Principiul vaselor comunicante

139

Hidrodinamica este o ramură a fizicii care studiază mișcarea lichidelor (fluidelor). Hidrostatica studiază lichidele în stare de repaus. Conform manualelor de fizică, starea de agregare lichidă se caracterizează prin existența unor forțe de atracție între particulele constituente, cele de respingere fiind slabe, motiv pentru care, deși lichidele au volum propriu, nu au formă proprie, ele luând forma vasului în care se află.

Suprafața liberă a lichidelor este elastică și exercită o presiune foarte mare asupra interiorului lichidului, de aceea lichidele sunt practic incompresibile.

În prima jumătate a secolului al XVI-lea, fizicianul Blaise Pascal a formulat, în urma studiilor și a experiențelor, principiul care îi poartă numele, cunoscut și ca principiul vaselor comunicante: în două sau mai multe vase comunicante, care conțin același lichid, suprafața lor liberă se află în același plan orizontal, indiferent de numărul, forma și dimensiunea vaselor.

Experimentând, se constată că dacă două sau mai multe recipiente sunt legate între ele cu o conductă, prin care poate circula un lichid, atunci lichidul turnat într-unul dintre recipiente va curge prin conductă și în celălalt/celelalte, până când în fiecare recipient nivelul lichidului va fi același.

Citeste si:  Acţiunea "Blocada" - 76 de persoane urmărite, arme, muniţii şi autoturisme furate, găsite de poliţişti

Principiul vaselor comunicante se aplică și pentru a evidenția două lichide nemiscibile (care nu amestecă între ele) cu densități diferite, cum ar fi apă și ulei. Astfel, dacă introducem apă și ulei în volume egale în cele două ramuri, de diametre egale, ale unui tub în forma literei U, când sunt separate printr-un robinet, lichidele vor avea același nivel. Dacă se deschide robinetul de comunicare dintre cele două ramuri, apa va pătrunde în ramura cu ulei și o va împinge în sus.

Între cele două ramuri ale vasului va apărea o denivelare, la baza tubului, dar vom avea presiuni hidrostatice egale la echilibru. Această metodă se folosește pentru determinarea densității lichidelor nemiscibile cu apa, dar nu dă un rezultat cert din cauza impreciziei în măsurarea nivelelor lichidului, potrivit site-ului www.scritub.com.

Citeste si:  Levănţica - un remediu excelent în tratarea bolilor de rinichi şi ficat

Densitatea este masa conținută în unitatea de volum. Unitatea de măsură pentru densitate este kg/m3 sau g/cm3. Densitatea relativă a unui material este raportul dintre densitatea lui și densitatea unui material considerat referință. Pentru corpurile solide și lichide se ia drept referință apa. Densitatea absolută a apei la 4,2 grade Celsius este egală cu 1 g/cm3, deci masa de apă la această temperatură este exprimată prin același număr ca și volumul ei.

Presiunea hidrostatică este presiunea exercitată de o coloană de lichid la baza sa și reprezintă forța exercitată pe unitatea de suprafață (p = F/S; p este presiunea, F este forța, iar S este suprafața), unitatea de măsură fiind N/m2 (Newton/metru pătrat). Există și alte unități de măsură pentru presiune — Pa (Pascal, unde 1Pa = 1N/m2), atm (atmosferă, unde 1 atm este egală cu aproximativ 105N/m2), mmHg (milimetru coloană de mercur, unde 760 mmHg = 105 N/m2).

Citeste si:  Elena Udrea: M-am gândit că ar trebui să scriu o carte despre cele 72 de zile în cătuşe

Conform legii lui Pascal, presiunea aplicată unui lichid aflat într-un vas este transmisă integral oricărei porțiuni a lichidului, precum și pereților vasului.

Una dintre aplicațiile legii lui Pascal este presa hidraulică, al cărei principiu de funcționare implică utilizarea unui piston de suprafață mică prin intermediul căruia se exercită o forță direct asupra unui lichid aflat într-un vas cu diametru mic.

Presiunea este transmisă printr-un tub de legătură unui vas mai larg, prevăzut cu un piston de suprafață mai mare. Prin presa hidraulică se amplifică forța transmisă, factorul de multiplicare fiind egal cu raportul suprafețelor pistoanelor. Presa hidraulică este folosită la scaunele dentare, precum și la frânele hidraulice.

Citește și

Spune ce crezi

Adresa de email nu va fi publicata