Всплывание пузырька в герметическом сосуде

[GraNiNi]

wrest в сообщении #1581619 писал(а):

Часы -- герметичные.

Корпус часов пластиковый, значит будет деформироваться при изменении давления, а воздух внутри часов будет играть роль демпфера.

[wrest]

EUgeneUS в сообщении #1581622 писал(а):

ИМХО, нужен твердотельный датчик давления, достаточно точный.

Он, ессно, и установлен в часах. И выведен за внутренний их объем. А как иначе-то? По точности (повторю, что нас интересует чувствительность а не точность) я написал выше.

-- 14.02.2023, 18:35 --

GraNiNi в сообщении #1581623 писал(а):

Корпус часов пластиковый, значит будет деформироваться при изменении давления, а воздух внутри часов будет играть роль демпфера.

Этим точно можно пренебречь при объеме пузыря начиная от нескольких миллилитров. Ещё раз: часы жесткие и очень прочные (рассчитаны на погружение, обычно, до 30 метров, это к атмосферному давлению ещё плюс три атмосферы). Хоть и пластиковые. Основные поверхности у них -- стекло с одной стороны и стальная крышка с другой. Они специально такими сделаны. И при изменении давления на меньше метра водяного столба их объем никак значимо не изменится.

-- 14.02.2023, 18:41 --

EUgeneUS в сообщении #1581622 писал(а):

Не подойдёт из-за гибкой жестяной крышки.

Ну можно другую, накручивающуся. Они менее гибкие, но не менее герметичные. Можно, в конце концов, померить: залить банку водой, перевернуть и опять же померить как крышку выгнуло... Там как раз будет нужный скачок давления, ро-же-аш.
В этом же и иксусство физического эксперимента - оценить проблемы по порядку их воздействия на результат, а если оценить трудно - прямо или косвенно измерить.

[reterty]

уважаемый wrest, вода она как бы не сжимаемая но вытесняемая, поэтому в процессе всплывания пузырька она вытеснится наверх в боковом ответвлении в воздушный зазор между крышкой в ответвлении. Смотрите пузырек всплывает, изотермически расширяется а вода вытесняется...

[wrest]

EUgeneUS в сообщении #1581622 писал(а):

А не факт, что объём не меняют, потому что.

Мы же говорим не вообще, а применительно к эсперименту. Ну может на пару кубических миллиметров и меняют Но это ж ничто... Миллионная доля от литра, тысячная доля от миллилитра.

-- 14.02.2023, 19:01 --

reterty в сообщении #1581626 писал(а):

уважаемый wrest, вода она как бы не сжимаемая но вытесняемая, поэтому в процессе всплывания пузырька она вытеснится наверх в боковом ответвлении в воздушный зазор между крышкой в ответвлении

Естественно. Вода займет то место, где был пузырь, который всплывёт. Всплывание пузыря означает опускание воды. Разве не этого вам хочется?

reterty в сообщении #1581626 писал(а):

Смотрите пузырек всплывает, изотермически расширяется

Пузырь никуда не расширяется, потому что объем воды фиксирован в силу её несжимаемости (допущение в рамках эксперимента), объем сосуда тоже фиксирован (сосуд -- твердое тело). Разница между этими объемами, следовательно, тоже фиксирована -- это объем воздушного пузыря. В силу большой (гигантской, я бы сказал) телоемкости воды, температура воды, а следовательно и воздуха в пузыре, тоже фиксирована, а значит и давление в пузыре постоянно.
Вот эффекты связанные с растворением воздуха из пузыря в воде - тут я не знаю как учитывать, будут ли они и в какую сторону. Но вы же как-то хотели их учесть, когда стартовый пост писали?
Проблема вашей установки из стартового поста - в мембране. Её наличие означает то, что объем сосуда больше не виксирован. Но если как-то взять под контроль этот вопрос, скажем сделать мембрану достатоно жетской чтобы её дефорамция не приводила к существенному (в рамках эксперимента) изменению давления в сосуде, но в то же время девомация была чтобы увидеть эффект, то можно вашу конструкцию задействовать. Единственно, я там не понял насчет шприца: как разместить пузырь сначала на дне, и как потом заставить его всплыть.

[GraNiNi]

wrest в сообщении #1581624 писал(а):

Ещё раз: часы жесткие и очень прочные (рассчитаны на погружение, обычно, до 30 метров, это к атмосферному давлению ещё плюс три атмосферы). Хоть и пластиковые. Основные поверхности у них -- стекло с одной стороны и стальная крышка с другой. Они специально такими сделаны. И при изменении давления на меньше метра водяного столба их объем никак значимо не изменится.

Что такое "китайская герметичность" - объяснять не надо.
Герметичность в них обеспечивается резиновой прокладкой, проложенной между двух половинок часов, и все это соединяется на защелках. Жесткость такого соединения очень низкая - при изменении давления оно будет "играть" прилично.

(Оффтоп)

Были у меня часы, которые должны были выдерживать погружение на глубину 40 м, так после попадания под дождь они "кончились".

Вы говорите, что датчик давления отделен от электронной части.
А как там обеспечивается герметичность ввода проводов от датчика в электронный блок?
При этом, все равно, нужно решать вопрос с заполнением водой пространства вокруг датчика внутри корпуса, что проконтролировать практически невозможно.

[reterty]

wrest, то есть сосуд нужно наклонить так сильно чтобы весь воздух вышел из верхней части ответвления и образовал на дне основной части пузырь?

