น้ำพุเฮรอน

ถาม - ตอบ ปัญหาฟิสิกส์ ระดับมัธยม

Moderator:

User avatar
nokroo
Posts: 189
Joined: 01/01/1970 7:00 am
Location: วัดตะคร้ำเอน ต.ตะคร้ำเอน อ.ท่ามะกา จ.กาญจนบุรี

น้ำพุเฮรอน

Postby nokroo » 08/07/2012 8:54 am

น้ำพุเฮรอน
จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

น้ำพุเฮรอน (อังกฤษ: Heron's fountain) เป็นเครื่องกลไฮดรอลิกคิดค้นโดยเฮโรแห่งอเล็กซานเดรีย (Hero of Alexandria) ผู้เป็นนักประดิษฐ์ นักคณิตศาสตร์และนักฟิสิกส์ชาวอียิปต์โบราณในศตวรรษที่ 1

เฮรอนได้ศึกษาเรื่องความดันอากาศและไอน้ำ อธิบายถึงเครื่องจักรไอน้ำเป็นครั้งแรก และประดิษฐ์ของเล่นที่สามารถพ่นน้ำได้หลายชิ้น หนึ่งในนั้นรู้จักกันในชื่อ น้ำพุของเฮรอน ในปัจจุบันรูปแบบต่าง ๆ ของน้ำพุเฮรอนถูกนำมาใช้เป็นอุปกรณ์สาธิตหลักการของไฮดรอลิค (hydraulics) และนิวเมติก (pneumatics) ในชั้นเรียนวิชาฟิสิกส์

Image

การสร้าง

น้ำพุเฮรอน สร้างขึ้นได้ดังต่อไปนี้:

-เริ่มต้นมีชามอ่างใส่น้ำ, ขวดแก้วหรือกระป๋องใช้เป็นภาชนะสำหรับอัดลมที่มีฝาปิด แล้วทำการต่อท่อจากรูที่ด้านล่างของอ่างเพื่ออัดลมเข้าสู่ภาชนะจ่ายลม ภาชนะจ่ายลมตั้งอยู่อย่างมีนัยสำคัญที่ด้านล่างของอ่าง
-ทำการต่อท่ออื่นจากด้านบนของภาชนะจ่ายลมนั้นขึ้นไปด้านบนของภาชนะแหล่งจ่ายน้ำพุอัดลมซึ่งเต็มไปด้วยน้ำ
-จากภาชนะแหล่งจ่ายน้ำพุ, มีท่อที่ยาวมาเกือบถึงด้านล่างของภาชนะบรรจุ, ผ่านด้านบนขึ้นไปสู่พวยของน้ำพุ แล้วปรับแต่งให้พวยของน้ำพุหันพุ่งตรงมาผ่านศูนย์กลางของอ่าง, ตราบเท่าที่ภาชนะจ่ายลมอยู่ต่ำกว่าภาชนะแหล่งจ่ายน้ำพุอัดลม
-เติมน้ำลงในอ่าง
-น้ำจากอ่างจะไหลโดยแรงโน้มถ่วงลงไปในภาชนะจ่ายลม มันจะเติมภาชนะด้วยการแทนที่อากาศ
-อากาศจะไหลเข้าสู่ภาชนะแหล่งจ่ายน้ำพุ เข้าแทนที่น้ำ ซึ่งจะถูกยิงออกมาเป็นน้ำพุสูงกว่าตัวอ่างเดิม
-การไหลจะหยุดลงก็ต่อเมื่อภาชนะแหล่งจ่ายน้ำนั้นว่างเปล่า (กล่าวคือเมื่อระดับน้ำลดลงต่ำกว่าปลายล่างของท่อระบาย)

กลไกของน้ำพุเฮรอน

Image

น้ำพุเฮรอน ไม่ได้เป็นเครื่องจักรนิรันดร์ ถ้าหัวฉีดของพวยแคบ น้ำพุอาจจะพุ่งออกมาเป็นเวลาหลายนาที แต่ในที่สุดก็มาหยุดลง น้ำที่ออกมาจากท่ออาจจะไปได้สูงกว่าระดับในภาชนะบรรจุใด ๆ แต่การไหลสุทธิของน้ำลดลง แต่ถ้าทำให้ปริมาตรของภาชนะของแหล่งจ่ายลมและแหล่งจ่ายน้ำพุ ให้มีขนาดใหญ่กว่าปริมาตรของอ่าง ที่มีอัตราการไหลของน้ำจากหัวฉีดของพวยน้ำพุอย่างต่อเนื่อง น้ำพุจะสามารถทำงานได้สำหรับช่วงเวลาที่ยาวนานมากขึ้น

กลไกของมันอาจดูเหมือนขัดแย้งกันน้อยกว่าถ้าพิจารณาว่าเป็นกาลักน้ำ (siphon), แต่ด้วยโค้งด้านบนของท่อที่ถูกเอาออกและความดันอากาศระหว่างสองภาชนะบรรจุที่ต่ำกว่าการให้ความดันที่เป็นบวกที่จะยกน้ำให้เหนือกว่าโค้ง อุปกรณ์นี้เป็นที่รู้จักกันคือกาลักน้ำเฮรอน (Heron's siphon)

ที่มา : http://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%99% ... D%E0%B8%99

Return to “ระดับมัธยม”

Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 1 guest