Вода в квадратном сосуде

Что это такое?

В сосуде, заполненном водой, на дно давит сила, равная весу столба жидкости. Это вызванное силой тяжести давление называется гидростатическим.

Оно определяется отношением силы к площади, то есть его физический смысл – это сила, действующая на единицу площади (см2).

Законы гидростатики описал Блез Паскаль. В 1648 г. он удивил горожан опытом, демонстрирующим свойства воды.

Вставив в бочку, заполненную водой, длинную узкую трубку, он налил в нее несколько кружек воды, и бочку разорвало.

Согласно закону Паскаля, приложенное к H2O усилие распространяется равномерно во всем объеме. Это объясняется тем, что вода почти не сжимается. В гидравлических прессах используют это свойство.

Плотность воды все же растет при высоком давлении. Это учитывается при расчетах конструкций глубоководных аппаратов.

Факторы, влияющие на показатель

При отсутствии внешнего воздействия, играют роль два фактора:

• высота столба;
• плотность.

Выше уровень воды, налитой в сосуд, — выше напор на дно. Если в одной емкости ртуть, а в другой вода и при этом уровни жидкостей одинаковы, то в первом случае давление на дно больше, так как ртуть имеет большую плотность.

Сверху на содержимое сосуда давит также атмосферный воздух. Поэтому в сообщающихся сосудах уровень одинаков, ведь в каждом из них над поверхностью атмосфера одна и та же.

Если же к поверхности приложить поршень и давить на него, то напор будет складываться из:

• внешней силы;
• веса воды.

При этом форма сосуда не определяет размер усилия, создаваемого столбом. Оно будет одним и тем же при равной высоте столба, хотя стенки емкости могут расширяться кверху или сужаться.

На дно и стенку сосуда – в чем разница?

Вода, заполняющая емкость, оказывает давление по направлению всегда перпендикулярно поверхности твердого тела, по всей площади соприкосновения с дном и стенками.

Усилие на дно распределено равномерно, то есть оно одинаково в любой точке. Заполнив водой сито, можно увидеть, что струи, текущие через отверстия, равны по напору.

Наполнив сосуд, имеющий отверстия одного диаметра в стенках на разной высоте, можно наблюдать различный напор вытекающей струи. Чем выше отверстие – тем слабее струя. То есть, давление на стенки емкости тем больше, чем ближе ко дну.

Единицы измерения

Давление воды измеряют в:

• паскалях – Па;
• метрах водяного столба – м. в. ст.
• атмосферах – атм.

Практически достаточно знать, что 1 атмосфера равна 10 метрам водяного столба или 100000 Па (100кПа).

Формулы расчета

Давление на дно сосуда рассчитывается делением силы на площадь, то есть оно равно произведению плотности воды, высоты столба и ускорения свободного падения g (величина постоянная, равна 9,8 м/с2).

Пример расчета: бак наполнен водой (плотность 1000 кг/м3) до высоты 1,2 м. Нужно найти, какое давление испытывает дно бака. Решение: P = 1000*1, 2*9, 8 = 11760 Па, или 11, 76 кПа.

Для расчета давления на стенки сосуда применяют все ту же формулу напора, приведенную выше. При расчете берется глубина от точки, в которой нужно рассчитать напор, до поверхности воды.

Пример расчета: на глубине 5 м на стенку резервуара с водой будет оказываться давление P=1000 *5 * 9, 8=49000 кПа, что составляет 0,5 атмосферы.

Расчет давления воды на дно и стенки сосуда в видео:

Применение на практике

Примеры использования знаний свойств воды:

1. Подбирая насос для водоснабжения дома высотой 10 м, понимают, что напор должен быть минимум 1 атм.
2. Водонапорная башня снабжает водой дома ниже ее по высоте, напор в кране у потребителей обеспечен весом столба воды в баке.
3. Если в стенках бочки появились отверстия, то, чем ниже они расположены, тем более прочным должен быть материал для их заделки.
4. Замеряют дома напор холодной воды в кране манометром. Если он менее чем 0,3 атм (установлено санитарными нормами), есть основания для претензий к коммунальщикам.

Используя гидравлический пресс, можно получить большое усилие, при этом приложив малую силу. Примеры применения:

• выжимка масла из семян растений;
• спуск на воду со стапелей построенного судна;
• ковка и штамповка деталей;
• домкраты для подъема грузов.

