Методы, которые позволяют добиться течения воды вверх по трубке

Многие из нас в детстве проводили маленькие исследовательские опыты с водой. Одним из таких интересных явлений было экспериментирование с течением воды. И действительно, почти каждый маленький ученый добывал некоторое количество информации об этом процессе. То, что при определенных условиях вода может двигаться по трубке вверх, было настоящей загадкой.

Одной из причин такого течения является действие силы тяжести. Вспомним школьный уровень и его часть — резервуар с водой. Если сосуд расширяется внизу и сужается вверху, то вода начинает подниматься по трубке, даже несмотря на силу тяжести, которая обычно заставляет ее течь вниз. Это явление было объяснено открытием Берна с использованием шприца и носика.:

Суть исследовательской работы Аносова, Белкина, Волкова, полагавшихся на знания третьеклассников, состояла в том, чтобы закрасить носик шприца — тех победителей детской олимпиады, которых многие называем «молодцами». Вода в шприце сначала всегда находится на уровне воды в каменной чашке-резервуаре. Затем, опустив конец резиновой трубки в шприц, можно заметить, что вода начинает подниматься внутри шприца, образуя своего рода фонтан. Этими двумя опытами они показали, что вода может течь вверх по трубке.

Может ли вода течь вверх

Однако, с помощью опыта и некоторых физических свойств, мы можем получить эффект того, что вода течет вверх. Основой этого опыта является использование комбинации принципа сосудов, сообщающихся между собой, и силы поверхностного натяжения жидкости.

Для проведения опыта нам потребуется сосуд, например, кофейник, с двумя отверстиями в носике. Одно отверстие должно быть расположено выше, а другое ниже. Мы также можем использовать резервуар с подкрашенной водой и капиллярные трубки.

Заполнив сосуд водой и закрыв нижнее отверстие пальцем, мы можем заметить, как вода начинает подниматься по трубке и выходить из верхнего отверстия подобно фонтану. Это происходит потому, что внутри трубки устанавливается воздушное давление, которое превышает атмосферное давление силой тяжести.

Силы поверхностного натяжения жидкости, действующие в трубке, позволяют воде «путешествовать» вверх до определенного уровня. Если открыть нижнее отверстие, вода будет стекать обратно, но при этом она не будет опускаться ниже уровня, достигнутого в трубке.

Также можно использовать комбинацию сосудов, сообщающихся между собой, чтобы создать эффект течения воды вверх. Например, если соединить два сосуда с помощью трубки и лишь в одном сосуде находиться вода, то, когда откроется связующая трубка, вода начнет перетекать из одного сосуда в другой, даже в том случае, если уровень воды во втором сосуде находится выше.

Воду также можно заставить «течь» вверх по пути с помощью теплоприемников, называемых кофейниками. Создавая разность температур воздуха внутри трубки кофейника и наружной среды, мы можем наблюдать, как вода течет вверх по носику кофейника.

Таким образом, с помощью различных опытов, мы можем наблюдать интересные явления, когда вода течет вверх. Все это объясняется физическими свойствами жидкости и принципом действия комбинации сосудов, сообщающихся между собой.

Литература:

1. Физика. Учебник для 8 класса. Авторы: Молодцы. Издательство: Просвещение, 2016.

2. Практическая физика. Учебник для 9 класса. Автор: Самойленко А.П. Издательство: Баргар, 2014.

Что такое вода

Физические свойства воды

Вода имеет особое поведение при различных температурах. При нагревании она расширяется, а при охлаждении – сжимается. Это объясняется аномальным расширением воды. Вода достигает наивысшей плотности при температуре около 4 градусов Цельсия, после чего ее плотность уменьшается и она начинает расширяться. Это явление имеет большое значение для живых организмов, так как позволяет поддерживать жизненно важные процессы в водной среде в зоны, где температура может быть ниже нуля.

Капиллярные явления

Вода способна подниматься по тонким трубкам, таким как строение капилляров растений или стеклянной или резиновой трубки. Это явление известно как капиллярность. Она основана на взаимодействии сил поверхностного натяжения и силы адгезии, и проявляется при наличии узких промежутков или неровностей поверхностей.

Капиллярность можно наблюдать в простых опытах, используя узкую трубку с подкрашенной водой. При погружении конца трубки в воду, можно увидеть, как вода начинает подниматься вверх по трубке. Чем меньше трубка, тем выше вода поднимется. Это связано с силами аттракции между молекулами воды и поверхностями трубки.

Давление и плавание

Вода оказывает давление на все объекты, находящиеся под ее поверхностью. Это связано с весом столба воды, который применяет силу к объектам. Например, если мы поместим плавающий предмет в воду, сила архимедова поднимет его, чтобы создать равновесие между силой архимедова и силой тяжести. Если плотность предмета больше, чем плотность воды, объект опустится на дно, и наоборот, если плотность объекта меньше, он будет плавать на поверхности воды.

