Автор Тема: Пузырек в бочке с водой  (Прочитано 8803 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн снн

  • Эксперт
  • ******
  • Сообщений: 1605
    • Просмотр профиля
Re: Пузырек в бочке с водой
« Ответ #30 : 20 Июль 2016, 10:41:05 »
Есть герметично закрытая бочка с водой, так что над верхней поверхностью воды нет воздушной прослойки. Однако на дне бочки есть маленький пузырек воздуха. В какой-то момент этот пузырек отрывается от дна и всплывает. Как изменится давление на дно бочки?
Мне не понятно!

Если бочка герметична и на дне её пузырь, то давление в системе выравнено.

В какой такой МОМЕНТ пузырь может оторваться от дна? Это что: охлаждение, падение, вынос бочки на околоземную орбиту?
Если охлаждение, то давление должно меняться не только в пузыре, но и в самой жидкости :unknown:
А если падение и вынос - то всплытие пузыря сомнительно.

Объясните кто-нибудь :wall:
(ↄ)

Оффлайн Ygrek

  • Эксперт
  • ******
  • Сообщений: 1267
    • Просмотр профиля
Re: Пузырек в бочке с водой
« Ответ #31 : 20 Июль 2016, 11:05:55 »
Есть герметично закрытая бочка с водой, так что над верхней поверхностью воды нет воздушной прослойки. Однако на дне бочки есть маленький пузырек воздуха. В какой-то момент этот пузырек отрывается от дна и всплывает. Как изменится давление на дно бочки?
Мне не понятно!

Если бочка герметична и на дне её пузырь, то давление в системе выравнено.

В какой такой МОМЕНТ пузырь может оторваться от дна? Это что: охлаждение, падение, вынос бочки на околоземную орбиту?
Если охлаждение, то давление должно меняться не только в пузыре, но и в самой жидкости :unknown:
А если падение и вынос - то всплытие пузыря сомнительно.

Объясните кто-нибудь

Я думаю, что имеется ввиду ситуация, наподобие той, что имеет место при налитии шампанского в стакан, или просто водопроводной воды. И там и там, вода сначала была под повышенным давлением, точнее, газы над ней были под повышенным давлением, и растворились в воде до насыщения. Когда внешнее давление спало (открыли пробку или кран), то раствор газа стала перенасыщенным, и на всех стенках начали образовываться пузырьки, которые часами могут сидеть на стенках и не отрываться. Но если тряхонуть, ударить древком пионерского знамени по стенке, пнуть носком тапка сосуд, они отрываются и всплывают.
Вообще, такую ситуацию можно создать и искусственно. Например, через иголку шприца с воздухом медленно выдавливать воздух, и пузырёк какое-то время будет "сидеть на игле". А потом, рано или поздно, оторвётся. Ну, или просто растворится в воде.

Я уже начал думать над этой задачей, и у меня уже кое-какие мысли зреют. Скоро выскажусь. Опять со StrannikPiter вступим в жаркую полемику. Но не такую жаркую как Ваша "Эскалация напряжённости". До мухобоек не дойдёт. ;D ;D
« Последнее редактирование: 20 Июль 2016, 11:18:26 от Ygrek »
Пифагор сказал: "Ничему не удивляйся". Чё-то не получается.

Оффлайн снн

  • Эксперт
  • ******
  • Сообщений: 1605
    • Просмотр профиля
Re: Пузырек в бочке с водой
« Ответ #32 : 20 Июль 2016, 11:10:11 »
Но ведь бочку по условию задачи не вскрывали  и ничем проколы не делали. Упоминается какой-то загадочный МОМЕНТ.
(ↄ)

Оффлайн Ygrek

  • Эксперт
  • ******
  • Сообщений: 1267
    • Просмотр профиля
Re: Пузырек в бочке с водой
« Ответ #33 : 20 Июль 2016, 11:13:46 »
Но ведь бочку по условию задачи не вскрывали  и ничем проколы не делали. Упоминается какой-то загадочный МОМЕНТ.
Но ведь бочку по условию задачи не вскрывали  и ничем проколы не делали - Это не важно, как пузырёк появился. Он мог быть там и до начала "герметизации" бочки, а мог быть искусственно вдут через микродырочку в дне бочки уже после "герметизации" бочки.
Пифагор сказал: "Ничему не удивляйся". Чё-то не получается.