Заключение

Такие свойства воды, как текучесть и несжимаемость, дают возможность использовать силу ее давления для самых различных целей.

Опасность этого явления учитывают при расчетах на прочность корпусов подводных лодок, стенок и днищ резервуаров, в которых хранят воду. Сила давления воды совершает полезную работу, она же способна и разрушать.

А какова Ваша оценка данной статье?

    Скорость испарения воды, м /ч……….. 1,8 [c.150]

    В действительности же оба процесса идут, и десорбция, в частности испарение, идет с большой скоростью, поскольку п велико.. Расчет скорости испарения воды с водной поверхности по уравнению (IX. 30) дает величину, равную 9 т/(ч-м ) эта величина на 5 порядков превышает реальную кг/(сутки м )]. Расхождение [c.131]

    Температура и скорость испарения воды. [c.492]

    Скорость испарения воды с влажной поверхности материала может быть рассчитана по следующей формуле [0-4]  [c.645]

    Повышение температуры — наиболее распространенный способ ускорения процесса сушки. Нагревание от 20 до 40 °С увеличивает скорость испарения воды в 3 раза, от 20 до 60 °С — в 9 раз, а от 20 до 80 С — в 20 раз. Нагревание позволяет удалить не только свободную, но и связанную, например входящую в состав кристаллогидратов влагу, что не удается при использовании других способов сушки. С помощью, нагревания удается регенерировать многие осушители — хлорид кальция, силикагель, оксид алюминия, цеолиты и др. Более того, при повышенной температуре некоторые вещества способны отщеплять воду. Так, гидроксиды многих металлов, например магния, алюминия, при нагревании образуют соответствующие оксиды и воду. [c.160]

    Применительно к процессу сушки влагу материала классифицируют в более широком смысле на свободную и связанную. Под свободной понимают влагу, скорость испарения которой из материала равна скорости испарения воды со свободной поверхности. Следовательно, при наличии в материале свободной влаги р = р , где р — давление насыщенного пара воды над ее свободной поверхностью. Под связанной понимают влагу, скорость испарения которой из материала меньше скорости испарения воды со свободной поверхности [c.592]

    Опытным путем для скорости испарения воды с поверхности лажных круглых дисков различных диаметров найдено следующее выражение  [c.374]

    Скорость циркуляции электролита на одну ванну равна 0,65 м /ч, теплоемкость электролита 3,43 кДж/кг, плотность раствора равна 1,20 г/см . Открытое зеркало электролита в ванне 6,2 М-, скорость испарения воды 4,18 кг/(м -ч). Теплота парообразования при температуре электролиза 2350 кДж/кг. Теплопотери с ванны за счет испарения воды принять равными 70 % от общего расхода теплоты ванной (при составлении теплового баланса учитывать только разницу в температурах поступающего и уходящего электролита). [c.271]

    На рис. 50 представлена расчетная зависимость температуры капли испаряющейся воды, этилового спирта и бензина Б 95/130, а также скорости испарения этих жидкостей при их впрыскивании в поток воздуха 4= =204°С от давления рс. Температура воздуха в конце сжатия постоянна (4=204°С). Как видно из приведенных данных, повышение давления охлаждаемой среды при неизменной ее температуре приводит к замедлению скорости испарения воды, этилового спирта и бензина Б95/130. [c.122]

    Если пространство над жидкостью является замкнутым, оно в конце концов насыщается молекулами пара при этом устанавливается равновесие между скоростью испарения и скоростью конденсации молекул пара и в пространстве над жидкостью образуются насыщающие пары (рис. 11.7). О выполнении указанного условия равновесия обычно судят по парциальному давлению паров жидкости над ее поверхностью. Например, парциальное давление насыщающих паров воды при температуре 25°С равно 23,76 мм рт. ст. Если парциальное давление паров воды над ее поверхностью при 25°С меньше этой величины, скорость испарения воды превышает скорость конденсации ее паров. Если же давление паров воды при данной температуре выше 23,76 мм рт.ст., конденсация происходит быстрее, чем испарение. При давлении паров, равном 23,76 мм рт.ст., устанавливается равновесие между процессами испарения и конденсации. [c.192]

