Всплывание пузырька в герметическом сосуде

[miflin]

(Оффтоп)

С осознанием полной собственной некомпетентности.
Попытка провести тонкий эксперимент на толстом оборудовании.
Особенно "несжимаемость"...

[EUgeneUS]

reterty

Явление интересно тем, что скачок давления не зависит от объема пузыря.
И да было бы забавно наблюдать, как в 10 литровой трубе, высотой скажем метров десять, давление скакнет на однуу атмосферу при всплывании пузырька объемом 1 кубический миллиметр.
Но с учетом отношения объемов в 10 миллионов раз постановка такого опыта потребует большой тщательности и затрат.
И совсем другое дело, зафиксировать скачок давления при всплывании пузырька 1 кубический сантиметр в банке на 1 литр воды. Отношение объемов всего тысяча.

Поэтому ТЗ нужно уточнить. Чего вы хотите продемонстрировать: какая высота столба, какой объем пузыря, какой объем воды в столбе...

[GraNiNi]

reterty в сообщении #1581819 писал(а):

Во-первых можно просто взять твердотельный миниатюрный пьезоэлектрический датчик давления с индикаторным табло.

Так обычно рассуждают теоретики.

И куда этот прибор вместе с индикаторным табло подразумевается поместить - под воду?

"ВЗЯТЬ ТО ОН ВОЗЬМЁТЪ, ДА КТО Ж ЕМУ ДАСТЪ?"

[reterty]

EUgeneUS в сообщении #1581847 писал(а):

reterty

Явление интересно тем, что скачок давления не зависит от объема пузыря.
И да было бы забавно наблюдать, как в 10 литровой трубе, высотой скажем метров десять, давление скакнет на однуу атмосферу при всплывании пузырька объемом 1 кубический миллиметр.
Но с учетом отношения объемов в 10 миллионов раз постановка такого опыта потребует большой тщательности и затрат.
И совсем другое дело, зафиксировать скачок давления при всплывании пузырька 1 кубический сантиметр в банке на 1 литр воды. Отношение объемов всего тысяча.

Поэтому ТЗ нужно уточнить. Чего вы хотите продемонстрировать: какая высота столба, какой объем пузыря, какой объем воды в столбе...

только качественно, скажем скачок давления на одну сотую атмосферы. просто чтобы зафиксировать эффект и подтвердить теоретический вывод. не более. может действительно взять тонкую и хрупкую посудину чтобы она не выдержала скачка давления и треснула?...

[wrest]

reterty в сообщении #1581853 писал(а):

только качественно, скажем скачок давления на одну сотую атмосферы.

Это начиная от 10 сантиметров высота сосуда, но может уже не хватить точности измерения, если эффект уменьшится несовершенством эксперимента (не совсем несжимаемостью воды, в т.ч. из-за растворенного в ней воздуха и т.п.)

[sergey zhukov]

reterty
Мне на ум приходит длиная люминесцентная лампа. Она достаточно тонкая и длиная, чтобы лопнуть. Чтобы она была изначально ближе к разрушению, нужно накачать в нее воду с пузырьком уже под некоторым давлением. Или же использовать тяжелую жидкость, но это сложнее. Вообще, проще, я думаю, взять какой-либо датчик давления, как wrest говорит.

Еще можно было-бы использовать два пузырька. Один остается на дне, второй всплывает. Тогда всплывающий немного расширится, оставшийся - немного сожмется. Это можно будет заметить.

[wrest]

sergey zhukov в сообщении #1581860 писал(а):

Мне на ум приходит длиная люминесцентная лампа.

Это сомнительное предприятие,

reterty в сообщении #1581449 писал(а):

который легко произвести в школьной аудитории.

Ртуть и всё такое...

[reterty]

Позвольте мне повторить мое сообщение выше с тем чтобы узнать ваши мнения о вариантах.
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.


2 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 .

[wrest]

reterty в сообщении #1581875 писал(а):

Позвольте мне повторить мое сообщение выше с тем чтобы узнать ваши мнения о вариантах.

Ок. У вас три задачи.
1. Как узнать давление до и после, без разгерметизации сосуда.
2. Как создать, удержать до времени, и потом отпустить пузырь.
3. Оценить вклад неидельности в эксперименте. Например, какого размера пузырь подойдёт? Какая глубина? Как оценить жёсткость/герметичность сосуда и её влияние?

