Kodėl švirkštas įtraukia skystį?
Trumpas atsakymas: Švirkštas įtraukia skystį, nes traukiant stūmoklį, korpuso viduje susidaro mažesnis slėgis. Didesnis išorinis (atmosferos) slėgis stumia skystį aukštyn į švirkštą, kol slėgis susilygina.
Trumpas paaiškinimas
Švirkštas turi sandarų sandariklį aplink stūmoklį. Kai patraukiate stūmoklį atgal, padidėja ertmė (tūris) korpuso viduje. Dėl to sumažėja oro slėgis korpuso viduje.
Slėgis išorėje – kaip ir oras aplink švirkštą arba skysčio slėgis – išlieka didesnis. Gamtoje skysčiai juda iš aukšto slėgio į žemą slėgį. Taigi didesnis išorinis slėgis stumia skystį aukštyn į korpusą.
Kai vidinis ir išorinis slėgiai yra vienodi, skystis nustoja judėti arba stūmoklis nustoja judėti toliau, jei jį užblokuoja skystis arba jūsų ranka ant galiuko. Svarbūs yra sandariklis ir stūmoklio judėjimas. Jei galiukas uždarytas, skystis negali patekti, nes slėgis negali pasikeisti ten, kur reikia.
Norintiems suprasti tiksliau
Įvardyti dėsniai / principai: Poveikio pavadinimas: Slėgio skirtumo sukeltas srautas, paaiškinamas Boilio dėsniu (slėgis ir tūris yra atvirkščiai proporcingi) ir atmosferos slėgio jėga.
Atitraukiant švirkšto stūmoklį, tūris korpuso viduje padidėja. Boilio dėsnis teigia, kad esant tam tikram dujų kiekiui ir maždaug pastoviai temperatūrai, didinant tūrį, slėgis sumažėja. Taigi oro slėgis korpuso viduje tampa mažesnis nei slėgis išorėje.
Skysčiai juda iš didesnio slėgio sričių į mažesnio slėgio zonas. Išorinis oras ir skystis spaudžia skysčio paviršių švirkšto gale. Kadangi išorinis slėgis yra didesnis, jis stumia skystį aukštyn į švirkštą, kol slėgis susilygina arba stūmoklis sustoja.
Svarbu, kad stūmoklis būtų sandarus. Jei į vidų patenka oro, slėgio skirtumas išnyksta ir skystis nepakils. Klampumas (skysčio tirštumas) ir angos dydis taip pat turi įtakos skysčio judėjimo greičiui.
Kaip mes tai žinome: Paprasti eksperimentai su švirkštais, šiaudeliais ir manometrais rodo slėgio kritimą, kai tūris didėja. Boyle’o dėsnis buvo išbandytas ir išmatuotas daugelyje laboratorinių eksperimentų per šimtmečius.
Pavyzdžiai gamtoje
- Geriant per šiaudelį: sumažinate slėgį burnoje, o išorinis oras stumia gėrimą aukštyn.
- Vaistų ar kraujo traukimas medicininiu švirkštu.
- Pipetės ir lašintuvai, kurie įsiurbia skystį, kai atleidžiate kriauklę.
- Siurbimo taurelė, prilipusi prie paviršiaus: ištraukiant orą, viduje sumažėja slėgis, todėl išorinis oras spaudžia taurelę.
- Rankinis siurblys (dviračio siurblys) veikia priešinga kryptimi ir stumia orą į padangą.
Namų Darbai
Vandens traukimas švirkštu
Sauga: Naudokite plastikinį švirkštą be adatos. Laikykite vandenį atokiau nuo elektronikos ir jo nenurykite.
Priemonės
- 10 ml plastikinis švirkštas (be adatos)
- mažas puodelis vandens
- popierinis rankšluostis
Žingsniai
- Nuimkite švirkšto dangtelį ir įsitikinkite, kad nėra pritvirtintos adatos.
- Įmerkite švirkšto galiuką į puodelį taip, kad anga būtų po vandeniu.
- Lėtai traukite stūmoklį atgal ir stebėkite, kaip vanduo kyla į korpusą.
- Nustokite traukti, kai vanduo pasiekia tam tikrą lygį, tada ištraukite švirkšto galiuką iš vandens ir stumkite stūmoklį, kad vanduo išspaustų ant popierinio rankšluosčio. Ką tai rodo: Traukiant stūmoklį sumažėja slėgis viduje, todėl didesnis išorinis slėgis stumia vandenį į švirkštą.
Žodynas
- Slėgis: Jėga, kuria oras ar skystis spaudžia paviršių, matuojama plote.
- Atmosferos slėgis: Mus supančio oro svoris, spaudžiantis viską.
- Boilio dėsnis: Taisyklė, teigianti, kad didėjant dujų tūriui, jų slėgis mažėja (jei temperatūra yra pastovi).
- Sandariklis: Tvirtas sujungimas, neleidžiantis orui ar skysčiui pratekėti, kaip švirkšto stūmoklio sujungimas.
Atsakymai į klausimus
Kodėl skystis nepatenka, jei švirkšto galiukas uždarytas?
Nes uždarius galiuką, skystis nepatenka į žemo slėgio ertmę; slėgis negali pasikeisti ten, kur reikia.
Kodėl kartais matau oro burbuliukus vietoj skysčio?
Jei galiukas yra virš skysčio arba per greitai patraukėte, žemo slėgio ertmę užpildo oras, o ne skystis.
Ar galiu sukurti tobulą vakuumą švirkštu?
Ne. Lieka keletas oro molekulių ir mažų nuotėkių, todėl gaunamas žemas slėgis, bet ne tobulas vakuumas.
Ar skystis visada akimirksniu patenka į švirkštą?
Ne. Tiršti skysčiai, mažos angos ar nuotėkiai sulėtina tekėjimą.