    Определить скорость испарения воды из сосуда, установленного в виде дна для газохода, через который проходит воздух со скоростью 6 м сек. Площадь поперечного сечения квадратного сосуда 0,09 м температура поверхности воды 37,8° С. Температура воздуха при 1 ат 60° С, парциальное давление водяных паров в воздухе 0,0315 ат. Средняя молекулярная масса воздуха 28,7. Плотность воздуха  [c.535]

    Каковы нормальные объемы газов (Нч и О. ), выделяющихся при электролизе Рассчитайте часовой расход воды на ванну при электролизе и испарении, если зеркало раствора в ванпе 5 = 3,6 м , скорость испарения воды К “= 0,70 кг/м , у.ходя- [c.244]

    Давление пара воды при 25° С равно 23,7 мм рт. ст. а) Если каждая молекула воды, ударяющаяся о жидкую поверхность, остается на ней, то чему равна скорость испарения молекул с кв. сантиметра поверхности б) Используя полученный результат, найти скорость испарения воды [в г/(см2-мин)] в абсолютно сухой воздух. [c.281]

    Как уже отмечалось, еще в глубокой древности масляные пленки использовали для гашения волн. Растекание пленок происходит быстро так, измеренная скорость растекания пленки олеиновой кислоты составила 20 см/с. Из современных применений наиболее важным является нанесение пленки на поверхность воды с целью предотвращения высыхания водных бассейнов (озер). В США озеро Онтарио покрыто сплошной пленкой гексадеканола, Ред-Лейк — додеканола. Первые опыты такого рода проведены в 1955 г. в Австралии. Скорость испарения воды из сплошной пленки уменьшается на 60—90 %, что [c.113]

    Функция/4(АКк) = [(1—АПк )/(1—тк)] в уравнении (22) в общем случае зависит от степени выгорания капли, степени испарения воды, температуры, скорости испарения воды, выделения углеводородных компонентов угля и т. д. и в настоящее время аналитически не может быть выражена. [c.15]

    Речь идет о решении сопряженных задач, так как локальная плотность тока зависит от поля температур и потенциалов, которые неразрывно связаны со скоростью испарения воды из электролита в поток парогазовой смеси, т. е. с полем концентраций в электролите и плотностью паров в парогазовой смеси, и от видов омических потерь, которые в свою очередь являются зависящими от распределения плотности тока и поля температур. Далее надо найти не только эти поля, но и определить некоторые интегральные параметры, характеризующие работу ЭХГ в целом и связанные с конструкционными и режимными факторами. [c.185]

    Как уже отмечалось, еще в глубокой древности масляные пленки использовали для гашения воли. Растекание пленок происходит быстро так, измеренная скорость растекания пленки олеиновой кислоты составила 20 см/с. Из современных применений наиболее важным является нанесение пленки на поверхность воды с целью предотвращения высыхания водных бассейнов (озер). В США озеро Онтарио покрыто сплошной пленкой гексадеканола, Рэт-лейк — додеканола. Первые опыты такого ряда проведены в 1955 г. в Австралии. Из сплошной пленки скорость испарения воды уменьшается на 60—90 %, что дает значительный эффект — экономию более 500 т воды в секунду для Запада США (где испаряется 2-10 т/г). Наличие пленки не влияет, конечно, иа состояние равновесий вода — пар или О2 (воздух) —О2 (вода), но существенно изменяет (на 3—4 порядка) кинетику испарения. Эксперименты показывают, что количество растворенного Оо при этом не изменяется и, следовательно, значительного нарушения условий существования флоры и фауны происходить не должно. [c.103]

    Существующая теория утверждает, что на рост кристаллов при массовой кристаллизации не могут влиять внешние условия, такие как концентрация подкачиваемого раствора и весовая скорость испарения воды. На рис. 6 приведены результаты расчета для трех концентраций подкачиваемого раствора 70 (/), 60 (2) и 40% (5). Во всех трех случаях кривые роста кристаллов во времени совпадают, но кривые выпаренной воды не совпадают, что соответствует существующей теории. Вместе с тем опыт показывает, что массовая скорость кристаллизации сахара пропорциональна массовой скорости испарения воды и отношению содержания сахара к содержанию воды в подкачиваемом растворе. [c.51]