Задачи независимые. Ваше преложение "взять твердотельный миниатюрный пьезоэлектрический датчик давления с индикаторным табло" слишком неопределенное.

По пузырю. Я совершенно не понял идеи с опилками, магнитом и соломинкой, так что тут тоже мнения не имею.

[revos]

Похоже автора темы вдохновила задача № 5.5.23 из "Задачи по физике" под ред. О.Я. Савченко.
1." Эта простая теория подтверждена достаточно сложным технически количественным экспериментом." Если не трудно, дайте ссылку.
2. Про реализацию эксперимента в рамках школьной физической лаборатории ничего сказать не могу. Но есть вопрос по теории.
Предположим, что через центр масс системы проходит горизонтальная ось вращения (естественно герметически уплотненная). Пузырек поднялся со дна наверх. Давление повысилось. Вращаем сосуд медленно , и верх становится дном, дно- верхом . Без видимых затрат энергии. Пузырёк снова подымается вверх, давление снова подрастает. И т.д. и т.д. Открытие?)

[reterty]

wrest в сообщении #1581890 писал(а):

reterty в сообщении #1581875 писал(а):

Позвольте мне повторить мое сообщение выше с тем чтобы узнать ваши мнения о вариантах.

Ок. У вас три задачи.
1. Как узнать давление до и после, без разгерметизации сосуда.
2. Как создать, удержать до времени, и потом отпустить пузырь.
3. Оценить вклад неидельности в эксперименте. Например, какого размера пузырь подойдёт? Какая глубина? Как оценить жёсткость/герметичность сосуда и её влияние?

Задачи независимые. Ваше преложение "взять твердотельный миниатюрный пьезоэлектрический датчик давления с индикаторным табло" слишком неопределенное.

По пузырю. Я совершенно не понял идеи с опилками, магнитом и соломинкой, так что тут тоже мнения не имею.

внутри пузыря образуются пары железа (ферромагнетик). далее он легко притянется ко дну магнитом, расположенным по другую сторону от дна то есть внизу.

[EUgeneUS]

reterty в сообщении #1581896 писал(а):

внутри пузыря образуются пары железа (ферромагнетик). далее он легко притянется ко дну магнитом, расположенным по другую сторону от дна то есть внизу.

Чего?

[reterty]

EUgeneUS в сообщении #1581898 писал(а):

reterty в сообщении #1581896 писал(а):

внутри пузыря образуются пары железа (ферромагнетик). далее он легко притянется ко дну магнитом, расположенным по другую сторону от дна то есть внизу.

Чего?

железо растворилось в воде. внутрь пузыря испаряются молекулы воды и, возможно, оксида железа, а может и нет.. Разве не будет там насыщенных паров? Значит туплю, простите.

[GraNiNi]

wrest в сообщении #1581890 писал(а):

1. Как узнать давление до и после, без разгерметизации сосуда.

Это главная проблема - как надежно измерить скачок давления.
Все остальное второстепенно и решаемо.

[reterty]

revos в сообщении #1581891 писал(а):

Похоже автора темы вдохновила задача № 5.5.23 из "Задачи по физике" под ред. О.Я. Савченко.
1." Эта простая теория подтверждена достаточно сложным технически количественным экспериментом." Если не трудно, дайте ссылку.
2. Про реализацию эксперимента в рамках школьной физической лаборатории ничего сказать не могу. Но есть вопрос по теории.
Предположим, что через центр масс системы проходит горизонтальная ось вращения (естественно герметически уплотненная). Пузырек поднялся со дна наверх. Давление повысилось. Вращаем сосуд медленно , и верх становится дном, дно- верхом . Без видимых затрат энергии. Пузырёк снова подымается вверх, давление снова подрастает. И т.д. и т.д. Открытие?)

1. T. F. Groß · F. Peters The pressure in an enclosed volume of liquid in case of a rising bubble DOI 10.1007/s00707-013-0838-x легко скачивается с помощью sci-hub
2. неа, не получится. когда пузырь поднимается давление действительно возрастает; когда опускается (тонет) давление в сосуде падает становится первоначальным..