Например, в эксперименте с погружением носика шприца в воду,можно наблюдать, как вода поднимется в шприц при опускании поршня. Это связано со смещением воды из сосуда внутри шприца в другой сосуд с более низким уровнем. Этот опыт подтверждает принцип Архимеда и его взаимодействие сил давления и плавания.

Вода играет важную роль во многих практических исследованиях и опытах. К примеру, беляевская система домашнего отопления основана на использовании воды для передачи тепла. Вода также применяется в медицине для создания гидротерапевтических процедур, таких как горячие и холодные обертывания.

Заключение

Вода – удивительное вещество, которое имеет много интересных и уникальных свойств. Она расширяется при нагревании и обладает капиллярными явлениями, которые позволяют ей подниматься по узким трубкам. Вода также оказывает давление на объекты и позволяет им плавать или опускаться. Изучение свойств воды играет важную роль в различных научных и практических областях.

Действие силы тяжести

Фонтан Беляевская

Одним из явлений, которое можно наблюдать с помощью этого опыта, является Фонтан Беляевская. Для проведения опыта потребуется следующее:

1. Резиновая трубка.
2. Два сосуда, соединенных трубкой.
3. Вода.

Когда сосуды заполнены водой на одинаковом уровне, конец трубки, находящийся в более высоком сосуде, закрепляется так, чтобы он оказался ниже уровня воды в сосуде. Тогда, когда ты аккуратно нагреешь верхний сосуд, через некоторое время вода начнет течь вверх по трубке, образуя своеобразный фонтан.

Такое явление объясняется действием силы тяжести и теплоприемником, которое проводил исследователь Ф. Ф. Беляевский. Когда вода нагревается, частицы жидкости расширяются, увеличивая объем, исходящий в сосуд. При этом, сосуд, содержащий воду, не увеличивает своего объема. Поэтому, при наличии свободного пространства, жидкость начинает перетекать из расширяющегося сосуда в другой сосуд

В результате, вода из нижнего сосуда переходит в верхний через трубку, даже несмотря на отрицательное давление, испытываемое жидкостью на высоте фонтана. Фонтан Беляевская можно наблюдать даже в листьях, наливается лишь небольшим количеством воды.

Таким образом, за счет действия силы тяжести и определенной температуры вода может течь вверх по трубке и образовывать фонтан. Это интересное исследовательское явление представляет собой прекрасный пример применения физических законов – в данном случае законов термодинамики – для демонстрации самой сути и принципов физики.

Сообщающиеся сосуды

Опыт с сообщающимися сосудами позволяет нам разобраться в удивительном явлении, в котором вода может течь вверх по трубке.

Мы знаем, что вода всегда стремится стекать вниз из-за действия силы тяжести. Но что, если трубки, через которые она протекает, объединены между собой? Тогда вода может начать двигаться отлично от привычного направления и подниматься на уровень, гораздо выше точки, с которой начинает свой путь.

Подобное поведение возможно благодаря таким явлениям, как сила поверхности и капиллярное давление. Капиллярные сосуды – это тонкие трубочки, которыми способна протекать жидкость– воды или даже электрическая проводимость оболочек вокруг аксонов нервных волокон.

В опыте с сообщающимися сосудами мы используем шприц, кофейник и другие резервуары, соединенные между собой трубками. В самом начале опыта уровень воды во всех сосудах равен, но если поднять один из сосудов, то вода начинает подниматься и в других сосудах.

В самом начале опыта вода в сосудах находится на одном уровне. Но когда вода начинает подниматься в одном из сосудов, происходит расширение сосудов и повышение уровня воды. При этом вода, поднявшись, создает давление на стенки трубки, которое в свою очередь заставляет сосуд расширяться и вода поднимается еще выше.

Также важную роль играет сила поверхности – явление, которое позволяет жидкости, например, воде, “подниматься” вверх по трубке. Вода стремится удерживаться в самой высокой точке, поэтому, когда уровень воды в одном сосуде поднимается, она старается подняться и в других.

Логика такого опыта действительно проста: если уровень воды в одном сосуде поднялся, то он должен подняться и в других сообщающихся сосудах. Таким образом, опыт демонстрирует, что вода может течь вверх по трубке, против силы тяжести.

Капиллярные явления

Все дело в том, что жидкости могут быть «сообщающимися» с некоторыми материалами, например, стеклом или резиной. Если взять сосуды, сообщающиеся друг с другом, и поставить их так, чтобы уровень жидкости в одном сосуде был выше, чем в другом, то жидкость начнет течь из сосуда с высоким уровнем в сосуд с низким уровнем.

