Η αντλία και η ισχύ της

Σχετικά έγγραφα
Η αντλία και η ισχύ της

5.1 Μηχανική των ρευστών Δ.

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 4- ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ( ) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΡΕΥΣΤΑ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗΝ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΡΕΥΣΤΩΝ

ΨΗΦΙΑΚΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΑ ΒΟΗΘΗΜΑΤΑ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΕΝΟΤΗΤΑ 3: Η ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΚΑΙ Η ΕΞΙΣΩΣΗ BERNOULLI ΛΥΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Β

Διαγώνισμα Φυσικής Γ Λυκείου ~~ Ρευστά ~~ Λύσεις

Διατήρηση της Ενέργειας - Εξίσωση Bernoulli. Α. Ερωτήσεις Πολλαπλής Επιλογής

5.1 Μηχανική των ρευστών Γ.

5.1 Μηχανική των ρευστών Γ.

μεταβάλλουμε την απόσταση h της μιας τρύπας από την επιφάνεια του υγρού (π.χ. προσθέτουμε ή αφαιρούμε υγρό) έτσι ώστε h 2 =2 Α 2

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Σελίδα 1 από 6

Διαγώνισμα Φυσικής Γ Λυκείου ~~ Ρευστά ~~

Διαγώνισμα Φυσικής Γ Λυκείου 5/3/2017

Διαγώνισμα Γ Λυκείου Θετικού προσανατολισμού. Διαγώνισμα Ρευστά. Τετάρτη 12 Απριλίου Θέμα 1ο

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 4- ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ( ) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΡΕΥΣΤΑ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΨΗΦΙΑΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΒΟΗΘΗΜΑ «ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ» 4 o ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΜΑΡΤΙΟΣ 2017: ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ

A3. Το δοχείο του σχήματος 1 είναι γεμάτο με υγρό και κλείνεται με έμβολο Ε στο οποίο ασκείται δύναμη F.

Δυναμική των ρευστών Στοιχεία θεωρίας

5.1 Μηχανική των ρευστών Γ.

ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ

Ονοματεπώνυμο: Μάθημα: Ύλη: Επιμέλεια διαγωνίσματος: Αξιολόγηση: Φυσική Προσανατολισμού Ρευστά Ιωάννης Κουσανάκης

5.1 Μηχανική των ρευστών.

4.1.α. Κρούσεις. Κρούσεις Ενέργεια Ταλάντωσης και Ελαστική κρούση Κρούση και τριβές Κεντρική ανελαστική κρούση

θα πρέπει να ανοιχθεί μια δεύτερη οπή ώστε το υγρό να εξέρχεται από αυτήν με ταχύτητα διπλάσιου μέτρου.

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΤΕΛΙΚΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ Θέμα 1ο. Θέμα 2ο

Ορμή και Δυνάμεις. Θεώρημα Ώθησης Ορμής

Διαγώνισμα Γ Λυκείου Θετικού προσανατολισμού. Διαγώνισμα Ρευστά - Μηχανική Στερεού Σώματος. Κυριακή 5 Μαρτίου Θέμα 1ο

Μιχαήλ Π. Μιχαήλ Φυσικός

Ασκήσεις Επαγωγής. 2) Νόμος της επαγωγής και φορά του ρεύματος.

Διατήρηση της Ύλης - Εξίσωση Συνέχειας

Έργο-Ενέργεια Ασκήσεις Έργου-Ενέργειας Θεώρηµα Μεταβολής της Κινητικής Ενέργειας. ΘΜΚΕ Μεταβλητή δύναµη και κίνηση

3. Τριβή στα ρευστά. Ερωτήσεις Θεωρίας

Κρούσεις. Ομάδα Γ. Κρούσεις Ενέργεια Ταλάντωσης και Ελαστική κρούση Κρούση και τριβές Κεντρική ανελαστική κρούση

ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ

Ερωτήσεις Επαγωγής µε δικαιολόγηση

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου 1ο Επαναληπτικό Ενδεικτικές Λύσεις Θέµα Α

1.1. Μηχανικές Ταλαντώσεις. Ομάδα Ε.

