Forumul Scientia

Fizică, astronomie şi aerospaţiale => Fizica clasică, fizica materialelor şi mecanica cuantică => Subiect creat de: cristih din Octombrie 15, 2014, 10:00:44 p.m.

Titlu: Presiune
Scris de: cristih din Octombrie 15, 2014, 10:00:44 p.m.
Se poate sifona mercurul pe luna? Am cam terminat-o de mult (cca 20 ani) cu fizica si incerc sa explic unui copil de cls a 8-a daca da sau nu. Ideea este ca, folosind formula cu pres asc si pres desc as ajunge la ro*g*h mai mare ca zero, deci se poate sifona (scuze sunt nou si nu cunosc metodele de introducere al unor simboluri sa semne matematice.
Titlu: Răspuns: Presiune
Scris de: Electron din Octombrie 16, 2014, 10:32:05 a.m.
Cam care ar fi cauzele care ar impiedica sifonarea respectiva?

e-
Titlu: Răspuns: Presiune
Scris de: puriu din Octombrie 16, 2014, 11:38:13 a.m.
Inaltimea maxima a coloanei sifonului e proportionala cu presiunea atmosferica si invers proportionala cu densitatea lichidului si cu acceleratia gravitationala. Daca sifonarea are loc intr-o nava spatiala aselenizata cu atmosfera interna e OK. Pe suprafata Lunii atmosfera lipseste cu desavarsire, deci nu se poate sifona nici un lichid.
Titlu: Răspuns: Presiune
Scris de: mircea_p din Octombrie 16, 2014, 05:35:49 p.m.
Ideea ca functionarea sifonului se bazeaza pe presiunea atmosferica a fost (si este) destul de comuna. Si pe buna dreptate, tinand cont ca functionarea sifonului nu e chiar triviala. E destul de interesanta pentru a fi inca subiect de cercetare in 1971, cum este comunicat in articolul asta:
http://iopscience.iop.org/0031-9120/6/5/005/pdf/0031-9120_6_5_005.pdf (http://iopscience.iop.org/0031-9120/6/5/005/pdf/0031-9120_6_5_005.pdf)

Concluzia: se pare ca functioneaza si in vid.

Aici e un articol in care se raporteaza testarea functionarii in vid:
http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ed2001818 (http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ed2001818)

si aici un video al experiemntului descris in articolul de mai sus.
https://www.youtube.com/watch?v=8F4i9M3y0ew (https://www.youtube.com/watch?v=8F4i9M3y0ew)

Concluzia cred ca ar fi ca se poate sa mearga pe luna. Mercurul a fost probabil ales pentru ca are presiunea de vapori destul de scazuta pentru a rezista in "vid" (presiune foarte scazuta). Apa s-ar evapora aproape instantaneu.
In experimentul descris mai sus au folosit un lichid special si nu apa, pentru acelasi motiv.

In principiu, ideea e ca functionarea depinde de presiunea hidrostatica si deci de existenta gravitatiei (care exista si pe luna). Si in plus, de coeziunea lichidului si poate alte proprietati.
Titlu: Răspuns: Presiune
Scris de: puriu din Octombrie 17, 2014, 10:33:48 a.m.
Daca lichidul uda tubul sifonului, fortele capilare pot mentine o anumita inaltime a coloanei in lipsa unei presiuni atmosferice. Un tub foarte subtire poate asigura o inaltime capilara suficienta in conditiile gravitatiei lunare. Mercurul nu uda sticla sau materialele plastice, dar se poate folosi un tub metalic.
Titlu: Răspuns: Presiune
Scris de: mircea_p din Octombrie 17, 2014, 10:17:56 p.m.
Dar aici nu era vorba de urcarea lichidului in tub datorita capilaritatii ci de sifonarea lichidului dintr-un vas in altul.

Interactiunea lichidului cu peretii se pare ca intervine ca o forta de frecare, din ce spun autorii articolelor citate. Deci mai degraba impiedica decat ajuta. Importanta e coeziunea dintre moleculele lichidului, care asigura continuitatea coloanei curbate de lichid. Cat poate si ea. Chiar si in atmosfera coloana se poate "rupe" daca tensiunea e prea mare (diferenta de nivel prea mare). Prezenta unor bule de lichid reduce.
In experimentele in vid au folosit un tub cu diametrul de 7 mm. Nu e un tub capilar.

Sigur ca judecata finala o vom avea doar data viitoare cand ne intalnim pe luna. Numai de n-am uita mercurul acasa. :)