Підручник Фізика 7 клас - Бойко М.П. - 2015 рік

Розділ 3 ВЗАЄМОДІЯ ТІЛ. СИЛА

§ 42. ЗАСТОСУВАННЯ СПОЛУЧЕНИХ ПОСУДИН В ТЕХНІЦІ

Прикладами сполучених посудин, якими ми часто користуємося, є чайник, садова лійка та ін. У носику чайника і в самому чайнику рівень води однаковий. Тому, нахиливши чайник і опустивши його носик нижче від цього горизонтального рівня, можемо налити воду в склянку чи чашку. На цій же особливості сполучених посудин ґрунтується дія водяного рівня, яким користуються для проведення горизонтальних ліній під час виконання будівельних робіт. Такий рівень являє собою дві прозорі скляні або пластикові трубки, з’єднані довгою гнучкою трубкою. Позначивши необхідний рівень на стіні чи на місцевості, піднімають або опускають трубку Б, домагаючись, щоб рівень води у трубці А збігався з відповідною відміткою на стіні будинку чи лінійці (мал. 3.88). Тоді за рівнем води у трубці Б роблять другу відмітку й проводять горизонтальну лінію.

Мал. 3.88

Мал. 3.89

За законом сполучених посудин діють водомірні скляні трубки на парових котлах (мал. 3.89) і покажчики рівня води в чайниках. Щоб вода піднімалася в квартири, розташовані на різних поверхах будинків, у системах постачання води (водогонах) використовують водонапірні башти. У башті (мал. 3.90) розташовують великий бак 2, в який за допомогою насоса 1 закачують воду. Бак з’єднують із водопроводом, що подає воду в будинки 3.

Мал. 3.90

Ще одним прикладом застосування сполучених посудин є шлюзи. Щоб скоротити шлях суднам від однієї водойми до іншої, будують канали. Рівні води у водоймах, які з’єднують каналами, можуть бути різними. Так, рівень води в озерах, через які проходить Панамський канал (з’єднує Тихий та Атлантичний океани), на 26 м вищий, ніж рівень води в океанах. Тому судна потрібно піднімати до рівня озер і опускати перед виходом в океан. У багатьох країнах світу, у тому числі й Україні, на великих ріках побудовано потужні гідроелектростанції, греблі яких перегороджують русла річок, утворивши штучні моря. Рівень води в морях перед греблями (верхній б’єф) інколи на десятки метрів вищий, ніж у річках нижче від гребель (нижній б’єф). Для піднімання і опускання суден на каналах і біля гребель будують шлюзи.

На мал. 3.91 показано один із шлюзів Панамського каналу, що має три камери. Усі вони з’єднані між собою і водоймами, вище й нижче від шлюзу, спеціальними перепускними трубами, через які вода з однієї камери може перетікати в іншу. Між камерами шлюзу встановлюють ворота, які відкриваються, коли рівень води у них вирівнюється. Тоді судно може перейти з однієї камери в іншу. Якщо судну необхідно опуститися з верхньої водойми до нижньої, воно заходить у першу шлюзову камеру, вхідні ворота якої відкриті і рівень води у ній такий самий, як і у водоймі. Потім вхідні ворота закриваються, а затвори перепускних труб, по яких з першої шлюзової камери вода перетікає у другу, відкриваються. Рівень води у першій камері разом із судном опускається, а в другій — піднімається. Коли вода в них досягає однакового рівня, відкриваються ворота між камерами і судно переходить у другу камеру. Так само здійснюється перехід у третю шлюзову камеру. Після відкриття затворів вода з цієї камери витікає в нижню водойму, судно опускається, відкриваються вихідні ворота і воно продовжує свій рух. Піднімання здійснюється у зворотному порядку.

Мал. 3.91

Мал. 3.92

В Україні на гідроелектростанціях Дніпровського каскаду теж побудовано шлюзи для проходу суден (мал. 3.92). Здебільшого вони однокамерні. Судно після входу в камеру і закриття воріт відразу опускається чи піднімається до потрібного рівня (з рівня водосховища до рівня води за греблею).