Оффлайн снн

  • Эксперт
  • ******
  • Сообщений: 1605
    • Просмотр профиля
Re: Пузырек в бочке с водой
« Ответ #34 : 20 Июль 2016, 11:17:08 »
Но ведь бочку по условию задачи не вскрывали  и ничем проколы не делали. Упоминается какой-то загадочный МОМЕНТ.
Но ведь бочку по условию задачи не вскрывали  и ничем проколы не делали - Это не важно, как пузырёк появился. Он мог быть там и до начала "герметизации" бочки, а мог быть искусственно вдут через микродырочку в дне бочки уже после "герметизации" бочки.
Что до или после - понятно. Каков МОМЕНТ для дальнейшего всплытия, если ему итак не плохо "сиделось" на дне? Или газовая среда в пузыре не стабильна?
(ↄ)

Оффлайн Ygrek

  • Эксперт
  • ******
  • Сообщений: 1267
    • Просмотр профиля
Re: Пузырек в бочке с водой
« Ответ #35 : 20 Июль 2016, 11:20:37 »
Что до или после - понятно. Каков МОМЕНТ для дальнейшего всплытия, если ему итак не плохо "сиделось" на дне? Или газовая среда в пузыре не стабильна?
Люблю, когда внимательно читают мои скрипты. Я писал:
"Но если тряхонуть, ударить древком пионерского знамени по стенке, пнуть носком тапка сосуд, они отрываются и всплывают."
Пифагор сказал: "Ничему не удивляйся". Чё-то не получается.

Оффлайн снн

  • Эксперт
  • ******
  • Сообщений: 1605
    • Просмотр профиля
Re: Пузырек в бочке с водой
« Ответ #36 : 20 Июль 2016, 11:22:25 »
 ;D
Ну тады это надо было огласить в условии. А то ведь люди в теме про охлаждение какое-то говорят)))
(ↄ)

Оффлайн Ygrek

  • Эксперт
  • ******
  • Сообщений: 1267
    • Просмотр профиля
Re: Пузырек в бочке с водой
« Ответ #37 : 20 Июль 2016, 11:27:04 »
Ну тады это надо было огласить в условии. А то ведь люди в теме про охлаждение какое-то говорят)))
Там много бреда и чуши наговорено. В частности, какая разница, как менялась или не менялась температура пузырика. Даже если он охладился до 1 К пока всплывал и заморозил собою всю воду в бочонке, то через небольшое время всё равно всё прогреется до комнатной температуры. Народ туповат просто, не зависимо от того, где учился. И я сам тоже яркий тому пример. :)
« Последнее редактирование: 21 Июль 2016, 05:14:00 от Ygrek »
Пифагор сказал: "Ничему не удивляйся". Чё-то не получается.

Оффлайн снн

  • Эксперт
  • ******
  • Сообщений: 1605
    • Просмотр профиля
Re: Пузырек в бочке с водой
« Ответ #38 : 20 Июль 2016, 11:34:28 »
Само слово "герметизация" наводит на мысль о непоколебимости системы. Мог ли пузырь взмыть к мечте об освобождении без внешнего воздействия?
Мог ли такой МОМЕНТ ( не уточненный в задаче, а следовательно не дающий основание на домыслы) наступить?
(ↄ)

Оффлайн Ygrek

  • Эксперт
  • ******
  • Сообщений: 1267
    • Просмотр профиля
Re: Пузырек в бочке с водой
« Ответ #39 : 20 Июль 2016, 12:06:20 »
Само слово "герметизация" наводит на мысль о непоколебимости системы. Мог ли пузырь взмыть к мечте об освобождении без внешнего воздействия?
Мог ли такой МОМЕНТ ( не уточненный в задаче, а следовательно не дающий основание на домыслы) наступить?
Если объём пузыря не растёт, и ничего на трясётся, то он скорее растворится, чем оторвётся. Но это не важно - раз сказано в условии, что оторвался, значит оторвался, и какая разница почему. А иначе Ваше "конкретное" восприятие условия задач напоминает мне всё то же супер-полено:

Мальвина - Буратино, у вас в кармане два яблока…
Буратино - Врёшь, ни одного.
Мальвина - Я говорю: предположим, у вас в кармане два яблока. Некто взял у вас одно. Сколько яблок у вас осталось?
Буратино - Два.
Мальвина - Подумайте хорошенько.
Буратино - Два.
Мальвина - Почему?
Буратино - Я не отдам Некту яблоко, пусть он даже дерётся!


Может, там рыбка плавает. Мелкие рыбки вообще любят во рту пузыри таскать. Я повадки почти всех аквариумных рыб, кроме сомиков, хорошо знаю. Вон, какой классный 120-литровый аквариум у меня был в старые добрые "лучшие" времена (это только Вам фотографии с "лебединым" дуэтом, как компенсация за сравнение восприятия с Буратиной. Эти две Львиноголовки ещё не такое вдвоём выделывали на других фото.  ;D):
« Последнее редактирование: 20 Июль 2016, 17:36:25 от Ygrek »
Пифагор сказал: "Ничему не удивляйся". Чё-то не получается.

Оффлайн StrannikPiter

  • Эксперт
  • ******
  • Сообщений: 1720
    • Просмотр профиля
Re: Пузырек в бочке с водой
« Ответ #40 : 20 Июль 2016, 13:01:10 »
Если бочка герметична и на дне её пузырь, то давление в системе выравнено.

В какой такой МОМЕНТ пузырь может оторваться от дна?

Если поплавок плотно прижат ко дну и вода под него не затекает, то на него Архимедова сила не действует и он всплывать не будет. С пузырьком похожая ситуация, прилипший ко дну пузырек вода прижимает сверху и не дает всплыть. Но на пузырек действует еще и давление воды с боков, которое пытается придать пузырьку шарообразную форму после чего он уже должен всплыть. Противодействуют этому эффекты смачивания. Поэтому чем больше пузырек, тем легче ему оторваться.
Если силы давления воды недостаточно, для преодоления "сил смачивания", то пузырек будет находиться в положении устойчивого равновесия и всплывать не будет. Но это равновесие аналогично равновесию костяшки домино, стоящей на торце. При малых возмущениях, система вернется в исходное состояние, но при бОльшем возмущении, равновесие нарушится и костяшка упадет (пузырек всплывет).
Если пузырек изначально находится на грани всплытия, то достаточно небольшого воздействия для нарушения равновесия. Этим воздействием может быть и небольшая вибрация и испарение воды внутрь пузырька, если изначально влажность воздуха в нем была низкая.

А я то спрашивал немного о другом, допустим пузырек уже оторвался от дна (к примеру от пинка по бочке),  но будет ли он всплывать, или повышающееся давление заставит его прижаться обратно ко дну?

Оффлайн Ygrek

  • Эксперт
  • ******
  • Сообщений: 1267
    • Просмотр профиля
Re: Пузырек в бочке с водой
« Ответ #41 : 20 Июль 2016, 15:06:20 »
А я то спрашивал немного о другом, допустим пузырек уже оторвался от дна (к примеру от пинка по бочке),  но будет ли он всплывать, или повышающееся давление заставит его прижаться обратно ко дну?
Я не понял, кого Вы спрашивали - только снн или вообще всех, но я, на всякий случай, кое-что скажу.
Я ещё совсем не готов высказываться по поводу этой задачи, и, может быть, я поменяю свою точку зрения потом, но, раз уж Вы спрашиваете, и из уважения к Вам, вот мои первые незрелые мысли (лично мои, я не претендую на истину), если Вам интересно.
Поспешу напомнить, что задача рассматривается (как мною, так, по идее, и "автором") чисто теоретически и идеализированно - вода не сжимается (а если растягивается, то путём появления новых пузырьков пара), не испаряется внутрь рассматриваемого пузырька; в пузырьке газ идеальный и не проникает в воду; стенки бочки как из 10-метровой толщины алмаза - бочка не меняет свою форму и объём.