Капиллярные явления основаны на действии тяжести, а именно на разнице давлений и гравитации внутри жидкости. Если взять, например, трубку с носиком или поршнем и опустить ее в сосуд с водой, то уровень воды внутри трубки будет выше, чем в сосуде. Это так называемое явление Архимеда.

Но капиллярные явления не связаны только с гравитацией. Они могут происходить и из-за других сил, таких как термометром. Например, если положить спичку на поверхность воды, то она будет подниматься по спичке из-за капиллярных явлений. Также капиллярные явления могут происходить из-за электрической силы. Используя некоторые вещества, можно даже заставить воду течь вверх по трубке.

Капиллярные явления в природе

Капиллярные явления встречаются не только в лабораторных условиях, но и в природе. Например, вода поднимается из земли к корням растений благодаря капиллярным явлениям. Также, благодаря этим явлениям, вода поднимается в листьях растений и создает эффект «фонтана». Возможно, римляне использовали капиллярные явления, чтобы создать фонтаны в своих садах.

Практическое применение капиллярных явлений

Капиллярные явления имеют практическое применение в нашей жизни. Например, мы все знаем кофейник с узкой горловиной и длинной трубкой — именно благодаря капиллярным явлениям кофе сам набирает высокий уровень в кофейнике и не переливается при наливании.

Также капиллярные явления используются в медицинских шприцах и пробирках, чтобы переносить жидкости из одного сосуда в другой.

Заключение

Капиллярные явления — это удивительные и интересные свойства жидкостей, которые позволяют им течь вверх по трубке, против силы тяжести. Эти явления изучаются физиками, и наша практическая жизнь не обходится без них.

Атмосферное давление

Одним из таких опытов является опыт с расширяющимся сосудом и шприцом. Если расширить сосуд водой и опустить в него шприц, то жидкость начнет подниматься в шприц, создавая эффект фонтана. Такое явление объясняется атмосферным давлением.

Атмосферное давление возникает из-за веса столба воздуха, расположенного над поверхностью Земли. Воздух состоит из отдельных молекул, которые создают давление на сосуды с водой.

Чтобы вода течь через носик кофейника, соединенного с другим сосудом, нужно использовать атмосферное давление. Если надо чтобы вода стекала вверх по трубке, то в сосудах должна быть вода. Тогда при помощи электрической сварки можно сделать два отверстия в обход атмосферного давления. А если было желание, то даже сделав эти отверстия на уровне современного международного моста молодцы или на уровне знаменитой водной башни в Мельнице союза СССР можно было бы расчитывать, что вода будет течь вверх по трубке.

Если опустить поршень в сосуд с водой, то образуется фонтан, который поднимается вверх и расширяется в трубке. Это связано с атмосферным давлением, которое создает сила тяжести. Вода в трубке поднимается благодаря этой силе.

1. Взять сосуд и заставить его заключать воду.

2. Взять трубку и поместить ее в воду в сосуде.

3. Передвинуть трубку вверх и наклонить сосуд.

4. Вода будет течь вверх по трубке, противоположно течению силы тяжести.

Атмосферное давление — одно из свойств вещества, которое влияет на течение жидкости в трубках. В данном опыте показано, что при определенных условиях, вода может течь вверх. Это интересное явление, которое подтверждает закон Архимеда и его применение в практике.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Теперь, когда мы разобрались с теоретической частью, настало время перейти к практике. Для эксперимента нам понадобятся следующие материалы и инструменты:

Материалы:

• 4 сосуда, соединенных между собой трубками
• вода
• резервуар с водой
• атмосферное давление
• шприц
• расширяющийся сосуд

Эксперимент можно разделить на несколько этапов:

Этап 1: Наливание воды в сосуды

1. Подкрашиваем воду в резервуаре, чтобы было легче отслеживать движение жидкости.
2. Опустите одинаковую часть сосудов в резервуар с водой.
3. Наливаем воду в сосуды так, чтобы они были заполнены почти до краев.

Этап 2: Создание эффекта фонтана

1. Создаем разрыв между сосудами так, чтобы они не сообщались друг с другом.
2. С помощью шприца втягиваем воду в один из сосудов ниже уровня жидкости.
3. Обратите внимание на изменение уровня воды в остальных сосудах. Вы увидите, как уровень увеличивается и даже превышает начальный уровень.
4. Попробуйте повторить эксперимент, связывая все сосуды так, чтобы они сообщались друг с другом. Вы увидите, что уровень воды будет одинаковым во всех сосудах.

Такое явление можно объяснить электрической связью между водой в разных сосудах и свойством жидкости выравнивать свои уровни во всех соединенных посудинах. Давайте рассмотрим еще один интересный опыт.

