Acqua fluente

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rubendan
view post Posted on 22/2/2003, 13:07




Salve. Sono nuovo a questo forum ma me lo sono prima scorrazzato per vedere di cosa trattava ed il discorso sul "paradosso idrostatico" mi ha stuzzicato.
Premetto che ho una discreta conoscenza delle varie leggi relative alla pressione, volume ecc. , conoscenza più che altro legata alla teoria ed alla pratica dell'immersione sub.
Magari la cosa non ha molto a che fare con il tema del forum ma desidero porre a En:zo questo quesito che mi ha arrovellato per un bel po':
Il soggetto è la marea; è normalmente accettato che la marea viene causata dall'attrazione delle masse d'acqua da parte della luna e del sole, diamo questo per scontato ed esaminiamo un tratto di costa nel quale la differenza di livello dell'acqua sia, diciamo 2 metri. Un sub che sia sul fondo vede sul suo profondimetro una profondità che, a seconda del fatto che la marea sia alta o bassa varia da, poniamo, 10 a 12 metri.
In base al principio dei vasi comunicanti se io ho una serie di più tubi collegati secondo il disegno classico che si trova in tutti i libri di scuola posso osservare che il liquido si pone allo stesso livello in ognuno dei tubi e, se misuro la pressione con un profondimetro nel tubo che li collega, trovo che essa è uniforme nel senso che avrò la stessa profondità sia che la misura venga effettuata sutto ad un tubo o sotto ad un altro, qualsiasi sia il diametro del tubo (lasciamo stare l'effetto capillarità). Ebbene: se ora in qualche modo potessi attirare verso l'alto l'acqua contenuta in uno dei tubi , magari con una depressione semplicemente aspirando l'aria che sovrasta la colonna d'acqua, troverei che la pressione misurata nello stesso punto di prima segna qualcosina in meno in quanto sto esercitando una forza verso l'alto che in qualche modo va a diminuire la forza-peso dell'acqua. In altre parole: se l'acqua che viene aggiunta in quel punto lo è solamente a causa di un'attrazione proveniente dall'esterno come mai sul fondo il sub misura 12 metri e non 10? O meglio: se nei tubi comunicanti attiro l'acqua verso l'alto in uno dei tubi la pressione rimane costante ancora una volta lungo tutto il tubo di collegamento e non è diversa tra l'area posta sotto il tubo di cui ho innalzato il livello e gli altri .
Qual'è il bandolo della matassa? Si tratta di una domanda stupida? Io mi sono dato una risposta ma vorrei sentire cosa ne pensa qualcun altro
Ciao
Ruben
 
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enzogal
view post Posted on 22/2/2003, 16:12




Ciao Ruben, e ben arrivato!
QUOTE
Magari la cosa non ha molto a che fare con il tema del forum

Questo è un forum tecnico sulle enrgie rinnovabili. Quindi la tua domanda ha un senso logico. Ed anche se non fosse in tema, ti risponderei ugualmente. Purtroppo, su questo forum si parla poco di gnocca, che in quanto ad energia rinnovabile non è seconda a nessuno. Dovrò aprire un thread apposito dal titolo: "Se un pelo di passera tira più di 50 cavalli (36,76 kW) che piffero estraiamo petrolio per cosa?"
Conosco una ragazza che in mezzo alle cosce ha almeno 12 MW... ihih.gif
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Il soggetto è la marea; è normalmente accettato che la marea viene causata dall'attrazione delle masse d'acqua da parte della luna e del sole, diamo questo per scontato ed esaminiamo un tratto di costa nel quale la differenza di livello dell'acqua sia, diciamo 2 metri. Un sub che sia sul fondo vede sul suo profondimetro una profondità che, a seconda del fatto che la marea sia alta o bassa varia da, poniamo, 10 a 12 metri.

Fin qui ti seguo.
QUOTE
In base al principio dei vasi comunicanti se io ho una serie di più tubi collegati secondo il disegno classico che si trova in tutti i libri di scuola posso osservare che il liquido si pone allo stesso livello in ognuno dei tubi e, se misuro la pressione con un profondimetro nel tubo che li collega, trovo che essa è uniforme nel senso che avrò la stessa profondità sia che la misura venga effettuata sutto ad un tubo o sotto ad un altro, qualsiasi sia il diametro del tubo (lasciamo stare l'effetto capillarità).

Corretto. Ti seguo ancora.
QUOTE
Ebbene: se ora in qualche modo potessi attirare verso l'alto l'acqua contenuta in uno dei tubi , magari con una depressione semplicemente aspirando l'aria che sovrasta la colonna d'acqua, troverei che la pressione misurata nello stesso punto di prima segna qualcosina in meno in quanto sto esercitando una forza verso l'alto che in qualche modo va a diminuire la forza-peso dell'acqua.

