Välkommen till Resurscentrums frågelåda!

 

Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning
(tips för sökningen).
Använd diskussionsforum om du vill diskutera något.
Senaste frågorna. Veckans fråga.

2 frågor/svar hittade

Kraft-Rörelse [15701]

Fråga:
Hur ska jag förklara för 7-åringar hur en gammaldags vattenpump fungerar? Finns det något experiment vi kan göra?
/Annette N, Berghult, Floda

Svar:
Annette! En sån där pump som förr fanns på varje gård och som inte fungerade om man hade helt slut på vattnet! Man skulle nämligen hälla i lite vatten innan man började pumpa. Anledningen var att vattnet tätade bättre än luft mellan kolven och cylindern.

Konstruktionen visas i nedanstående figur från Wikipedia-artikeln Hand_pump . Först en liten ordlista för de viktigaste delarna:

force rod - handtag
cylinder - cylinder
piston - kolv
check valve - backventil
sealing o-ring - tätande o-ring

Pumpen fungerar så här: handtaget förs uppåt och neråt. Rörelsen får kolven att röra sig neråt och uppåt i cylindern. När kolven rör sig uppåt stänger den övre backventilen medan den nedre kan öppnas och släppa igenom först luft och sedan vatten när röret är vattenfyllt. Man skapar alltså ett undertryck i röret som går ner till vattenytan i brunnen. När kolven sedan rör sig neråt stänger i stället den nedre backventilen medan den övre kan öppnas. Undertrycket man skapat i röret bevaras alltså, och ökar för varje tag man tar med handtaget.

Undertrycket i röret får vattennivån att stiga eftersom vi måste ha en balans mellan det inre trycket och det yttre trycket där det vertikala röret slutar. Lufttrycket motsvarar en vattenpelare på c:a 10 meter (se fråga 851 ), så med denna pumpkonstruktion kan man bara pumpa vatten knappt 10 meter.

Vad gäller experiment är jag säker på att 7-åringar skulle uppskatta ett experiment med en spann vatten och en slang (utföres lämpligen utomhus ):

Det bör vara en ganska mjuk slang som man kan trycka ihop med fingrarna. Längd: ett par meter. Lägg ena änden i spannen så den är under vattenytan. Skapa sedan ett undertryck genom att suga i andra ändan. Du ser då att vattennivån i slangen stiger. Knip till överändan (eller sätt tummen över hålet), andas ut och försök sedan att suga igen. Det är precis samma princip som pumpen: vi skaper ett undertryck i slangen, så atmosfärstrycket trycker upp vattnet i slangen.

Mät gärna vattennivån i slangen jämfört med vattenytan, så kan eleverna tävla om vem som kan skapa det lägsta trycket.



/Peter E

Nyckelord: vattenpump [2];

*

Kraft-Rörelse [851]

Fråga:
Hej. Jag har läst att det finns en övre gräns för hur högt en pump kan suga upp vatten. Vilken är denna gräns, och vad beror den på? Antag att man i ett rör (vars ena ände mynnar under vattenytan) har en kolv som dras uppåt, borde inte det då vara möjligt att pumpa upp vattnet till obegränsad höjd? Stannar vattennivån vid en viss höjd, även om kolven höjs ytterligare? MVH Erik Jonsson
/Erik J, Mönsterås gymnasiet, Mönsterås

Svar:
När du suger upp vattnet så pumpar du ett undertryck i övre ändan av röret. Sedan är det trycket från atmosfären som tvingar vattnet upp i röret. Atmosfären har normalt trycket 760 mm kvicksilver (1 atmosfär). Med hjälp av kvicksilvers densitet (titta i en tabell) kan du räkna ut att detta motsvarar ungefär 10000 mm, dvs 10 m vattenpelare. Atmosfärstrycket kan alltså bara lyfta vattnet 10 m. Om du vill pumpa vattnet högre, så får du antingen ha flera pumpsystem som transporterar vattnet 10 m var, eller så kan du sätta en pump längst ner som trycket vattnet upp med högre tryck än vad atmosfären klarar av.

Vad som händer i försöket du beskriver är att vattenpelaren stannar vid 10-metersnivån, och resten av röret blir lufttomt rum.

Uppdatering 26/10/06:

För SI-systempuristerna (även jag rekommenderar att ni använder SI-enheter så långt som möjligt för att undvika fel) här är SI-varianten av uträkningen:

Normalt lufttryck är 1.013*105 Pa (Pascal=N/m2).

Trycket från en vattenpelare med höjden h är rgh (r är vattnets densitet och g är tyngdaccelerationen).

Om vi sätter dessa lika får vi

1.013*105 = rgh = 1000*9.81*h

vilket ger h = 10.3 m.
/Peter Ekström

Nyckelord: vattenpump [2]; Pascals lag [5];

*

Ämnesområde
Sök efter
Grundskolan eller gymnasiet?
Nyckelord: (Enda villkor)
Definition: (Enda villkor)
 
 

Om du inte hittar svaret i databasen eller i

Sök i svenska Wikipedia:

- fråga gärna här.

 

 

Frågelådan innehåller 7168 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2017-07-06 14:08:20.


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
.