Этап 3: Расширяющийся сосуд

1. Возьмите сосуд с закрытым концом и соедините его с другим сосудом через трубку.
2. Заполните сосуд водой на уровне, чуть ниже середины.
3. Нагревайте сосуд с закрытым концом.
4. Вы увидите, как вода в сосуде начинает расширяться и поднимается по трубке.
5. Остановите нагревание и дайте сосуду остыть.
6. Наблюдайте, как уровень воды в трубке понижается и возвращается к исходному уровню.

Теперь вы можете самостоятельно повторить эти опыты, использовать разные типы сосудов, исследовать другие эффекты и эксперименты. Чтобы углубить свои знания, вы можете обратиться к научной литературе по этой теме.

Заключение

Как видите, опыты с подъемом воды вверх по трубке и фонтаном продемонстрировали, что жидкость имеет способность подниматься против действия силы тяжести. Такие явления находят свое объяснение в различных физических и химических свойствах жидкости, а также взаимодействии с атмосферным давлением. Исследование этих явлений, проведение опытов и экспериментов являются важной частью научного познания и обогащения наших знаний о мире вокруг нас.

Опыт 1 — с фонтаном

Для того чтобы вода могла течь вверх по трубке, мы провели опыт с использованием фонтана. В этом опыте мы использовали три сосуда: два кофейника и одну пробирку. Оба кофейника были заполнены водой, при этом уровень воды в обоих сосудах был одинаковым. Пробирка была закреплена вертикально над одним из кофейников так, чтобы носик пробирки находился в воде.

Итак, начнем опыт. Сначала мы подняли верхний кофейник над уровнем воды в нижнем кофейнике. И вот, замечательное явление — вода начинает подниматься по пробирке, словно фонтан!

В чем же суть данного опыта? Ответ прост — это явление связано с капиллярными свойствами вещества. Если у вас есть пробирка с некоторыми веществами внутри, то вода может «подниматься» через эту пробирку благодаря капиллярным силам.

Однако, чтобы полностью понять это явление, вспомним некоторые физические законы. Капиллярное явление возникает из-за давления, а точнее разности давлений в жидкости на разных уровнях. Если два сосуда соединены каменной трубкой или шприцем, то вода будет течь от сосуда с большим давлением к сосуду с меньшим давлением. Теперь вернемся к нашему опыту.

Когда мы подняли верхний кофейник над уровнем воды в нижнем кофейнике, произошла разница в высоте столбцов воды в обоих кофейниках. Это создало разность давлений. Вода в пробирке начала подниматься, чтобы уравнять давление между обоими сосудами.

Молодцы! Мы прошли через первый опыт. Теперь перейдем к следующему.

Опыт 2 – с цветком

В данном опыте мы будем использовать цветок, чтобы показать, как можно заставить воду течь вверх по трубке.

Опять же, основная идея заключается в использовании давления и сосудов, чтобы установить течение воды.

Начинаем с того, чтобы подкрасить воду в пробирке. В этом опыте мы будем использовать резиновую пробирку вместо трубки.

Шаг 1: Подготовка сосудов

Возьмите два сосуда – большой и маленький. В большом сосуде должно быть больше жидкости, чем в маленьком, поэтому наливаем в него больше воды.

Шаг 2: Подготовка цветка

Возьмите цветок и удалите все листья, кроме одного.

Затем погрузите стебель цветка в пробирку с подкрашенной водой.

Шаг 3: Наблюдение за течением

Установите пробирку с цветком так, чтобы ее носик был находился ниже уровня воды в большом сосуде.

Теперь начните аккуратно опускать пробирку с цветком в большой сосуд.

Вы заметите, что подкрашенная вода начинает течь вверх по трубе цветка и постепенно заполняет его стебель.

Причина этого явления кроется в рисунке тканей растения. Часть растительных сосудов являются сообщающимися, что позволяет жидкости подниматься вверх. Когда пробирка опускается водой в большом сосуде, воздух из пробирки выходит через отверстия в нижней части пробирки.

Затем подкрашенная жидкость начинает подниматься по цветку, подобно тому, как воздух поднимается внутри фонтана.

Таким образом, благодаря особенностям строения растительных тканей, тяжелая жидкость может подниматься по стеблю цветка против силы гравитации.

Именно такое явление наблюдали в древних римских опытах с использованием каменных кофейников – «римлянин беляевский» и других подобных опытах.

Электрическая энергия необходима для приведения в действие цилиндра и фонтана с меньше заметными опытами врагов в окружной.

Видео:

🌑 ВОДЯНОЙ НАСОС качает воду без электричества! ОЧЕНЬ КРУТАЯ ИДЕЯ WATER PUMP ИГОРЬ БЕЛЕЦКИЙ

🌑 ВОДЯНОЙ НАСОС качает воду без электричества! ОЧЕНЬ КРУТАЯ ИДЕЯ WATER PUMP ИГОРЬ БЕЛЕЦКИЙ by Игорь Белецкий 294,023 views 6 years ago 2 minutes, 5 seconds