Сражу скажу, что идея об удвоении давления на дно в результате всплытия внутри, например, 500-литровой бочки какого-то там мелкого пузырика диаметром 1 мм, мне кажется бредовой и нефизичной. Даже в идеализированном рассмотрении. Это как чисто интуитивно (что, конечно, не должно никого интересовать), так и вот по каким соображениям.

1) Будем следовать логике сторонников удвоения. Представим, что на дне не один пузырёк, а скажем, два, для начала. Когда первый всплыл, давление воды внизу удвоилось. Удвоится ли давление во втором пузырьке? Кто-то скажет, что нет. А почему нет? Что мешает второму пузырьку уменьшится в объёме вдвое? Ведь это всего-навсего газ! И пусть для компенсации уменьшения суммарного объёма вверху, где давление поменьше, появится новый пузырёк пара. Тогда, когда уже второй пузырёк всплывёт, давление внизу, по указанной логике, ещё раз удвоится, и станет 4-х кратным. Далее, а что, если на дне было не два, а десять, сто, тысяча пузырьков? Тогда, по геометрической прогрессии, при всплытии 100-го пузырька давление будет в 2100 раз выше первоначального! Всё логично, но разве это физично?
Даже если допустить, что давление в остающихся на дне пузырьках не удваивается (и вообще не меняется), то и в этом случае при всплытии последнего 100-го пузырька давление будет в 101 раз больше, что тоже не хило. Не плохой патент на девайс по созданию супервысокого давления!

2) Считается, что пузырёк после всплытия не увеличивает свой объём из-за несжимаемости воды (что правомерно), а также не меняет свою температуру (ибо температура всегда в конце концов установится на комнатную), а также не впитывается в воду и не получает из воды пар, и, как следствие, не меняет своего давления. С этим я пока согласен. Но тогда мы можем окружить его непроницаемой бесконечно твёрдой/жёсткой оболочкой, и это ничего не изменит. Но тогда мы и целиком можем заменить воздух на какой-нибудь несжимаемый материал, например, алмаз. Скажете, тогда он не всплывёт? А мы ему поможем! Ведь для задачи не важно, сам он всплывает или его "рыбка" подталкивает к верху. Также для задачи не важно, какая плотность у "материала" пузырька - тяжелее воды или нет, ведь главное, чтобы он оказался наверху, где давление меньше, а каким способом - не важно.

ОК! Тогда мы подходим к апогею. Если мы можем заменить материал пузырька на алмаз, то почему бы нам не заменить его на ... страшно подумать... на воду! Все условия будут соблюдены! И тогда, для всплытия этого водяного "пузырька" мы можем установить на дне бочки маленький такой насосик (можем его ещё трубкой оборудовать по образу моей любимой печной трубы), который доставит этот "пузырёк" к поверхности. И мы добьёмся удвоения давления, опять страшно подумать, просто перемешиванием воды внутри бочки. А если насосик будет работать непрерывно, то по аналогии со ста пузырями, мы скоро достигнем давления как внутри маленькой такой чёрной дырочки.

3) И последнее, что меня смущает больше всего, это софизм "Теперь он всплыл и перенес с собой это давление наверх" от ams от 28 Сентябрь 2010, 01:37:26.
Если пузырёк может так "излучать" своё давления во все стороны, и, будучи всплывшим, передавать его через воду сверху вниз на дно, то что ему мешало до всплытия также передавать своё давление снизу вверх? А оттуда, отразившись от крыши, опять вниз на себя самого, и так до бесконечности, как и в случае непрерывно работающего "насосика"? Скажете, пока он был внизу, ему мешало делать это равное давление со стороны окружающей воды? А как это может помешать? Ну так он и на поверхности тоже не может ничего - ни расшириться, ни нагреться - напрягся от внутреннего давления, а соседей растолкать не может.


