turker-turksever2890
Sıvı basıncı
turker-turksever2890
İçi sıvı dolu bir kabın içindeki sıvıyı boruyla başka bir kaba aktarırken sürenin az olması için basıncın fazla olması gerektiğini düşünüp yüksekliği arttırmalı mıyız yoksa kütlesinin az olması için azaltmalı mıyız?
burtay-mutlu-shibumi-tr6061
Yerçekiminden faydalanıyorsan, Yüksekliği artır.
(Aşağıdaki üzerindeki açık hava basıncı daha yüksek olacaktır ama yerçekimi ile kaynaklanan farktan çok daha düşüktür.)
Kaplar kapalı ise, aktarılacak kaptaki basıncı artır.
Ama "aktarılacak sıvının kütlesini azaltmak için yüksekliği azaltma" kısmını soru olarak anlayamadım. Sanırım cümle de veya kasıt da hata var.
turker-turksever2890
Sürenin az olması için içinin kütlesinin az olması ve dolayısıyla yüksekliğin az olması gerekir diyordum da yükseklik az olursa hacimde azalır bu yüzden bir şey değişmez.
burtay-mutlu-shibumi-tr6061
Iııı..Sorunuzun bu kısmı bana hala cevaplanabilecek bir şey gibi gelmedi... Anlayamıyorum.
turker-turksever2890
; iki kap düşün, biri sıvı dolu diğeri de boş ve aralarında bir boru var. Borudan aktarılan sıvının hızının artması için sıvı dolu kaptaki sıvının basıncının artması gerekir (Tabii başka yöntemlerde var ama basınca değiniyorum) Basınç artması için de yüksekliğin artması gerekir. Ama yükseklik artarsa kütle de artar ve bu yüzden borudaki sıvının miktarı da artacağından sıvı aktarımı daha uzun sürede gerçekleşir diye düşünüyordum ama yükseklik artarsa kütle ile beraber hacmin de artacağını unutmuşum ;)
burtay-mutlu-shibumi-tr6061
Yükseklik artması ile kütle artmaz ki...??
Kütle (molekül düzeyinde) üzerindeki yerçekimi ivmesi daha uzun süre etki ettiği için akışkanın hızı artar. Yani momentumu artar. Artan momentum ile kütleyi karıştırmayın.
(Ek ve konu ile direk alakalı olmayan bilgi: Bir akışkan dar bir kanaldan geçerken, akışkanın hızı artar, basıncı düşer. Kılcal damar sistemi buna dayanır. Mesela peçete ile su aktarırken)
Konuyu basitleştirelim. 10 kg suyu, çapı 1 cm bir hortumla aktardığınızı düşünelim. (Hacim = πr^2h den yaklaşık 32 metre boru bu suyu tamamen kapsar.)
Yani 32 metre yukarıdan bıraksanız 1 gr suyu 2,5 saniye sonra
aşağıya vardığında hızı 25 m/s civarı olacak.. Yani momentumu ile uyguladığı kuvvet 25 gr civarı olacak.
1 gr suyun düştüğü yol ile kazandığı momentum yanında, boru tam dolu olduğu için yerçekimi ivmesinden kaynaklanan birim başı (yüksekliğin her santiminden) kazanılan momentum da bunun üzerine basıç olarak eklenecek. Bunun hesabını unuttum. Ama sonucu hatırlıyorum.
Sonuç: Borudan çıkan suyun basıncı, borudaki su miktarı yarı yüksekliğe gelene kadar artan, ardından azalan oranda olacak.
(Başka bir soru içindi; Sadece akvaryum boruları, şırınga iğnesi ve yerçekimi ivmesi kullanarak 1 kg suyun ne kadarını? ve nasıl? iç basıncı 2 atm olan bir kaba doldurabiliriz? şeklinde idi...)
turker-turksever2890
Hmm... Ama kabın yüksekliği artıyorsa kütlenin de artmaz mı? Benim kafam oraya takıldı
destroyer6419
Burtay söylediğin herşey yanlış. İnternette çok güzel ilkokul ve lise seviyesinde dersler var onları izlemeni tavsiye ediyorum.
Soruya gelirsek. Sıvının kabın tabanına uyguladığı basınç P = hdg. h=yükseklik, d=sıvının yoğunluğu g=yerçekimi ivmesi.
Sorduğun soruya göre kaba su eklemek dediğin gibi toplam kütleyi doğal olarak da hacmi artıracağı için basınç artar. Mesela M kadar sıvı ekleyelim. M kadar sıvı d yoğunluğunda ise M/d kadar hacim kaplar. çünkü yoğunluk = kütle/hacim. Kap düzgün ve taban alanı A olursa, yükselteceği su miktarı V/A = (M/d)/A = M/(d A) kadar olur. Yani sıvının yeni basıncı:
P = [h+M/(d A) ]*d*g
burtay-mutlu-shibumi-tr6061
Aferin be destroyer...:-)
burtay-mutlu-shibumi-tr6061
@ Türker Türksever; Ama kabın yüksekliği artıyorsa kütlenin de artmaz mı? Benim kafam oraya takıldı...
Hayır. Kütle her durumda sabit. Kütle miktarı değişmez. Sadece yüksekliğe göre aktaracağı enerji miktarı (basınç) değişir.
Kabın yüksekliği sadece hareketin nereden başladığıyla alakalı.
Sözgelimi: 10 metre uzunlukta bir borudan, 10 metre yüksekten, 10 kg su aktardığını düşünelim,
Eğer suyu boru tamamen boş iken serbest bırakırsan alacağın sonuç ile boruyu su ile doldurup sonra aşağıdaki ucunu açarsan alacağın sonuçlan aynı olmayacak.
(ikinci durumda destroyerîn verilerinden faydalanabilirsin ama biraz daha eklemelisin)..
Önemli değil, her iki durumda da 10 kg su kütlesi, 10 kg.dir. Kütle değişmez. Sadece hareketine göre aktardığı enerjisi değişir. İstersen 100 metre yukarıda olsun, ister 1 metre, kütle aynıdır. Değişmez.
morgan4658
Turker yuksekligi arttirmak derken, sivi dolu kabi baska bir kap ile degistirmeyi mi kastefiyorsun?
turker-turksever2890
Yüksekliği arttırmak derken kastettiğim şey aslında kabın genişliğiyle vb. hiç oynamadan direk boyuna arttırmak.
morgan4658
Yani mesela 2 metre dolu kap yerine, 5 metre dolu kap mi? Yani su ekliyorsun.Mu?
turker-turksever2890
@Burtay Mutlu, kabın yüksekliğini arttırınca kütle de artar derken şunu kastetmek istedim; şöyle düşün, kabın yüksekliğini arttırdığımızda hacmi de artar ve tabii ki içinde bulunan su miktarı hacimle beraber bir anda aratmaz da hacmi dolduran kütle, hacim artacağından dolayı aynı oranda artar. Sormaya çalıştığım soru aslında sıvı aktarımının daha hızlı gerçekleşmesi için ilk başta sıvı dolu olan kabın sıvı basıncını arttırmak gerektiğini ve kütle de basınçla doğru orantılı olduğundan kütlenin de artması gerektiğini ama kütle artarsa bu sefer de sıvı aktarımının daha yavaş olup olmayacağıydı. Sonra aklıma yükseklik geldi. Yükseklik de artarsa basınç artar ama hacim de artar ve hacmi doldurmak için kütle de artmaz mı? (Gerekirse ek olarak sıvı eklenecek)
turker-turksever2890
@morgan, tam olarak öyle
morgan4658
Simdi sorunu anladim.
p=h.d.g gayet iyi diyorsun, ve diyorsun ki bosaltmaya baslayinca ama 1 saniye sonra bu yukseklik azalacak,
Bu ne kadar surecek ?
Oysa diyorsun bunun yerine 2 damla birsey kalana kadar siviyi azaltsam, sure daha mi kisa olur?
Olay bu mu Turker ?
burtay-mutlu-shibumi-tr6061
Hala, sorudaki bir bölümde kasdı sanırım doğru anlamadım.
O yüzden şöyle bir deneyimimi paylaşayım.
Evde 19 litrelik bidonundan tortuyu ayıklamak için, başka bir bidona sıvı aktarıyorum. (Yaklaşık 0.5 cm çapında) İlk bidon (aktarılacak sıvıyı içeren) ikinciden ne kadar yüksekte ise aktarım hızı ve şiddeti o kadar fazla oluyor. Aralarındaki yükseklik (kaplardaki sıvı yüzeyleri arasında) farkı azaldıkça, aktarım hızı yavaşlıyor.
(İkisi arasındaki açık hava basıncı farkı görmezden gelinecek kadar düşük)
Burada aktarılan sıvının ne kadar kütle sahibi olduğunun bir önemi yok. Yükseklik farkı önemli. Yükseklik artıkça, sıvının hızı artar.
Yüksekteki bidona sonradan sıvı eklesemde, eklemesemde, g sabit olduğu için, aşağıdaki boru ucundan çıkan sıvının hızı hep yükseklik farkına bağımlı.
Dilerim işine yarar.
morgan4658
Burtay Bey,
Ilk once benim de yanildigim yerde yanildiniz ( soru cunku o sekilde algilanmasini sagliyor)
SOrudaki yukseklik, ilk kabin yuksekligi, iki kap arasindaki yukseklik farki degil
iki kabin arasindaki fark ne olursa olsun,soru ilk kabin secimini iceriyor.
turker-turksever2890
Aynen aktarılan su derken, iki kap arasında içi başta su dolu olan kap, demek istemiştim.
