Jakie zjawisko stoi za spuszczaniem paliwa?

Pytanie

Pyta Max

Co to za zjawisko fizyczne, które pozwala na wypompowanie paliwa z baku samochodu za pomocą rurki (zasysając powietrze ustami) i samoczynny wypływ benzyny do końca?

Odpowiedź

Odpowiada Franciszek Kilarski

Gdy osoba zasysa powietrze ustami z końca rurki zanurzonej w benzynie, w rurce tworzy się obszar o niższym ciśnieniu niż ciśnienie atmosferyczne działające na powierzchnię benzyny w baku. Gdy pojawia się różnica ciśnień układ złożony z baku i zanurzonej w niej rurki dąży do ich wyrównania co skutkuje zassaniem benzyny.

Kiedy benzyna osiągnie najwyższy punkt rurki i zaczyna spływać do drugiego baku, inicjowany jest ciągły przepływ paliwa. Przepływ benzyny zatrzymuje się, gdy poziom cieczy w źródle (np. w zbiorniku paliwa) spadnie poniżej wlotu rurki lub gdy ciśnienie w rurce wyrówna się z ciśnieniem atmosferycznym. Może się to zdarzyć, na przykład, gdy ciecz osiągnie taki sam poziom na obu końcach rurki lub gdy rurka zostanie wyjęta z cieczy.

ANIMvasicomunicanti

Rysunek 1

Podsumowując, zjawisko, które odpowiada za „wypompowywanie” paliwa z samochodu za pomocą rurki, nazywamy efektem syfonu. Zgodnie z zasadami, którym podlegają naczynia połączone – czyli co najmniej dwa naczynia (np. dwa baki paliwa), między którymi możliwy jest swobodny przepływ cieczy – poziom w każdym z nich ustala się na tej samej wysokości (tak jak na Rysunku 1).

Aby jednak mogło do tego dojść, należy paliwo „podprowadzić pod górkę” w rurce. Jest to możliwe dzięki temu, że odsysając powietrze z rurki wprowadzamy różnicę ciśnień, która „zaciąga” paliwo dążąc do wyrównania ciśnień. Ciecz może swobodnie przepływać w dół rurki, ponieważ działa na nią ziemskie pole grawitacyjne, natomiast przepływa ona nieprzerwanie dzięki oddziaływaniom występującym między cząsteczkami danej cieczy oraz poprzez oddziaływania z samą rurką (w skali mikro występuje wiele oddziaływań elektrostatycznych, zjawisk kapilarnych oraz oddziaływań Van der Waalsa).