В общем, опять повторяю, это пока лишь мысли, которые меня смущают, и не дают доверчиво принять удвоение давление. В будущем я буду стараться уговорить себя на то, что удвоение - это правильно. Но пока не могу.
Прошу прощение за объём статьи, краткость - не моя сестра. Графомания и многословие - обе мои. ;D
« Последнее редактирование: 20 Июль 2016, 16:17:21 от Ygrek »
Пифагор сказал: "Ничему не удивляйся". Чё-то не получается.

Оффлайн StrannikPiter

  • Эксперт
  • ******
  • Сообщений: 1720
    • Просмотр профиля
Re: Пузырек в бочке с водой
« Ответ #42 : 20 Июль 2016, 16:27:31 »
1) Если пузырьков два (несколько), все будет происходить несколько иначе. Когда первый пузырек начнет всплывать, давление воды начнет возрастать. Это приведет к тому, что пузырек, оставшийся на дне начнет сжиматься в объеме, и тем самым позволит всплывающему пузырьку расшириться. В результате давление увеличится не в 2 раза, а меньше. А в 2 раза оно увеличится, только когда все пузырьки всплывут.

2) "Но тогда мы можем окружить его непроницаемой бесконечно твёрдой/жёсткой оболочкой, и это ничего не изменит" Изменит. Молекулы газа барабанят по молекулам воды, а это и есть давление, которое создает газ. Если между ними поместить оболочку, то газ будет барабанить по оболочке, и не оказывать давления на воду.

3)Пузырек, находящийся внизу, тоже оказывает давление на воду, также, как и вода на него. Но давление воды уменьшается с высотой и у верха бочки может дойти и до нуля (именно в этом случае будет удвоение при всплытии). Молекулы газа барабаня по воде именно "излучают" давление.

P.S. Вопрос я конечно всем задавал, а не снн. Ей я только на ее вопрос ответил.
« Последнее редактирование: 20 Июль 2016, 16:41:20 от StrannikPiter »

Оффлайн Ygrek

  • Эксперт
  • ******
  • Сообщений: 1267
    • Просмотр профиля
Re: Пузырек в бочке с водой
« Ответ #43 : 20 Июль 2016, 16:34:17 »
1) Если пузырьков два (несколько), все будет происходить несколько иначе. Когда первый пузырек начнет всплывать, давление воды начнет возрастать. Это приведет к тому, что пузырек, оставшийся на дне начнет сжиматься в объеме, и тем самым позволит всплывающему пузырьку расшириться. В результате давление увеличится не в 2 раза, а меньше. А в 2 раза оно увеличится, только когда все пузырьки всплывут.

2) "Но тогда мы можем окружить его непроницаемой бесконечно твёрдой/жёсткой оболочкой, и это ничего не изменит" Изменит. Молекулы газа барабанят по молекулам воды, а это и есть давление, которое создает газ. Если между ними поместить оболочку, то газ будет барабанить по оболочке, и не оказывать давления на воду.

3)чуть позже напишу...

1) Согласен, это я как-то упустил, но всё-таки ещё подумаю.
2) Не согласен. Молекулы оболочки точно так же барабанят по молекулам воды. Даже если бы не барабанили, эффект-то такой же, как зеркало. Ну и фиг с ней, с оболочкой, я в конце перехожу к водяному "пузырьку".
Вообще в природе Архимедова сила работает как в газах, так и в жидкостях, значит молекулы газа и воды барабанят одинаково.
« Последнее редактирование: 20 Июль 2016, 16:44:26 от Ygrek »
Пифагор сказал: "Ничему не удивляйся". Чё-то не получается.

Оффлайн StrannikPiter

  • Эксперт
  • ******
  • Сообщений: 1720
    • Просмотр профиля
Re: Пузырек в бочке с водой
« Ответ #44 : 20 Июль 2016, 16:54:52 »
Ну и фиг с ней, с оболочкой, я в конце перехожу к водяному "пузырьку".
Разница между газовым и водяным пузырьками в том, что воду мы считаем несжимаемой, а значит давление водяного "пузырька" может меняться без изменения объема. Значит водяной "пузырек" при всплытии будет терять давление.