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ 12 ΙΟΥΝΙΟΥ 2017 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ. (εξεταστέα ύλη: κρούσεις, ελατήρια, μηχανική ρευστών, κινηματική στερεού, φαινόμενο Doppler)

Ένα μηχανικό σύστημα και κρούση.

ΨΗΦΙΑΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΒΟΗΘΗΜΑ «ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ» 4 o ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΜΑΡΤΙΟΣ 2019: ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΡΕΥΣΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ - Μέρος Β

Η δυναμική ενέργεια ελαστικότητας και το μονωμένο σύστημα..

ΘΕΜΑΤΑ Γ. α. υ 1 =0,2m/s, β. h 2 =12cm, γ. Δp=300Pa

4.1. Κρούσεις. Κρούσεις. 4.1.Ταχύτητες κατά την ελαστική κρούση Η Ορμή είναι διάνυσμα. 4.3.Κρούση και Ενέργεια.

ΨΗΦΙΑΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΒΟΗΘΗΜΑ «ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ» 4 o ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΜΑΡΤΙΟΣ 2018: ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

Θέμα Α Στις ερωτήσεις A1 - A4, να γράψετε τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα σε κάθε αριθμό το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

1.1. Μηχανικές Ταλαντώσεις. Ομάδα Ε.

Ασκήσεις Επαγωγής. i) Να υπολογιστεί η ροή που περνά από το πλαίσιο τη χρονική στιγµή t 1 =0,5s καθώς και η ΗΕ από

Παραδείγµατα ροής ρευστών (Moody κλπ.)

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο ΡΕΥΣΤΑ ΣΕ ΚΙΝΗΣΗ

ii) 1

Ασκήσεις Επαγωγής. 1) Ο νόμος της επαγωγής. 2) Επαγωγή σε τετράγωνο πλαίσιο. 1

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο ΡΕΥΣΤΑ ΣΕ ΚΙΝΗΣΗ

υ r 1 F r 60 F r A 1

Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση και να δικαιολογήσετε την επιλογή σας. έμβολο Ε 1 ασκούνται επιπρόσθετα οι εξής

ΑΡΧΗ 1ης ΣΕΛΙΔΑΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ : ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΤΑΞΗ : Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΠΕΡΙΟΔΟΥ : ΜΑΡΤΙΟΣ 2018 ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ : 6

Να υπολογίσετε τη μάζα 50 L βενζίνης. Δίνεται η σχετική πυκνότητά της, ως προς το νερό ρ σχ = 0,745.

1.1. Μηχανικές Ταλαντώσεις. Ομάδα Στ.

Κινηματική ρευστών. Ροή ρευστού = η κίνηση του ρευστού, μέσα στο περιβάλλον του

ΦΥΣΙΚΗ Ο.Π. ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ ΘΕΜΑ Α Ι. Α1.Β Α2.Γ Α3. Α Α4. Α ΙΙ. 1.Σ 2.Σ 3.Λ 4.Σ 5. Λ

2. Ρευστά σε κίνηση ΘΕΜΑΤΑ ΘΕΩΡΙΑΣ

2.1 Τρέχοντα Κύµατα. Οµάδα.

2.2. Ασκήσεις Έργου-Ενέργειας. Οµάδα Γ.

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ. ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Περί κύλισης και τριβής.

Μερικές εισαγωγικές ερωτήσεις στα ρευστά.

Ασκήσεις Επαγωγής. i) Να υπολογιστεί η ροή που περνά από το πλαίσιο τη χρονική στιγµή t 1 =0,5s καθώς και η ΗΕ από

Στο διπλανό σχήμα το έμβολο έχει βάρος Β, διατομή Α και ισορροπεί. Η δύναμη που ασκείται από το υγρό στο έμβολο είναι

ΕΝΟΤΗΤΑ 2: ΡΕΥΣΤΑ ΣΕ ΚΙΝΗΣΗ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΤΗΣ ΥΛΗΣ ΚΑΙ ΕΞΙΣΩΣΗ ΣΥΝΕΧΕΙΑΣ ΛΥΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Β

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου 1ο Επαναληπτικό (24 Μαρτίου 2019) Ενδεικτικές Λύσεις Θέµα Α

ΡΕΥΣΤΑ. Φυσική Θετικού Προσανατολισμου Γ' Λυκείου

ΦΥΣΙΚΗ Ο.Π. ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ

[1, N/m 2, 0,01m, 101, N/m 2, 10g]

Εργαστηριακή άσκηση: Σωλήνας Venturi

ΦΥΣΙΚΗ Ο.Π. ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

11 η ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ

Σχολική Χρονιά Πανελλήνιες Πανελλήνιες Εξετάσεις - 12 Ιουνίου Φυσική Θετικού Προσανατολισµού Ενδεικτικές Λύσεις.

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΗ ΥΛΗ: ΡΕΥΣΤΑ -ΣΤΕΡΕΟ 24/02/2019

Μακροσκοπική ανάλυση ροής

Α.Σ.ΠΑΙ.Τ.Ε. / ΤΜΗΜΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΥ 2014 ΜΑΘΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗ Ι Μαρούσι Καθηγητής Σιδερής Ε.

ΑΓΩΓΟΣ VENTURI. Σχήμα 1. Διάταξη πειραματικής συσκευής σωλήνα Venturi.

Δυναμική. Ομάδα Γ. Δυναμική Κατακόρυφη βολή και γραφικές παραστάσεις Κατακόρυφη βολή και κάποια συμπεράσματα.

Μηχανική των Ρευστών. Επιµέλεια: ρ. Μιχάλης Ε. Καραδηµητρίου, Φυσικός.

Γιο Γιο σε Τροχαλία και μια Ολίσθηση που μετατρέπεται σε Κύλιση

9 o Γ.Λ. ΠΕΙΡΑΙΑ ιαγώνισµα ΦΥΣΙΚΗΣ (2) 0. Καλή Επιτυχία. Ονοµατεπώνυµο:... Πειραιάς /5 / 2007

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ 2019 ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ. Ρευστά. Επιμέλεια: ΑΓΚΑΝΑΚΗΣ A.ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ, Φυσικός.

Ασκήσεις στην Μηχανική των Ρευστών

3.2. Διατήρηση της Ορμής. Ομάδα Γ.

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ. Διάρκεια εξέτασης: sec ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ:

Ρευστά σε Κίνηση. Επιµέλεια: ρ. Μιχάλης Ε. Καραδηµητρίου, Φυσικός.

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΘΕΤΙΚΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΟΛΗ Η ΥΛΗ (Μέχρι στροφορμή) ΚΥΡΙΑΚΗ 25 ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΥ 2018

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ 17/4/2016 ΘΕΜΑ Α

0. Ασκήσεις επανάληψης.

Το Θ.Μ.Κ.Ε. και η σύνθετη κίνηση

Προτεινόµενα θέµατα: / / / 14.ε9

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Επαναληπτικά Θέµατα Φυσικής Ενδεικτικές Λύσεις Θέµα Α

9 o Γ.Λ. ΠΕΙΡΑΙΑ Test ΦΥΣΙΚΗΣ. (2) υ 2. υ 1. Καλή Επιτυχία. Ονοµατεπώνυµο:... Πειραιάς 19/2 / 2008

Transcript:

Η αντλία και η ισχύ της Κατά την προηγούµενη χρονιά είχα αναρτήσει τρία θέµατα µε αντλίες, τα οποία διαπίστωσα ότι δύσκολα περπάτησαν, αφού θεωρήθηκαν δύσκολα. Ας πάρουµε λοιπόν τα πράγµατα από την αρχή, να δούµε ποιος είναι ο ρόλος µιας αντλίας. Στα παρακάτω θεωρούµε το νερό ιδανικό ρευστό, πυκνότητας ρ1.000kg/m 3 και τις ροές µόνιµες και στρωτές. Η αοσφαιρική πίεση είναι α 10 Ν/m, ενώ g10m/s. Εφαρµογή 1 η : Η αντλία του σχήµατος, είναι προσκολληµένη στον τοίχο µιας δεξαµενής, από την οποία αντλεί νερό, από µια περιοχή κοντά στην επιφάνεια και το οποίο διοχετεύει µε οριζόντιο σωλήνα διατοµής cm. Αν η παροχή είναι ίση µε 0,4L/s, να υπολογιστεί η ισχύς της αντλίας. 1 Α υ r Με βάση το σχήµα, ο ρόλος της αντλίας είναι να µεταφέρει το νερό από την περιοχή 1. στην περιοχή., προσδίδοντάς και κάποια ταχύτητα. Συνεπώς άσχετα µε το µηχανισµό µεταφοράς του νερού, δίνει σε µια 1 ποσότητα νερού µάζας dm, κατά τη µεταφορά, κινητική ενέργεια dk dm υ. Οπότε ο ρυθµός µε τον οποίο παρέχει ενέργεια στο νερό, η ισχύς της αντλίας, είναι ίσος: dk Όπου Π η παροχή της αντλίας. 1 dm υ 1 ρdv υ dv ρ υ ρ υ (1) Όµως αν η ταχύτητα εκροής του νερού είναι υ, τότε η παροχή είναι ίση µε ΠΑυ, οπότε Αξίζει να σηµειωθούν δυο πράγµατα: 3 Π 0,4 10 υ m/ s m/ s και 4 A 10 3 1 Π ρ υ 0,4 10 1.000 W 0,8W 1) Ο σωλήνας έχει σταθερή διατοµή, οπότε η ταχύτητα του νερού κατά µήκος του, έχει σταθερή τιµή. Έτσι η ταχύτητα εκροής στο άκρο του σωλήνα, είναι ίση και µε την ταχύτητα του νερού στην έξοδο της α- ντλίας, περιοχή. ) Η πίεση στο άκρο του σωλήνα εκροής, είναι ίση µε την αοσφαιρική, όση είναι και στην έξοδο της α- ντλίας, µε βάση την εξίσωση Bernoulli. Αλλά και στην περιοχή 1., από όπου αντλεί το νερό η αντλία, η πίεση είναι επίσης ίση µε την αοσφαιρική, συνεπώς η παρουσία της αντλίας δεν προκαλεί καµιά µεταβολή πίεσης και η ισχύς της δεν συνδέεται µε πιέσεις. www.ylikonet.gr 1

Εφαρµογή η : Η αντλία του σχήµατος, είναι προσκολληµένη στον τοίχο µιας δεξα- µενής, από την οποία αντλεί νερό, από µια περιοχή κοντά στην επιφάνεια και το οποίο διοχετεύει σε σωλήνα σταθερής διατοµής cm. Αν η παροχή είναι ίση µε 0,4L/s, ενώ το νερό ανέρχεται κατά hm να υπολογιστεί η ισχύς της αντλίας. Με βάση την προηγούµενη εφαρµογή το νερό, εξέρχεται ξανά µε ταχύτητα υm/s, αφού η παροχή παραµένει η ίδια, αλλά τότε και η αύξηση της κινητικής του ενέργειας, θα είναι επίσης ίδια. Η µόνη διαφορά είναι ότι αντλία µεταφέροντας το νερό σε ύψος h του αυξάνει και τη δυναµική ενέργεια. Με άλλα λόγια η ενέργεια που παρέχει η αντλία στο νερό, θα εµφανιστεί εν µέρει ως κινητική και εν µέρει ως δυναµική ενέργεια του νερού. Αλλά τότε η ισχύς της αντλίας θα είναι ίση: Με αντικατάσταση: Σχόλια: dk du 1 dm υ dm gh 1 ρdv υ ρdv gh dv dv ρ υ ρgh ρ υ ρgh () 3 Π ρ υ ρgh 0,4 10 1.000 1.000 10 W 8,8W 1) Αν συγκρίνουµε τις εξισώσεις (1) και () βλέπουµε ότι διαφέρουν κατά ρgh Π, ή αν προτιµάτε, η ισχύς από την τιµή 0,8W, πήγε στα 8,8W, όπου αυτά τα επιπλέον 8W, αντιστοιχεί στην ενέργεια (ανά µονάδα χρόνου) που η αντλία παρέχει στο νερό, για να το ανεβάσει σε ύψος h. Το µέρος αυτό της ισχύος δίνει ο προσθετέος: ( gh) 8W Π ρ (3) ) Αν πάρουµε την εξίσωση Bernoulli για τη ροή από τη θέση () µέχρι την έξοδο, έχουµε: 1 1 ρυ ρυ Αλλά αφού ο σωλήνας έχει σταθερή διατοµή, υ υ, οπότε η παραπάνω εξίσωση γίνεται: Τι µας λέει η παραπάνω εξίσωση; ρgh (4) ρgh 1 r υ h www.ylikonet.gr

Ότι η αντλία, για να µπορέσει να ανεβάσει σε ύψος h το νερό, δηµιουργεί στην έξοδό της, αυξηµένη πίεση. Έτσι ενώ στην 1 η εφαρµογή οι πιέσεις στις περιοχές 1. Και. ήταν ίσες µε την αοσφαιρική πίεση, τώρα στην είσοδο έχουµε 1 10 Ρα, ενώ στην έξοδο της αντλίας (περιοχή.): ( 10 1.000 10 ) 1, 10 ρgh 3) Αν µετασχηµατίσουµε την (4), µπορούµε να πάρουµε ρgh οπότε η () γράφεται: ( ) 1 ρ υ () Όπου στην παραπάνω µορφή, θα µπορούσαµε να διαπιστώσουµε, δύο προσθετέους. Ο πρώτος µετράει το µέρος της παρεχόµενης ισχύος, που εµφανίζεται ως κινητική ενέργεια, ενώ το δεύτερο το έργο που παράγει πάνω στην ποσότητα του νερού, η δύναµη που δέχεται, λόγω πίεσης. Αν δηλαδή επιθυµούσαµε να µιλήσουµε µε όρους έργου-ενέργειας, κατά την άνοδο µιας µάζας dm νερού, το έργο του βάρους είναι W w -dm gh, οπότε για να µπορεί να µετακινηθεί µε σταθερή ταχύτητα, απαιτείται και κάποια άλλη δύναµη που να παράγει έργο W 1 dm gh. Αυτή η δύναµη ασκείται στο νερό από την αντλία! Πώς; Εξασφαλίζοντας αυξηµένη πίεση στην έξοδό της. Εφαρµογή 3 η : Η αντλία του σχήµατος, είναι προσκολληµένη στον τοίχο µιας δεξα- µενής, από την οποία αντλεί νερό, από µια περιοχή κοντά στην επιφάνεια και το οποίο διοχετεύει σε σωλήνα αρχικής διατοµής Α 1 cm, ο οποίος στη συνέχεια στενεύει, µε αποτέλεσµα η διατοµή της φλέβας στην έξοδο να είναι Α 1cm. Αν η παροχή είναι ίση µε 0,4L/s, να υπολογιστεί η ισχύς της αντλίας. Και στην περίπτωση αυτή, όλη η ενέργεια που παρέχει η αντλία µετατρέπεται σε κινητική ενέργεια του νερού, συνεπώς από την εξίσωση (1) έχουµε: ρ υ Όπου υ η τελική ταχύτητα ροής στην έξοδο του σωλήνα, για την οποία έχουµε: Αλλά τότε η ισχύς της αντλίας είναι: υ Π 0,4 10 A 1 10 3 4 m/ s 4m/ s 1 3 3 ρ υ 1.000 4 W 3,W Βλέπουµε δηλαδή 4πλάσια ισχύ σε σχέση µε την 1 η εφαρµογή. Σχόλια: 1 Α www.ylikonet.gr 3 υ r

1) Από την εξίσωση της συνέχειας µεταξύ της διατοµής της φλέβας στην περιοχή. και στην έξοδο από το σωλήνα παίρνουµε: υ υ 1 Aυ υ A1 1 m/ s Η ταχύτητα δηλαδή του νερού στην έξοδο της αντλίας, είναι ίση και µε τις δυο πρώτες περιπτώσεις. Πράγµα που σηµαίνει ότι το «πέρασµα» του νερού από την αντλία, έγινε µε τον ίδιο ακριβώς τρόπο, ό- πως και πριν, οπότε η ισχύς που παρείχε η γεννήτρια ήταν ξανά ) Αλλά τότε τι ακριβώς έγινε µε τα υπόλοιπα,4w; ρ υ1 0,8W. 3,1 Ας πάρουµε την εξίσωση Bernoulli κατά µήκος µιας ρευµατικής γραµµής για την θέση. και την έξοδο: Βρίσκουµε ότι: 1 1 ρυ1 ρυ 1 1 1 ρυ ρυ1 10 1.000( 4 ) 1,06 10 Τι σηµαίνει αυτό; Ότι λόγω στενέµατος του σωλήνα, στην περιοχή. η πίεση είναι αυξηµένη και αυτή την αύξηση πρέπει να την εξασφαλίσει η αντλία. Αλλά τότε παράγεται έργο, από την αντλία, µέσω πίεσης: W ( ) V Πράγµατι η αντίστοιχη ισχύς, ας την ονοµάσουµε Ρ α3, είναι: 3, ( ) V ( ) 3, ( ) 3 ( 1,06-1) 10 W,4W Όση ήταν αυτή που µας έλειπε! 3) Αλλά τότε, µε βάση τα προηγούµενα θα µπορούσαµε να «αγνοήσουµε» το στένωµα του σωλήνα και τι γίνεται µετά την έξοδο και αντί να πάρουµε την ισχύ της αντλίας από την εξίσωση (1) να χρησιµοποιήσουµε την () γράφοντας: ( ) 1 ρ υ1 (6),3 Χρησιµοποιώντας δηλαδή την ταχύτητα και την πίεση στην έξοδο της αντλίας. Εφαρµογή 4 η : Η αντλία του σχήµατος, είναι προσκολληµένη στον τοίχο µιας δεξαµενής, από την οποία αντλεί νερό, από µια περιοχή κοντά στην επιφάνεια και το οποίο διοχετεύει σε σωλήνα αρχικής διατοµής cm και τελικής www.ylikonet.gr 4

1cm. Αν η παροχή είναι ίση µε 0,4L/s, ενώ το νερό ανέρχεται κατά r υ hm να υπολογιστεί η ισχύς της αντλίας. h 1 Με βάση τα προηγούµενα υ4m/s, ενώ υ m/s. Ας πάµε τώρα ανάποδα! Ας πάρουµε την εξίσωση Bernoulli κατά µήκος µιας ρευµατικής γραµµής για την θέση. και την έξοδο: Οπότε βρίσκουµε ότι: 1 1 ρυ ρυ ρ gh 1 1 ρυ ρυ gh ρ 1 10 1.000( 4 ) 1.000 10 1,6 10 Αλλά τότε η ισχύς της γεννήτριας υπολογίζεται από την εξίσωση (6) ασχολούµενοι µόνο µε την αντλία και αδιαφορώντας για το τι συµβαίνει από εκεί και πέρα:,4 1 ρ υ ( ),4 1 3 3 1.000 W (1,6 1)10 W Σχόλια:, 4 Χρειάζεται να ερµηνεύσουµε το αποτέλεσµα; 0,8W 10,4W 11,W εν έχετε παρά να δείτε τους δύο παραπάνω προσθετέους! Ο πρώτος (0,8W) δείχνει την ισχύ που µετατρέπεται σε κινητική ενέργεια του νερού στην περιοχή., ίδια σε όλες τις περιπτώσεις. Ο δεύτερος (11,W) µας µετράει το έργο που παράγει η αντλία, µέσω πίεσης στο νερό: για να µπορέσει να το ανεβάσει στα δύο µέτρα (8W), εξουδετερώνοντας το έργο του βάρους (εφαρ- µογή ), για να αυξήσει την κινητική του ενέργεια κατά,4w στο στένωµα (εφαρµογή 3). Υλικό Φυσικής-Χηµείας. Ε ειδή το να µοιράζεσαι ράγµατα, είναι καλό για όλους Επιµέλεια: ιονύσης Μάργαρης www.ylikonet.gr

www.ylikonet.gr 6