Рассмотрите и опишите устройство и действие:
а) велосипедного насоса;
б) сифона для переливания жидкости.
Когда ручку насоса тянут вправо, поршень 1 не прилегает к стенкам насоса и поэтому пропускает в насос окружающий воздух. При этом клапан 2 (ниппель) закрыт и не выпускает воздух из велосипедной камеры 3 (рис. а).
Когда же ручку толкают влево, поршень плотно прилегает к стенкам насоса, сжимая воздух в насосе. Под давлением сжатого воздуха ниппель открывается, пропуская сжатый воздух в камеру (рис. б).
Вода может быть перелита при помощи трубки, предварительно наполненной водой. Один конец трубки должен быть помешен в бак ниже поверхности воды, а другой располагаться ниже уровня воды в этом баке. Трубку можно наполнить водой, закрыв один ее конец пальцем, пока в нее вливается вода до заполнения. Затем закрываются оба ее конца и один конец опускается в воду в баке, другой помещается над сосудом ниже уровня воды в баке. Можно поместить трубку в бак, а воздух из трубки высосать.При этом уменьшается давление остающегося в трубке воздуха.
Атмосферное давление, воздействуя на поверхность воды в баке, втолкнет воду в трубку, и, поскольку уровень воды в правом колене трубки ниже уровня воды в баке, вода начнёт вытекать из бака. Жидкость переходит в область низкого давления.
Для рассмотрения и описания устройства и действия велосипедного насоса и сифона для переливания жидкости необходимо обратиться к основным принципам физики, связанным с давлением, движением жидкости и газов, а также законом Паскаля.
Велосипедный насос
Устройство:
Велосипедный насос состоит из цилиндра, поршня, ручки, клапана и соединительного шланга (или трубки), через который воздух поступает в камеру колеса. Цилиндр — это основная часть насоса, внутри которой двигается поршень. Поршень соединён с ручкой, которую пользователь перемещает вверх и вниз. Клапан играет важную роль в управлении направлением движения воздуха, чтобы воздух перемещался только в одном направлении — внутрь камеры колеса.
Принцип действия:
1. Когда пользователь поднимает ручку насоса, поршень внутри цилиндра перемещается вверх, увеличивая объём внутри цилиндра. В этот момент давление внутри цилиндра становится ниже атмосферного. Это приводит к тому, что воздух из окружающей среды через клапан засасывается внутрь цилиндра. Это явление основано на законе Паскаля: газ перемещается из области с высоким давлением (атмосфера) в область с низким давлением (цилиндр).
Таким образом, смена положения ручки насоса (вверх и вниз) приводит к закачиванию воздуха в камеру колеса. Работа насоса основана на изменении давления газа и его способности перемещаться из области высокого давления в область низкого.
Сифон для переливания жидкости
Устройство:
Сифон состоит из трубки, обычно гибкой, и резервуаров с жидкостью, которые находятся на разных уровнях. Один конец трубки погружается в жидкость в исходном резервуаре, другой конец размещается в приёмном резервуаре, расположенном ниже уровня исходного. Для начала процесса переливания обычно используют действия, вызывающие заполнение трубки жидкостью (например, её всасывание).
Принцип действия:
1. Основой работы сифона является действие силы тяжести, которое создаёт разницу в давлениях на разных концах трубки и приводит к движению жидкости. Когда трубка заполнена жидкостью, давление в верхней части трубки (в месте, где она погружена в исходный резервуар) оказывается больше, чем давление в нижней части трубки.
Закон Паскаля утверждает, что жидкость в свободном состоянии всегда перемещается из области с более высоким давлением в область с более низким. В сифоне давление создаётся за счёт столба жидкости, находящегося в трубке. Верхний уровень жидкости в исходном резервуаре обеспечивает больший столб жидкости, а значит, и большее давление, по сравнению с нижним уровнем жидкости в приёмном резервуаре.
Как только трубка заполнена жидкостью, движение продолжается без необходимости вмешательства, пока уровень жидкости в исходном резервуаре не станет равным уровню жидкости в приёмном резервуаре, либо пока исходный резервуар не опустошится.
Важно отметить, что для начала работы сифонного эффекта трубка должна быть изначально заполнена жидкостью, иначе давление воздуха внутри трубки будет препятствовать движению жидкости.
Таким образом, действие сифона основано на разности давлений, возникающей вследствие силы тяжести и разницы уровней жидкости в резервуарах, а также на способности жидкости перемещаться по трубке в направлении области с более низким давлением.
Пожауйста, оцените решение
