Visa fråga/svar

 

Kraft-Rörelse [17494]

Fråga:
Hur fungerar en hävert (siphon), egentligen?

Jag har trott mig förstå att en häverts funktion kan förklaras med hjälp av gravitationen och lufttrycket – en hävert för kvicksilver kan enligt mig inte ens teoretiskt ha ett ”lyft” på över 76 centimeter vid normalt lufttryck. Vidare fungerar en hävert utmärkt även om det är luft i övre kröken vid ”starten”.

Enligt nationalencyklopedin förklaras däremot funktionen med

"Strömningen orsakas av tyngden och attraktionen mellan vätskemolekylerna och är ett fenomen analogt med en kedjas rörelse".

I Encyclopedia Britannica (2002) står det:

"The action depends upon the influence of gravity (not, as sometimes thought, on the difference in atmospheric pressure; a siphon will work in a vacuum) and upon the cohesive forces that prevent the columns of liquid in the legs of the siphon from breaking under their own weight."

En tredje förklaring ges i Collier's Encyclopedia:

"The flow of liquid in a siphon is caused by the greater net atmospheric pressure at the opening of the shorter leg. Net atmospheric pressure is the difference between atmospheric pressure and the weight of the liquid".

Min fundering är: hur kan man förstå att en häverts funktion (huvudsakligen) förklaras med attraktionen mellan vätskemolekylerna när den trots allt fungerar när det är luft inne i systemet. Länken (http://www.youtube.com/watch?v=T_FJe-HdFPw) visar också tydligt att lufttrycket har betydelse. Hur kan man då förstå att förklaringarna från uppslagsverken är korrekta samtidigt? Även Ingenjör Lundström skriver på sin sida (http://www.ingenjorn.com/) att ”[det] uppstår ett undertryck i rören som suger in vatten … Atmosfärstrycket håller ihop vattnet”. Vidare kan man ju med Bernoulli's ekvation härleda strömningshastigheten som beroende av lufttrycket.

Är det kanske helt enkelt så att en hävert är en sak (attraktion mellan molekyler) medan en "vätskesug" som fungerar p g a lufttrycket är något annat. D v s om det kommer in lite luft i en hävert leder inte till att flödet stannar men det är inte längre en hävert utan en "atmosfärvätskesug".

Verkligen konstigt att något så enkelt skall vara så förvirrande. Kan ni komma med några klargörande tips!
/Karl S, Rosendalsgymnasiet, Uppsala

Svar:
Karl! Se fråga 2839 . Se även diskussionen om vattenförsörjning i höga träd i fråga 16040 .

Som framgår av svaret till fråga 2839 så är det både gravitationen och lufttrycket väsentliga. Gravitationen är den drivande effekten och lufttrycket håller ihop vattenpelaren. Adhesionen har ingen betydelse om man har atmosfärstryck - en hävert skulle även fungera med en tung gas, t.ex. SF6, se fråga 15873 ! Om hela systemet fanns i vakuum skulle gravitationen fortfarande driva flödet så länge adhesionen håller ihop vattenpelaren. Observera också att lufttrycket är detsamma i den övre behållaren och i nederkanten av utloppsröret.

Se även Siphon#Vacuum_siphons och länkarna nedan.
/Peter E

1 http://www.thenakedscientists.com/HTML/content/latest-questions/question/2612/
2 http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/11/Would_a_siphon_flow_in_a_vacuum_experimental_answers.pdf

*

 

 

Frågelådan innehåller 7407 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2019-05-16 16:28:34.


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.