wysokość.

Jeśli zamkniemy naczynia na obydwu końcach, nie będą już w ten sposób działały, ale o tym opowiemy innym razem.