Сосуд тантала своими руками
В одном древнегреческом мифе рассказывается о лидийском царе Тантале, которого бог Зевс осудил на вечные муки от жажды. Стоя по горло в воде, он не может напиться: вода поднимается до самых губ, но стоит Танталу немного наклониться к ней – тут же исчезает. Спустя некоторое время вода снова появляется, а затем исчезает – и так до бесконечности. Таким образом, Тантал ничего не изобрёл, однако в честь него названо устройство – дозатор воды, который через определённое время выдаёт точно отмеренную порцию жидкости. Такой «сосуд Тантала» ты можешь смастерить самостоятельно.
Опыт
Сделай из скорлупы чашу, удалив сверху примерно треть, а снизу шилом аккуратно проделай отверстие такого размера, чтобы в него входила трубочка от стержня шариковой или гелевой ручки.
Из винной пробки изготовь подставку. Для этого сделай в ней продольное отверстие, через которое должна проходить трубочка. В верхней части пробки ножом вырежи небольшое углубление для установки чашки из скорлупы. Из вилок сооруди треногу, воткнув зубьями в пробку, – так, как показано на рисунке.
Теперь вставь в пробку трубочку от стержня, сверху на неё установи чашу из скорлупы, конец трубочки накрой напёрстком. Отрегулируй положение трубочки таким образом, чтобы она чуть-чуть не доходила до дна напёрстка, после чего залепи место соединения пластилином. С помощью пластилина зафиксируй также чашу из скорлупы на пробке.
Теперь поставь под треногу стакан, дозатор воды готов к работе! Медленно, тонкой струйкой, наливай воду в скорлупу и наблюдай за работой устройства.
Что потребуется:
• яичная скорлупа;
• шило;
• металлический напёрсток;
• винная пробка;
• перочинный нож;
• пластилин;
• три одинаковые вилки;
• стеклянный стакан;
• вода.
Результат
Уровень жидкости в скорлупе будет подниматься, пока не сравняется с дном напёрстка – в этот момент вода начнёт быстро вытекать через трубочку в стакан под .треногой, пока не вытечет полностью. Если ты будешь вливать в устройство воду равномерной тонкой струйкой (например, подставишь под отрегулированный водопроводный кран), вода будет вытекать из сосуда Тантала одинаковыми порциями через равные промежутки времени. Струйку следует отрегулировать таким образом, чтобы она была тоньше той струи, которая будет вытекать из устройства снизу.
Объяснение
Собранное тобой устройство представляет собой автоматический сифон. Сифоном (в переводе с греческого «трубка», «насос») называют изогнутую трубку с коленами разной длины, которая служит для самопереливания жидкости из резервуара, расположенного выше, в резервуар, находящийся ниже. Жидкость движется по трубке благодаря разнице в высоте её уровней в обоих сосудах. Но если поток жидкости через трубку прервать (например, заполнив воздухом), перетекание прекратится.
В твоём сифоне вода постепенно наполняет скорлупу, при этом доверху и пространство под напёрстком. Когда жидкость наполнит трубочку, она начнёт вытекать через неё в стакан – до тех пор, пока её уровень в скорлупе не станет ниже входного отверстия трубки под напёрстком.
Вытекание прекращается, и скорлупа наполняется вновь. Уровень воды достигает входа в трубочку – и жидкость снова начнёт вытекать. Так будет продолжаться до тех пор, пока в сосуд льётся струйка воды.
Сложность:
Опыт лучше выполнять при помощи взрослых.
Источник
Подробности Просмотров: 365
07.2011
Жара … хочется пить… очень хочется пить!!!
Слабеющей рукой вы наполняете бокал живительной влагой … больше … еще …еще чуть-чуть … Но, вдруг … О, ужас!!!
Вода начинает пропадать из бокала … минута … другая … и вот только несколько капель осталось на дне …
Еще раз … больше воды … больше …но, что это? Всё повторилось, как и в первый раз …
Кадры из фильма ужасов? Нет, жестокая реальность!
Вот он – бокал, кубок, чаша, ваза (или как-то иначе), который доставил Вам столько неудобств. Иногда такие сосуды называют кубком жадности, или кубком правосудия.
Начнем, пожалуй, с литературы.
Древнегреческий миф рассказывает о том, как сын Зевса, правитель древней Лидии Тантал был наказан богами за преступления и обречен на вечные мучения. Прикованный к стене, и стоя по горло в воде, он не мог напиться: как только он нагибался к воде, она опускалась вниз … Вечные муки Тантала!