    Исходные данные во всех трех опытах были одинаковыми (/ ип = = 80° С, См.вд = 37 г), массовая скорость испарения воды также одинакова, но концентрация подкачиваемого раствора алюмо-ам-мониевых квасцов в соответствии с уравнением (3.9) изменялась от опыта к опыту так (в опыте а — 40%, в опыте б — 25%, в опыте в — 18,2%), что при одном и том же количестве выкристаллизовавшегося в конце опыта вещества время процесса увеличивалось (по сравнению с первым опытом а) в два и три раза. [c.69]

    Для подтверждения предполагаемого механизма переноса (рис. 4) были сравнены скорости испарения воды из [c.82]

    Присутствие органического растворителя в водоразбавляемых состав [Х не влияет на скорость испарения воды [83, 84]. Однако некоторые спирты могут [c.103]

    Покажем в качестве примера, как рассчитывается скорость испарения воды из капилляров с учетом диффузии пара и пленочного течения [45]. Будем решать эту задачу в квазистационарном приближении. Пусть мениск находится на расстоянии L от устья капилляра радиуса г полубеско-нечной длины (рис. 1.10). Рассмотрим испарение в воздух, в котором поддерживается постоянное парциальное давление пара ро = onst. В силу условия неразрывности поток массы Q каждого сечения капилляра равен сумме потоков в фазе Qo и в пленке Q/  [c.28]

    Таким образом, исходя из данных по плотности, можно утверждать, что граничные слои воды более структурно разу-порядочены по сравнению с объемной водой. С этим может быть связана повышенная скорость испарения воды из глинистых суспензий и паст по сравнению со скоростью испарения свободной воды [109] и ряд других свойств граничных слоев, детально проанализированных в обзоре [ПО] [c.39]

    Применение вакуума — широко распространенный метод интенсификации процесса сушки твердых веществ в химических лабораториях. Даже неглубокое разрежение, создаваемое, например, водоструйным насосом, увеличивает скорость испарения воды в несколько десятков раз. Метод достаточно прост и удобен, обеспечивает полное удаление влаги даже из трудноосушаемых материалов, применим практически к любым химическим соединениям, в том числе [c.159]

    Высушенный материал имеет на выходе из аппарата наиболее высокую температуру. Хорошее использование тепла в этих суигилках достигается в тех случаях, когда за счет противотока можно увеличить скорость испарения воды. Для сепарации твердых частиц, на выходе воздушного потока из сушилки, применяют циклоны с большим перепадом давления (25—200 мм вод. ст.) и мультициклоны. [c.156]

    Применительно к С. влагу классифицируют в более широком смысле на свободную (легко удаляемую) и связанную (адсорбционную, осмотич., микрокапилляров). Скорость испарения свободной влаги из материала равна скорости испарения воды со своб. пов-сти жидкости. Связанная влага испаряется из материала с меньщет скоростью, чем с пов-сти воды. Расчет сушилок необходимо проводить с учетом энергии связи влаги с материалом. Суммарный расход теплоты на С.  [c.481]

    Таким образом, большая скорость испарения воды в тропических зонах должна приводить к охлаждению атмосферы. Если насыщенный влагой воздух перемещается затем под действием ветров в умеренные зоны, там происходит выпадение осадков и атмосфера нагревается настолько же, насколько она охлаждается в тропиках. Это показывает, что вода в ([юрмс пара и жидкости осушествляе в природе важный теплообмен, охлаждая гроиические зоны и согревая умеренные. [c.197]

    Определить скорость испарения воды из сосуда, устаиовленногд в виде дна для газохода, через который проходит воздух со скоростью 6 м/сек. Площадь поперечного сечения квадратного сосуда 0,09 м температура поверхности воды 37,8°. Температура воздуха при 1 атм 60°. парциальное давление водяных паров в воз- [c.372]