Sbagliato. Dipende dalla sezione dei contenitori del liquido delle due parti comunicanti. Se la sezione è identica e la piezometrica è in equilibrio a 10 m, sollevando di 2 m un livello, l'altro scenderà di 2 m, quindi la pressione nel tubo di collegamento sarà di 10 m di colonna d'acqua al suo esatto centro, aumenterà fino a 12 me3tri verso il serbatoio alto e diminuirà verso quello di livello inferiore, mentre il profondimetro segnerà 8 o 12m a seconda di quale dei serbatoi è posizionato. I 4 metri di differenziale sono la differenza fra i due livelli. In questo caso, uno dei serbatoi è chiuso (quello nel quale si esercita la depressione) mentre l'altro è aperto. Nulla cambia se si esercita una pressione per abbassare il livello a quello di 8 m. In questo caso il serbatoio chiuso è quello di 8 m.
Se un recipiente è il doppio della sezione dell'altro e sollevo di 2 m l'acqua del minore, l'altra scenderà di 1 m. La pressione sul tubo di collegamento sarà di (12+9)/2 = 10,5 m di colonna d'acqua a 4/3 (12/9) da un lato o 3/4 dall'altro del tubo di collegamento , mentre il profondimetro segnerà in uno 12 m e nell'altro 9 m. All'interno del tubo di collegamento il gtradiente di pressione sarà di tipo lineare. Anche qui il fatto che un serbatoio sia chiuso ed uno sia aperto, gioca in modo determinante sul fenomeno.
Il fenomeno sul tubo di collegamento avviene perchè la pressione misurata è quella alla quale reagisono le pareti rigide del tubo.
Di fatto è come se l'acqua si stia muovendo da un serbatoio all'altro e la differenza di energia è esattamente pari a quella esercitata per sollevare un liquido (o abbassare l'altro.
QUOTE
In altre parole: se l'acqua che viene aggiunta in quel punto lo è solamente a causa di un'attrazione proveniente dall'esterno come mai sul fondo il sub misura 12 metri e non 10? O meglio: se nei tubi comunicanti attiro l'acqua verso l'alto in uno dei tubi la pressione rimane costante ancora una volta lungo tutto il tubo di collegamento e non è diversa tra l'area posta sotto il tubo di cui ho innalzato il livello e gli altri .

Attenzione! Le maree sono un fenomeno gravitazionale e non pressorio. Il profondimetro misura la pressione del liquido attraverso il suo peso. In un serbatoio aperto la pressione di quota è proporzionale alla costante della densità del liquido, indipendentemente che sulla sua superficie insista la pressione atmosferica o il vuoto. In un serbatoio chiuso, le cose cambiano radicalmente.
Il mare è un unico serbatoio aperto e la marea non è un femomeno dovuto alla pressione atmosferica. Forse il busillis è tutto lì.
QUOTE
Si tratta di una domanda stupida?

Non esistono le domande stupide. Dietro ogni domanda apparentemente stupida si cela un dubbio legittimo.
Ciao.
Enz:o)
P.S. Ad essere pignoli, se tu facessi un'immersione in acqua dolce, il tuo profondimetro andrebbe tarato per la densità dell'acqua dolce... smile.gif
 
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rubendan
view post Posted on 24/2/2003, 13:28




Sbagliato. Dipende dalla sezione dei contenitori del liquido delle due parti comunicanti. Se la sezione è identica e la piezometrica è in equilibrio a 10 m, sollevando di 2 m un livello, l'altro scenderà di 2 m, quindi la pressione nel tubo di collegamento sarà di 10 m di colonna d'acqua al suo esatto centro, aumenterà fino a 12 me3tri verso il serbatoio alto e diminuirà verso quello di livello inferiore, mentre il profondimetro segnerà 8 o 12m a seconda di quale dei serbatoi è posizionato. I 4 metri di differenziale sono la differenza fra i due livelli. In questo caso, uno dei serbatoi è chiuso (quello nel quale si esercita la depressione) mentre l'altro è aperto. Nulla cambia se si esercita una pressione per abbassare il livello a quello di 8 m. In questo caso il serbatoio chiuso è quello di 8 m.