Великий французский математик, физик и философ Рене Декарт, живший в начале 17 века, так описывает в своем трактате «Правила для руководства ума» виденную им где-то удивительную чашу: « … была устроена некогда виденная нами чаша, в центре ее возвышалась колонна, на коей была водружена статуя Тантала, как бы намеревающегося напиться: хотя налитая вода прекрасно держалась в этой чаше, пока не поднималась настолько высоко, что могла бы попасть в рот Тантала, однако лишь только она достигала губ несчастного, вся она тотчас же вытекала».
Но, чтобы не оказаться когда-либо в таком положении, давайте познакомимся с древнейшим изобретением человечества – сифоном.
Это устройство было описано еще Героном Александрийским.
А в музее Метрополитен города Нью-Йорка демонстрируется японская «чаша Тантала» – образец сифона 3000-летней давности. Все прекрасно, если она заполнена не полностью – тогда это обыкновенная чашка. Но, если пожадничать и налить жидкости много, начинается самопроизвольное опорожнение чаши! Она освобождается от жидкости прежде, чем Вы сможете это выпить!
Слово «сифон» переводится с греческого как «трубка». В наше время под сифоном понимают изогнутую трубку с коленами разной длины, по которой можно перелить жидкость из сосуда с более высоким уровнем в сосуд с более низким уровнем. Верхняя часть трубки расположена выше уровня жидкости в верхнем сосуде. Чтобы сифон начал работать, необходимо его предварительно заполнить жидкостью. Сифон позволяет выливать жидкость из сосуда без его опрокидывания.
В чем же принцип работы сифона?
Сначала вода наполняет банку, трубка еще наполнена воздухом, и вода не вытекает. Когда трубка в банке покроется водой, вода начинает вытекать через трубку. Вытекание прекратится тогда, когда уровень воды в банке понизится до самого края изогнутой трубки, и в нее попадет воздух.
Действие сифона прекращается, если в трубку проникнет воздух ( или давление столба жидкости в трубке от вершины изгиба до уровня жидкости в сосуде станет меньше атмосферного давления).
Скорость вытекания воды через трубку должна быть больше, чем скорость поступления воды в банку.
Вот как выглядит старинная игрушка, в основе которой лежит принцип действия сифона. В чаше стоит человеческая фигурка, внутри которой скрыт сифон. Короткое его колено проходит через одну из ног человечка и открывается в чашу, изгиб находится в шее, а длинное колено идет внутри другой ноги и выходит через дырку в дне чаши. Попробуй напейся!
В природе также встречаются “природные сифоны”. Например, в штате Вайоминг (США) есть местная природная достопримечательность. Через каждые 20 минут происходит извержение вод из подземного источника, которое длится 18 минут. После извержения в течение 20 минут происходит наполнение внутреннего подземного водоема сточными водами с поверхности. Затем наступает переполнение сифона и новое извержение воды.
Кроме того сифоном называют прибор, представляющий собой сосуд для газированных напитков, имеющий трубку с краном, расположенном наверху ее, доходящую практически до самого дна.
Некоторые из Вас пользовались, наверное, дома сифоном для получения газированной воды.
Этот сифон представляет собой сосуд с герметически закрывающейся крышкой. Сначала сифон наполняют водой. Затем в крышку сосуда вставляют баллончик с углекислым газом, специальное устройство прокалывает пробку газового баллончика, и газ из баллончика начинает поступать в сосуд. Частично газ растворяется в жидкости, а нерастворившийся газ создает в сосуде избыточное давление ( больше атмосферного), что заставляет жидкость при открытом кране вытекать из сосуда.
В своем доме мы видим сифоны каждый день, а иногда и используем их , но уже в другом качестве.
Сифоны или водяные ( иначе гидравлические) затворы используются, например, в наших квартирах, как обязательная часть сантехнического оборудования. Они препятствуют проникновению в квартиру запахов из канализационной системы. Сифоны подключаются на выходе ванны или раковины, как дополнительное оборудование, а в унитазе роль сифона выполняет изгиб корпуса, т.е. изгиб канализационного слива в основании унитаза.
Гидравлический затвор сифона всегда должен быть заполнен водой, и именно этот слой воды не дает проникать посторонним запахам в жилое помещение.
Когда еще используется сифон?
В аквариумном деле, когда необходимо сменить воду в аквариуме, не опрокидывая его.
А наблюдали ли Вы иногда случаи, когда у незадачливого владельца машины заканчивается бензин на середине пути? Что делает шофер? Он просит у проезжающего мимо автомобилиста немного бензина … а у того только в бензобаке … Как поделиться?
Для этого нужна резиновая трубка. Трубка погружается в бензобак, где она заполняется бензином. Верхний конец трубки плотно закрывается пальцем, быстро вынимается из бочки и опускается в ведро, стоящее ниже уровня бензина в бензобаке. Заткнутый конец трубки открывается, и бензин по трубке начинает вытекать в ведро. Таким образом, получается сифон – непрерывная струя бензина, истекающая из бензобака в ведро через трубку.
Сифон “в чести” и у виноделов, где применяется для разлива вина из огромных бочек в бутылки. Большие бочки не поднять и не опрокинуть для переливания вина, а если внизу бочки сделать кран, то в бутылки попадет осадок со дна. Здесь удобнее использовать сифон.
Сифоны используют и в технике, например, в нефтяных трубопроводах, по которым самотеком движется жидкость, при пересечении ими холмов и других возвышенностей, это позволяет избежать сильного углубления труб или рытья тоннелей. Такой сифон – это большая изогнутая металлическая или бетонная труба, опущенная концами в основную трубу с нефтью по обеим сторонам холма и имеющая вверху вентиль для выкачивания скапливающегося воздуха.
Принцип сифона издавна использовали в водяных часах. С помощью такого автоматического устройства запросто можно было отмеривать равные промежутки времени.
Такой сифон – автомат легко изготовить даже самому: в донышке небольшой жестяной банки или пластиковой бутылки надо сделать отверстие и вплотную вставить в него конец резиновой или пластиковой гнущейся трубки, остальную часть трубки надо изогнуть внутри банки так, чтобы второй ее конец был почти у самого дна.
Ставим банку под струю воды, банка начинает наполняться, но как только уровень воды в банке достигнет верхней части изогнутой трубки (!!!), вода начнет вытекать через трубку, пока банка не опустеет. Затем заполнение банки водой начнется вновь, и опять полное опорожнение …и т.д. и т.п.
Сифон будет работать, как часы, если струя втекающей в банку воды будет тоньше, чем струя, вытекающая через трубку. Это надо отрегулировать.
Источник
Давление и сифон. Опыты
Подробности Просмотров: 236 
11.2016
СИФОН – “ВАЗА ТАНТАЛА”
В конце прошлого века существовала игрушка, которая называлась «Ваза Тантала». Она, как и знаменитый «Картезианский водолаз», пользовалась большим успехом у публики. Игрушка эта тоже была основана на физическом явлении – на действии сифона, трубки, из которой вода вытекает даже тогда, когда ее загнутая часть находится выше уровня воды. Важно только, чтобы трубка сначала была вся заполнена водой.
При изготовлении этой игрушки придется использовать свои способности скульптора. Пластилин вам хорошо знаком, вы часто лепили из него животных и людей, так что у вас затруднений не будет.
Но откуда такое странное название- «Ваза Тантала»?
Существует греческий миф о лидийском царе Тантале, который был осужден Зевсом на вечные муки. Он должен был все время страдать от голода и жажды: стоя в воде, никак не мог напиться. Вода дразнила его, поднимаясь до самого рта, но стоило Танталу немного наклониться к ней, как она мгновенно исчезала. Спустя некоторое время вода опять появлялась, опять исчезала, и так продолжалось все время.
То же самое происходило и с плодами деревьев, которыми он мог бы утолить голод. Ветки мгновенно отодвигались от его рук, как только он хотел сорвать плоды.
Так вот, на эпизоде с водой, с ее периодическим появлением и исчезновением, и основана игрушка, которую мы можем сделать.
Возьмите пластиковый сосуд из-под постного масла, отрежьте его верхнюю часть, хорошо его вымойте и в дне просверлите небольшое отверстие.
Если у вас такого сосуда нет, то придется взять литровую банку и очень осторожно дрелью просверлить в ее дне отверстие. С помощью круглых напильников отверстие в стекле можно постепенно увеличить до нужного размера.
Прежде чем лепить фигурку Тантала, сделайте приспособление для выпуска воды. В отверстие в дне сосуда плотно вставляется резиновая трубка. Внутри сосуда трубка загибается петлей, ее конец доходит до самого дна, но в дно не упирается. Верхняя часть петли должна будет находиться на уровне груди будущей фигурки Тантала. Сделав заметки на трубке, для удобства работы выньте ее из сосуда. Облепите петлю пластилином и придайте ему форму скалы. А перед ней поместите вылепленную из пластилина фигурку Тантала. Нужно, чтобы Тантал стоял во весь рост с наклоненной к будущему уровню воды головой и с открытым ртом.
Каким представляли мифического Тантала, никто не знает, поэтому не скупитесь на фантазию, пусть он у вас выглядит даже карикатурно. Но чтобы фигурка устойчиво стояла на дне сосуда, вылепите ее в широком, длинном халате. Конец трубки, который будет в сосуде, пусть незаметно выглядывает около дна из пластилиновой скалы.
Когда все будет готово, поставьте сосуд на доску с отверстием для трубки, а под трубку установите посудину для слива воды. Эти приспособления задрапируйте, чтобы не было видно, куда исчезает вода.
Когда будете лить воду в банку с Танталом, отрегулируйте струю, чтобы она была тоньше той струи, которая будет вытекать.
У вас получился автоматический сифон. Вода постепенно заполняет банку. Заполняется и резиновая трубка до самого верха петли. Когда трубка заполнится, вода начнет вытекать и будет вытекать до тех пор, пока ее уровень не станет ниже выходного отверстия трубки у ног Тантала.
Вытекание прекращается, и сосуд наполняется вновь. Когда вся трубка опять наполнится водой, вода снова начнет вытекать. И так будет продолжаться все время, пока в сосуд льется струйка воды.
Источник: “Здравствуй, физика” Л. Гальперштейн
Источник
«Письмо» пишется на карточке или на бумажной ленте. И пишется оно особым способом – с помощью отверстий. Раньше существовали механические пианино – пианолы. Вы могли, совершенно не умея играть на пианино, даже не имея никакого представления о музыке, исполнять такие произведения, которые под силу только виртуозу. Осуществлялось это с помощью программного устройства. Программа задавалась бумажной ленте шириной около 30 сантиметров. Она наматывалась на катушку диаметром 10 сантиметров. Бумажная лента вся была покрыта отверстиями. Конечно, отверстия располагались не как попало, а в строго определенных местах. Это была запись звуков в виде отверстий. Лента вставлялась в специальное гнездо и могла перематываться на другой валик. На ее пути находилась металлическая планка со множеством отверстий, расположенных в один ряд. Отверстий было ровно столько, сколько клавиш на пианино. Стоило вам начать нажимать ногами по очереди на специальные педали, как сейчас же приходил в действие компрессор. Он гнал сжатый воздух через пластинку с отверстиями, а лента начинала двигаться. В зависимости от того, какое отверстие ленты совпадало с отверстием планки, извлекался звук соответствующей высоты. Как вы знаете, в рояле и пианино звук получается от удара молоточка по струнам. Все молоточки в пианоле связаны с устройством, которое с помощью сжатого воздуха заставляло их в нужный момент ударять по струнам. Вы только вставляете валик в специальное гнездо да нажимаете ногами на педали, а за вас фактически играет тот музыкант, который исполнял данную вещь во время записи. Здесь мы рассмотрели программное устройство, работающее с помощью сжатого воздуха, но чаще осуществляют программирование с помощью электричества. На карточке или ленте, как мы говорили, есть отверстия. Когда вставляют такие карточки или ленты в машину, она как бы читает слова языка отверстий и выполняет задание. Чтобы это понять, проделаем такой опыт. Возьмите кусочек толстой рисовальной бумаги, вырежьте на ней через одинаковые промежутки несколько круглых отверстий диаметром с копейку. На доске укрепите две латунные пластинки с выпуклыми концами. Пластинки должны этими выпуклостями плотно касаться друг друга, чтобы контакт был надежным. К пластинкам присоедините через батарейку реле или электрическую лампочку. По реле идет ток, и оно замыкает свои контакты, а если присоединена лампочка, то она горит. Вставьте между контактными пластинками кусочек заготовленной бумаги с отверстиями. Цепь разомкнется, и реле выключится, а лампочка погаснет. Теперь протащите бумагу через контактные пластинки. Отверстия, вырезанные на ней, проходят через место соприкосновения контактов. Каждый раз, когда контакты проскакивают в отверстие, цепь замыкается – будет срабатывать реле или зажигаться лампочка. Расположение отверстий на ленте может быть самым разнообразным, и машины, «читая» язык отверстий, могут выполнять порученную им работу. На здании редакции газеты «Известия» в Москве установлен транспарант, по которому бегут светящиеся слова реклам. Такие рекламы осуществляются обычно с помощью длинной бумажной ленты, на которой буквы нанесены в виде пробитых отверстий. Лента движется через контактное устройство, и от каждой пары