[wrest]

reterty в сообщении #1581630 писал(а):

то есть сосуд нужно наклонить так сильно чтобы весь воздух вышел из верхней части ответвления и образовал на дне основной части пузырь?

Не на дне, а чтобы пузырь вышел из бокового аппендикса и поднялся ("всплыл") к верху сосуда.

Мне тут ещё одна идея пришла как пузырь держать внизу а потом отпустить: идея притянуть его магнитами. Тогда не надо делать сосуд столь замысловатой формы с боковым ответвлением, и не надо его наклонять и т.п.

Наливаем воду, затем убираем (или даже переворачиваем) нижний магнит чтобы оттолкнуть верхний, воздух из крышки выходит (пузырь всплывает), крышка тонет т.к. магнит тяжёлый.

[sergey zhukov]

reterty
Эффект интересный. Примерно так его можно пояснить:

В коробке есть груз (жидкость), поддерживаемый снизу пружиной (пузырек). Положим, что вес груза таков, что на верхнюю крышку коробки он не давит, хотя и соприкасается с ней (левый рисунок).

Если коробку перевернуть (пузырек всплыл, правый рисунок), то сила, действующая на обе ее крышки, увеличивается на величину силы сжатой пружины.

Думаю, лучше использовать большой пузырь. Вроде шарика, накачанного воздухом. Так, примерно в половину объема сосуда. От объема пузыря эффект не зависит, конечно. Но чем меньше пузырь, тем труднее практически заметить изменение давления, т.к. для маленького пузырька любые изменения объема сосуда (связанные с попыткой измерить давление) не пренебрежимо малы.

[wrest]

GraNiNi в сообщении #1581629 писал(а):

Что такое "китайская герметичность" - объяснять не надо.
Герметичность в них обеспечивается резиновой прокладкой, проложенной между двух половинок часов, и все это соединяется на защелках. Жесткость такого соединения очень низкая - при изменении давления оно будет "играть" прилично.

Даже комментировать неудобно, так что и не буду...

GraNiNi в сообщении #1581629 писал(а):

При этом, все равно, нужно решать вопрос с заполнением водой пространства вокруг датчика внутри корпуса, что проконтролировать практически невозможно.

Зачем это контролировать... глазами просто смотреть, да и всё.

В общем, мне кажется, возможно я не прав, что вы спорите ради спора. Я вам про микролитры, а вы мне "ну вот, видите, меняется же!"

-- 14.02.2023, 20:42 --

sergey zhukov в сообщении #1581635 писал(а):

Если коробку перевернуть (пузырек всплыл, правый рисунок), то сила, действующая на обе ее крышки, увеличивается на величину силы сжатой пружины.

Ага, каковая сила, в вашей аналогии, равна аккурат весу груза (весу в смысле $mg$).
Мне аналогия понравилась Причем, если даже сила пружины больше $mg$ в начальном положении, то прибавка к давлению на торцы все равно будет $mg$, то есть и эту проверку аналогия "проходит".

[sergey zhukov]

wrest
Да, требование отсутствия давления на верхнюю крышку - это для простоты. Вовсе не обязательно.

[reterty]

я этот эффект обозвал эффектом бабочки. Всплытие даже небольшого пузырька в высоком сосуде может даже привести к разрушению оного. Кстати!, А что если взять стеклянный сосуд с очень тонкими стенками и запустить в него пузырь? тогда при всплытии он (сосуд)... лопнет...? Вот и будет наглядное качественное подтверждение эффекта!!!

[sergey zhukov]

reterty
Напоминает бочку Паскаля. Там тоже сколь угодно малое количество жидкости, налитое в тонкую высокую трубку, способно разорвать бочку.

[GraNiNi]

wrest в сообщении #1581624 писал(а):

Ещё раз: часы жесткие и очень прочные (рассчитаны на погружение, обычно, до 30 метров, это к атмосферному давлению ещё плюс три атмосферы).

На задней крышке часов есть отверстие для сообщения с атмосферой.
При погружении под воду, через это отверстие вода проникнет внутрь где находится батарейный отсек и часы выйдут из строя.

Вот что означают цифры на корпусе:

WR 30М – часы выдерживают случайный контакт с водой и испарения с кожи. Часы нельзя погружать под воду, нельзя плавать и заниматься водными видами спорта;
https://swissmade.com.ua/vodonepronitsa ... resistant/

[wrest]

GraNiNi в сообщении #1581652 писал(а):

При погружении под воду, через это отверстие вода проникнет внутрь где находится батарейный отсек и часы выйдут из строя.

Конечно, нет, если погрузить на метр.

[reterty]

Хочу напомнить, что данный вопрос уже обсуждался на теоретическом уровне в топике topic55096-30.html
У меня самого назрели несколько вариантов проведения демонстрации эффекта. Во-первых можно просто взять твердотельный миниатюрный пьезоэлектрический датчик давления с индикаторным табло. Вариант wrest с Г-образным сосудом мне импонирует, но надо быть уверенным, что при наклоне сосуда весь воздух вверху боковой части перейдет в пузырь на дне , не оставив сверху маленькой воздушной прослойки.

1 вариант. Берем воздушный резиновый шар и удерживаем его нитью , прикрепленной ко дну. далее просто переворачиваем сосуд и смотрим на изменение показаний пьезоманометра.


1 вариант. добавляем изначально в воду в сосуде немного железного порошка. Далее вставляем соломинку ко дну и медленно выдуваем пузырь,удерживая его возле дна магнитом. Заполняем затем сосуд доверху водой и герметизуем сверху.Убираем магнит и пузырь всплывает .