Questa è la tua risposta. Purtroppo non ho l'attrezzatura per fare l'esperimento dal vivo ma ho il sospetto che se avessi pressioni diverse ( misurate alla base del condotto che collega i vari tubi) in punti diversi avrei come conseguenza movimento di liquido fino al momento in cui si abbia di nuovo l'equilibrio.
Magari non ho spiegato bene la domanda; Provo a metterla giù in un altro modo. Se in uno dei tubi comunicanti immetto liquido a minor peso specifico e senza miscelazione con il primo, il livello del liquido in quest'ultimo tubo risulterà arrivare ad un lvalore maggiore rispetto agli altri ed in effetti questo metodo potrebbe essere usato per determinare di che liquido si tratti conoscendone il peso specifico.
L'attrazione gravitazionale della luna io la paragono ad una serie si piccolissimoi vettori che agiscono su ogni molecola d'acqua e che sono rivolti verso l'alto. Se questo avviene in un tubo e sugli altri no è come lse l'acqua contenuta in un tubo avesse una densità minore e quindi si innalza nel tubo ad un livello superiore rispetto agli altri tubi. Ora, il tratto di mare che sottoposto all'attrazione lunare innalza il suo livello di un paio di metri si comporta come il tubo nel quale io "allegerisco" ogni molecola di liquido.
Ripeto: se potessi misurare la pressione alla base del condotto che mette in comunicazione i vari rubi verticali e potessi misurarla sotto ad ogni tubo in ogni caso troverei sempre la stessa pressione sia che l'altezza di un tubo sia uguale agli altri e sia che essa sia maggiore a causa della minore densità del liquido che sovrasta il profondimetro. (altrimenti ci sarebbe differenza di pressione e come conseguenza movimento)
Attenzione: lo so che da qualche parte questo ragionamento fa acqua dato che la prova empirica dice che sotto una colonna d'acqua di 12 metri, sia causata dalla marea che ottenuta in piscina, il profondimetro segna sempre 12 metri (trascuriamo la salinità dell'acqua) . Forse la questione è spiegata meglio ora.
In ogni caso voglio fare i complimenti alle persone che tirano avanti questo forum in quanto è proprio interessante.
Ciao ciao
Ruben
 
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Caos
icon8  view post Posted on 12/3/2003, 01:23




[FONT=Courier]Ciao Ruben,
proverò a risponderti.
Per comodità esprimerò la pressione in metri e a meno della pressione atmosferica (considero nulla la pressione atmosferica che tanto nei calcoli rappresenterebbe solo un termina che comunque andrebbe semplificato).
Per prima cosa non bisogna confondere forza con pressione. A noi interessa parlar di pressioni e quindi di forze non ci importa nulla (sebbene la pressione si traduca in forza se pensata esercitata su una superficie).
Per seconda alzare l'acqua, applicando una depressione, per es. di 2 metri è ben diverso che aggiungere 2 metri di colonna d'acqua.
Se infatti applichi una depressione di 2 metri ad un tubo con un'eatremità immersa in una vasca l'acqua salirà si di 2 m ma avremo il pelo libero all'interno del tubo che si trova a pressione di -2 m e il fondo del tubo (che supponiamo coincida col pelo libero della vasca) a pressione nulla (o atmosferica).
In altri termini la depressione che tu applichi solleva l'acqua "deprimendola" perciò scendendo lungo la colonna d'acqua la pressione passerà da -2m a zero.
Se invece riempi il tubo d'acqua per 2 m e vai sul fondo con un manometro a misurare, la pressione sarà di +2m (di colonna d'acqua).
Nel caso del mare è come (anche se in realtà concorrono molti fattori a rendere il fenomeno per nulla schematizzabile come stiamo facendo) è come, dicevo, se aggiungessi acqua in un punto preciso.
L'attrazione gravitazionale, infatti non crea una depressione bensì tende a creare un "mucchio" o meglio un'intumescenza.
Quindi il tuo esempio dell'alleggerimento non vale perché non è che la gravità dilati un volume d'acqua in un volume più grande facendone diminuire la densità, bensì ne aggiunge.
Perciò avrai una differenza di pressione.
Ora ti chiedi come mai no c'è movimento: il movimento c'è!!!
Le maree, infatti, sono delle onde quindi si muovono.
Attenzione non si muovono solo per effetto dell'attrazione gravitazionale del sistema sole - luna; supponiamo infatti che la luna si avvicini alla terra crei una marea e poi che dio decida di farla sparire (la luna): la massa d'acqua non rimarrebbe lì ma (in base poi alla forma che ha preso) cercherebbe una posizione di equilibrio portandosi in orizzontale.
Ora oltre ad esser condizionato dalla costante interazione gravitazionale, le onde di marea risentono anche della forza di coriolis, del fondale, ecc...
Ma si entra in un altro campo.
Ti basti sapere che comunque la marea tende a muoversi proprio come accadrebbe nei vasi comunicati che tendono a tornare allo stesso livello.