контактов провода идут к определенней группе лампочек большого транспаранта. Лента движется в аппарате небольшого размера, а контакты, проскакивая в отверстия букв, замыкаются и зажигают соответствующие лампочки. Создается впечатление, что светящиеся буквы движутся; на самом деле это движется бумажная лента, переключающая лампочки, которые стоят неподвижно и лишь загораются в нужный момент. АВТОМАТЫ – СВОИМИ РУКАМИ «Чаша Тантала» Мы с вами познакомились с отдельными элементами автоматов. Чтобы лучше понять принципы работы автоматов, сделаем несколько простых моделей автоматических устройств. Предположим, нужно построить аппарат, который через определенное время должен выдавать точно отмеренную порцию воды. Возьмите бутылку с отрезанным дном или ламповое стекло. Сделайте из пластилина или воска пробку и залепите ею горлышко бутылки или узкую часть лампового стекла. Затем палочкой проделайте в пробке отверстие и вставьте в него резиновую трубку, какие обычно употребляются для электропроводки. Согните дугой резиновую трубку внутри сосуда, а конец доведите до самой пробки. Нужно проследить, чтобы в месте изгиба трубка не зажималась. Подвесьте изготовленный сосуд на веревке к какой-нибудь перекладине и начните лить в него воду. Как только вода дойдет до верха сосуда, трубка заполнится водой и начнет действовать как сифон. Вода из нее будет вытекать до тех пор, пока не опорожнится весь сосуд. Нужно так отрегулировать струю, наполняющую сосуд, чтобы она текла слабее струи, которая из него вытекает. Тогда прибор через определенные промежутки времени будет наполняться, а затем опорожняться. Каждый раз будет вытекать определенная порция воды. Этот автомат известен очень давно. Его назвали «чашей Тантала». Почему же он так называется и кто такой Тантал? Тантал никогда ничего не изобретал. Есть греческий миф о лидийском царе Тантале, которого Зевс осудил на вечные муки. В подземном царстве он очень страдал от жажды, и его страдания усиливались оттого, что он стоял по горло в воде, но напиться не мог. Как только он открывал рот, окружающая его вода исчезала. Потом снова вода прибывала, но, как только Тантал пытался напиться, она пропадала. «Чашу Тантала» можно усовершенствовать, превратить в реле времени. Что такое реле времени? Бывает нужно, чтобы какой-то аппарат начал работать не сразу, как только в него поступил сигнал о включении, а спустя некоторое время. Нужно, как говорят, сделать выдержку во времени. Вот мы и превратим «чашу Тантала» в реле времени. Изменением величины петли резиновой трубки можно добиться, что вытекание воды будет происходить через точно заданное время. Можно даже сдвоить такие сосуды. В этом случае вода из первого сосуда будет переливаться в расположенный под ним второй сосуд. Второй сосуд начнет действовать тогда, когда первый сосуд опорожнится либо полностью (если сосуды и трубки одинаковые), либо частично. На сосудах можно укрепить контактное устройство, которое мы делали для сигнализатора уровня. Контакты могут либо замыкать какую-нибудь цепь, либо разрывать ее. Можно сделать разные комбинации замыканий и размыканий с различной выдержкой времени. Этот прибор действует автоматически по программе, которая ему задана. Важно только, чтобы не изменились условия его работы: например, чтобы струи воды были постоянными. Пульс-пара Электрический прибор, который может через определенные промежутки времени включать и разрывать электрическую цепь, можно осуществить с помощью двух реле, соединенных по схеме, называемой «пульс-пара». Где может применяться такая схема? Предположим, надо установить бакен для обозначения мели или установить несколько бакенов для указания глубокого русла реки, где могут плыть суда. Совсем необязательно, чтобы фонари на бакенах горели непрерывно; вполне достаточно, если они будут мигать. А если бакены находятся в таких местах, к которым трудно подъехать, или по каким-либо причинам не имеет смысла держать в данном районе специального человека – бакенщика, – тогда устанавливают на бакене батарею с фонарем, который будет работать и ночью и днем не выключаясь. В целях экономии батареи паузу между зажиганиями лампочки выбирают подлиннее. Меняют батареи один раз в несколько месяцев, и фонари на бакенах работают без перебоя. Это бывает гораздо выгоднее, чем оплачивать специального бакенщика, который каждый вечер зажигал бы, а утром гасил фонари. |
Источник