    Механизм такого снижения коэффициентов массоотдачи в газовой фазе по сравнению со значениями, предсказываемыми теорией конвективного массопереноса, еще не достаточно изучен. Можно предположить, что это является следствием образования на границе раздела фаз энергетического или механического барьера из адсорбированного слоя молекул растворимых или нерастворимых веществ, обладающих поверхностно-активными свойствами. Влияние поверхностно-активных веществ (ПАВ), специально вносимых в жидкую фазу в небольших количествах, на скорость массопередачи исследовалось неоднократно [5]. Такое влияние в основном является негативным, однако при некоторых видах ПАВ может приводить и к ускорению массопередачи. Уменьшение скорости массопереноса при добавках ПАВ происходит не только вледствие изменения гидродинамических условий, в частности подавления циркуляции внутри капли или пузыря. Разработана модель [16], согласно которой растворимые ПАВ адсорбируются поверхностью капли или пузыря и накапливаются в кормовой ее части в количествах, достаточных для создания межфазного сопротивления или барьера. Присутствие не растворимых в воде веществ также может способствовать уменьшению скорости массопереноса. В [48] отмечается, что скорость испарения воды в пузырек падала в несколько раз, когда в воде присутствовали капельки не растворимого в ней ундекана, которые могли захватываться всплывающим пузырьком и экранировать его поверхность. Однако в настоящее время нет ответов на вопросы о том, могут ли незначительные количества ПАВ или загрязнений, содержащихся в обычных жидкостях, создать на поверхности [c.286]

    Из уравнения (3.4) видно, что по мере уменьшения концентрации подкачиваемого раствора количество выкристаллизовавшегося вещества уменьшается и при концентрации, равной нулю, выкристаллизовывание вещества из подкачиваемого раствора прекратится, но изогидрические условия кипения сохранятся, так как в любой момент времени количество испаренной воды равно количеству подкачанной в реакционный сосуд. Следовательно, отделить процесс рекристаллизации от сопутствующих процессов выкри-сталлизовывания вещества из подкачиваемого раствора можно, если процесс выкристаллизовывания вещества и процесс испарения воды из подкачиваемого раствора разделить. Это можно сделать двумя способами. В первом случае в кипящий, насыщенный при данных температуре и давлении раствор всыпаются кристаллы растворенного вещества в определенном количестве и определенной дисперсности. Для поддержания кипящего раствора в насыщенном состоянии и создания изогидрических условий кипения при помощи специальных устройств поддерживают равенство между массовой скоростью испарения воды и расходом воды, поступающей в систему за тот же промежуток времени. Во втором случае аналогично поддерживают изогидрические условия кипения, но кристаллическое вещество непрерывно (или порциями) с определенной скоростью вводят в кипящий насыщенный раствор. Первый способ проще, и он в большей степени соответствует задаче установления принципиальной возможности рекристаллизации. Поэтому мы и начали исследование процесса рекристаллизации с данного случая. [c.57]

    Аналогичные опыты были проведены с сахарозой. Причем для лучшего отделения кристаллов от межкристального раствора в конце опыта в сосуд / (см. рис. 16) вливали горячий этиловый спирт и тщательно перемешивали содержимое колбы, после чего кристаллы отделяли от межкристального раствора на тканевом фильтре под вакуумом. В первой серии опытов (с подкачиванием раствора сахарозы) во всех опытах (а — в) исходные условия были одинаковы (4ип = 85° С, См.вд = 20 г), но концентрация подкачиваемого раствора была в опыте а — 22,2%, б — 12,5% и в — 8,7%. Таким образом, в соответствии с уравнением (3.4) при одних и тех же количествах выкристаллизовавшейся сахарозы во всех трех опытах время процесса увеличивалось (по сравнению с первым опытом а) в два и три раза. Результаты опытов представлены на рис. 19, Л, из котороговидно, что массовая скорость испарения воды во всех трех опытах была одинакова и составляла примерно 3,5 г мин. Массовая же скорость кристаллизации сахарозы в соответствии с уравнением (3.4) от опыта к опыту менялась и составляла естественно в опытах а—в примерно 1 0,5 и 0,33 г/мин. Поэтому и время процесса в этих опытах было в а—1ч, [c.72]

    Таким образом, удельная свободная поверхность жидкости в ультрамикроанализе очень велика, и поэтому капли водных растворов быстро испаряются [65]. Следует учитывать также большую скорость испарения некоторых растворенных веществ, иапример иода, аммиака и др. Для иредотвращен ия или хотя бы уменьшения скорости испарения воды из маленьких капель растворов используют влажную камеру (см. стр. 33, 37). [c.16]

    Путем измерения скорости испарения воды с твердой по-рерхности в струе воздуха были ссстаглены эмпирические зависимости для скоростей диффузии и теплопередачи в газовой пленке при использовании в качестве насадок колец Рашига [c.262]

Справочник химика Том 5 Издание 2 (1966) — [

c.645

]

Справочник химика Изд.2 Том 5 (1966) — [

c.645

]