Question

Бак с жидкостью,над поверхностью которой находится воздух, герметически закрыт. Почему,если открыть кран,находящийся в нижней части бака, после вытекания некоторого количества жидкости дальнейшее ее истечение прекратится? Что надо сделать,чтобы обеспечить свободное вытекание жидкости?

Answer 1

Над поверхностью жидкости из за понижения уровня воды создастся разрежение воздуха. Оно будет препятствовать вытеканию жидкости. Чтобы жидкость вытекала свободно - нужно в верхней части бака сделать дырку для того чтобы запустить воздух снаружи в бак и уравнять давление воздуха в баке с атмосферным давлением.

Answer 2

Когда бак с жидкостью находится под давлением воздуха и герметически закрыт, это создает условия для работы закона Бойля. Закон Бойля утверждает, что при постоянной температуре давление и объем газа (или в данном случае воздуха) обратно пропорциональны. Если открыть кран в нижней части бака, произойдет вытекание жидкости, что снизит давление внутри бака.

В начальный момент, когда кран только открыт, давление внутри бака снизится, и жидкость начнет вытекать из-за этого изменения давления. Однако по мере того как жидкость вытекает, уровень жидкости в баке понижается, и воздух начинает заполнять освобождающееся пространство. По мере увеличения объема воздуха в баке давление внутри стабилизируется.

Когда давление внутри бака стабилизируется, вытекание жидкости прекратится. Это происходит потому, что давление воздуха, который заполняет свободное пространство, противостоит силе, вызванной гравитацией, и таким образом, устанавливается равновесие между давлением воздуха и давлением жидкости, препятствуя дальнейшему вытеканию.

Чтобы обеспечить свободное вытекание жидкости, можно использовать сливной штуцер с дополнительным вентилем или устройством для регулирования давления воздуха внутри бака. Таким образом, можно создать условия, при которых давление воздуха внутри бака будет недостаточным для противостояния давлению жидкости, и жидкость будет свободно вытекать через кран.