Question

На какую предельную высоту вручную можно поднять воду поршневым насосом (см. рис. 142) при нормальном атмосферном давлении?

Accepted Answer

1. Ответ: ≈ 10,3 м.

Работа поршневого насоса основана на действии атмосферного давления. При подъёме поршня под ним создаётся разрежение (пустота), и атмосферное давление «заталкивает» воду в трубу. Максимальная высота подъёма соответствует давлению атмосферы ($P_{атм} ≈ 101325 Ба$).
$h = \frac{P}{\rho g} = \frac{101325}{1000 \cdot 9,8} ≈ 10,3 а$

2. Ответ: спирт ≈ 13 м, ртуть ≈ 0,76 м.

Высота зависит от плотности жидкости ($\rho$):
- Спирт ($́́\rho ≈ 800 аг/а^3$): $h = \frac{101325}{800 \cdot 9,8} ≈ 12,9 а$.
- Ртуть ($
ho ≈ 13600 аг/а^3$): $h = \frac{101325}{13600 \cdot 9,8} ≈ 0,76 а$ (760 мм рт. ст.).

3. Принцип работы:
При нажатии на рукоятку (5) вниз поршень (1) поднимается. Клапан (2) открывается, и вода из источника под давлением атмосферы поднимается в цилиндр. При движении поршня вниз клапан (2) закрывается, а клапан (3) открывается, и вода вытесняется в воздушную камеру (4) и далее в трубу.

Роль воздушной камеры: она служит аккумулятором давления. Воздух в камере (4) сжимается при нагнетании воды и, расширяясь в паузах (когда поршень меняет направление), продолжает выталкивать воду. Это обеспечивает непрерывность струи.

Можно ли поднять воду с глубины более 10,3 м?
Ответ: Нет. Данный насос (всасывающий) работает за счёт атмосферного давления, которое не может поднять столб воды выше предельного значения (около 10,3 м).

На какую предельную высоту вручную можно поднять воду поршневым насосом (см. рис. 142) при нормальном атмосферном давлении?

Ответ ассистента

Другие решения