Pompy ssące i „horror vacui” Autor – Luděk Vašta

Autorem poniższego tekstu jest mój znamienity kolega, Luděk Vašta. Czech (kochający Polskę), tłumacz, miłośnik fizyki i astronomii. Z wykształcenia informatyk. Możliwe, że dołączy na stałe do grona autorów. Dziś gościnnie u mnie.

W rozmowie z górnikami padło ciekawe spostrzeżenie, mianowicie takie, że pompy ssące nie potrafią zassać wody zbyt wysoko, tylko jakieś 4–5 metrów, może czasami chyba nawet 7 metrów. Ale dlaczego nie więcej?

Intrygujące pytanie, ale wcale nie nowe. Z tym problemem się zmagano już w XVII wieku, a nawet jeszcze wcześniej. W czasach starożytnych Arystoteles i inni byli zdania, że w pompach ssących powstaje między tłokiem i wodą pusta przestrzeń, ale że przyroda nie znosi pustki, więc w to miejsce wchodzi woda (żeby nie było tej pustki) – i tak działają pompy. Tę cechę nazwano „horror vacui“, czyli „lęk przed pustką“.

Kiedy w 1640 r. budowano nawadnianie tarasu czy ogrodu dla arcyksięcia toskańskiego, zauważono, że nie da się zassać wody wyżej niż na 18 łokci (ok. 10 m). Toskański uczony Galileusz (Galileo Galilei) wtedy doradził, żeby zrobić pomocniczy zbiornik i kolejną pompę, więc problem został rozwiązany. Galileusz jednak zaczął się zastanawiać, że może jak wody jest powyżej 18 łokci, to słup wody się przerwie z powodu własnego ciężaru. To z kolei wzbudzało podejrzenia, czy na pewno jest poprawna teoria „horror vacui”.

Włoski fizyk i matematyk Evangelista Torricelli zaczął w 1643 r. ze swoim uczniem Vivianem eksperymentować, czy inne płyny będą się zachowywać tak samo. Eksperyment polegał na tym, że napełnili rurkę (która na jednym końcu była zamknięta) rtęcią, potem wstawili ją do miski z rtęcią, zamkniętym końcem rurki do góry. Rtęć opadła, ale zatrzymała się na wysokości 76 cm (zob. rys.). Z tego wynikało, że w rurce nad rtęcią nie było powietrza, czyli tam była pustka – próżnia, vacuum. Teoria „horror vacui“ została więc obalona – przyroda pustki się nie boi.

Z eksperymentu również wynikało, że powietrze też coś waży. Torricelli napisał, że żyjemy zanurzeni na dnie oceanu powietrza. Zauważono, że wysokość rtęci w rurce czasami się waha. Francuski fizyk Blaise Pascal w kolejnych eksperymentach ustalił, że to wahanie się jest spowodowane przez ciśnienie atmosferyczne. I tak powstał barometr.

Eksperyment Torricelliego

Źródło: Wikipedia
Licencja: domena publiczna

Teraz możemy wrócić do pomp górniczych. Jeżeli mamy pompę ssącą, to tak naprawdę nie zasysamy wody do rury, tylko stwarzamy nad wodą podciśnienie, a wodę do rury tłoczy ciśnienie naszej atmosfery. Ale to jest możliwe tylko do pewnego momentu (ok. 10 m), potem ciśnienie atmosferyczne jest zbyt słabe, żeby wypchnąć wodę w rurze wyżej.

Źródła, z których korzystałem:

https://www.svetenergie.cz/data/web/vzdelavaci-program-cez/tiskoviny/hratky-s-plyny-2014.pdf

https://cs.wikisource.org/wiki/Ott%C5%AFv_slovn%C3%ADk_nau%C4%8Dn%C3%BD/Horror_vacui

https://pl.wikipedia.org/wiki/Do%C5%9Bwiadczenie_Torricellego

Udostępnij wpis

4 thoughts on “Pompy ssące i „horror vacui” Autor – Luděk Vašta

  1. Tu wspomnieć też warto o „eksperymencie magdeburskim. Otóż w maju 1657 r. wielki wynalazca, burmistrz Magdeburga – Otto von Guericke – w obecności księcia pruskiego Fryderyka Wilhelma, przeprowadził jeden z najważniejszych eksperymentów w dziejach nauki udowadniając istnienie ciśnienia atmosferycznego. Pompą własnej produkcji opróżnił z powietrza dwie szczelnie przylegające do siebie sfery mosiężne. Na tę kulę, wewnątrz której panowała próżnia, działało z zewnątrz ciśnienie atmosferyczne z taką siłą, że do rozerwania półkul trzeba było kilku par koni.

    1
  2. Mój ojciec, inżynier, ponad 30 lat temu pojechał z delegacją do Anglii, kupować kombajn. Ale że przecież Polacy, to się nie znają, to firma dawała im to odczuć. W trakcie jakieś wewnętrznej dyskusji o jakimś rozwiązaniu, inżynierowie angielscy stwierdzili, że jakąś pompę się postawi na kilkunastu metrach wyżej, to potem już wypompuje dalej. Mój tata, z kamienną miną, stwierdził, że to nie zadziała 😃 Oczywiście oburzenie, bo jak to, Polak, się nie zna. No to im zrobił krótki wykład o pompach, z uwzględnieniem dlaczego kawitacja jest zła i że się nie da tak zassać. Strasznie żałuję, że nie widziałam ich min 😃

    2

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *