Naczynia połączone - Polski Serwis Naukowy

Wypełnione cieczą naczynia połączone.

Zasada działania naczyń połączonych

Naczynia połączone - co najmniej dwa naczynia skonstruowane tak, że ciecz może swobodnie między nimi przepływać, na przykład przez połączenie znajdujące się w dnie każdego z nich.

W obecności jednorodnego pola grawitacyjnego wlewając do któregokolwiek z naczyń połączonych jednolitą ciecz, jej poziom w każdym z naczyń ustali się na tej samej wysokości. Zjawisko to wykorzystuje się między innymi do konstrukcji poziomnicy rurkowej, wieży ciśnień i wielu innych urządzeń hydrotechnicznych.

Wieża ciśnień (wieża wodna) – budynek w formie wieży, na którego szczycie znajduje się zbiornik wody, służący do zapewnienia stabilnego ciśnienia w wodociągu. Pokrywa chwilowy wzrost zapotrzebowania. Zbiornik musi być umieszczony powyżej odbiorców, ponieważ działa poprzez zasadę naczyń połączonych. Umieszczony jest zwykle na szczycie wieży, góry, a czasem nawet wieży na wzniesieniu. Na stacjach kolejowych była używana do zasilania parowozów.

Ciśnienie to wielkość skalarna określona jako wartość siły działającej prostopadle do powierzchni podzielona przez powierzchnię na jaką ona działa, co przedstawia zależność:

Wypełniając poszczególne naczynia połączone niemieszającymi się cieczami o różnych gęstościach, ich poziomy ustalą się na różnych wysokościach, dążąc do równowagi ciśnień. Im mniejsza gęstość cieczy w danym naczyniu tym wyższy będzie jej poziom.

Można tu także zaobserwować zależność zwaną potocznie paradoksem hydrostatycznym tzn. że ciśnienie na dnie każdego z naczyń jest takie samo dla tej samej wysokości słupa cieczy, niezależnie od ilości cieczy.

Ciecz – stan skupienia materii – pośredni między ciałem stałym a gazem, w którym ciało fizyczne trudno zmienia objętość, a łatwo zmienia kształt. Wskutek tego ciecz przyjmuje kształt naczynia, w którym się znajduje, ale w przeciwieństwie do gazu nie rozszerza się, aby wypełnić je całe. Powierzchnia styku cieczy z gazem lub próżnią nazywa się powierzchnią swobodną cieczy.

Hydrotechnika – dział nauki i techniki obejmujący metody i sposoby wykorzystania zasobów wodnych (np. mórz, rzek, wód gruntowych) do celów gospodarczych (np. transport, energetyka), ochrony przed powodziami itp.