Ora volevo rispondere anche ad Enzo:
tu, quando dai la spiegazione di come si distribuisce il gradiente di pressione quando si innalza uno dei vasi comunicanti, tralasci delle cose.
Dici infatti
QUOTE
"Se la sezione è identica e la piezometrica è in equilibrio a 10m, sollevando 2 metri un livello, l'altro scenderà di 2m, quindi la pressione del tubo aumenterà fino a 12 metri verso il serbatoio alto e diminuirà verso quello di livello inferiore, mentre il profondimetro segnerà 8 o 12m a seconda di quale dei serbatoi è posizionato"

Per prima bisogna specificare come si sollevano i 2 metri: come dicevo è diverso avere un dislivello di 4 m con entrambi i peli liberi (nel qual caso si avrebbe movimento) e invece applicare una depressione ad un vaso. Se c'è movimento non si parla più di idrostatica e il discorso è bello e chiuso.https://digilander.libero.it/doniuccia/faccine/Varie/znaika.gif
Se invece applichi una depressione mi sembra sia sbagliatissimo affermare che si abbiano pressioni diverse sotto i due vasi.
Infatti ci sarebbe di nuovo movimento cosa che invece non è. Premetto quindi che affinché ci sia un dislivello, e si voglia rimanere nell'ambito dell'idrostatica, questo debba essere fermo ovvero in una determinata situazione di equilibrio.
La pressione che avrò sarà la stessa sotto entrambi i vasi e sarà pari alla colonna d'acqua del vaso a pelo libero. Ti faccio un esempio: ho una bacinella d'acqua e il solito tubo immerso da una parte e nell'altra applico un aspiratore che mi sollevi di 30 cm l'acqua lungo il tubo, dopo di che tolgo l'aspiratore e tappo il tubo in modo che rimangano i 30 cm innalzati nel tubo.
Il livello della vaschetta sarà un po' calato in quanto ne è stato aspirato un po' dentro il tubo (di quanto poi dipende appunto dalle misure dei 2 oggetti: tubo - vaschetta) e la pressione al suo fondo sarà data dall'attuale altezza di liquido contenuto nella vaschetta e non dal livello della vaschetta sommato dei 30 cm.
Prendi l'esperimento di Torricelli: 760 mm di hg sono in equilibrio con l'atmosfera, nell'estremità alta (che è chiusa) ho pressione assoluta uguale a zero e man mano che scendo lungo la colonna di mercurio arrivo allo zero relativo (ovvero a pressione atmosferica)
Solo con colonna di mercurio maggiore di 760 mm o d'acqua maggiore di 10,33m avrò moto e solo fino a tali altezze dove avrò equilibrio. https://digilander.libero.it/milae76/Smilies/contract.gif
È lo stesso motivo per cui delle comuni pompe a vuoto non possono alzare l'acqua ad un'altezza maggiore ai 10,33 m.

Spero di non aver detto troppe cazzate altrimenti vi prego non ditelo a nessuno eccetto me.http://www2.jmagazine.it/forum/images/smilies/vergognati.gif
Ciao
Ruben
Straciao
Enzo
Marco
 
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rubendan
view post Posted on 13/3/2003, 17:45




Ma è vero o no che questi quesiti sono appassionanti?
Come avevo scritto all'inizio io avevo dato una spiegazione ed era sostanzialmente che non stiamo trattando di un sistema statico bensì un sistema dinamico. E' come la marea fosse causata da una grossa onda che spinge più acqua in un derterminato punto e come dici tu i fattori coinvolti sono assai numerosi. Ripeto: dato che in pratica il dislivello dovuto alla marea si fa sentire sul profondimetro posto sul fondo non ci sarà nessuna possibilità che questo fatto venga alterato da qualsiasi teoria. E' solo che mi piaceva l'idea di giocherellare con questi concetti; c'è da dire che la pressione, i vasi comunicanti e tutti i vari fenomeni connessi sono alquanto affascinanti , vero?
Grazie per le risposte
Ruben
 
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Caos
view post Posted on 13/3/2003, 19:51




QUOTE
Ripeto: dato che in pratica il dislivello dovuto alla marea si fa sentire sul profondimetro posto sul fondo non ci sarà nessuna possibilità che questo fatto venga alterato da qualsiasi teoria


Mi spiace doverti contraddire Ruben ma non è così.
Nel moto ondoso la distribuzione della pressione varia con la profondità in modo non lineare ma dipendente da funzioni iperboliche.
Ora non entro nei dettagli ma sappi che ad es. a grandi profondità l'effetto dell'innalzamento del livello del mare dovuto all'onda non ha praticamente nessun effetto. eek.gif
Lo so che sembra strano ma ricorda che siamo in campo dinamico e che le onde sono un fenomeno estremamete complesso.
ciao
Marco
 
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enzogal
view post Posted on 14/3/2003, 14:00




QUOTE (Caos @ 13/3/2003, 19:00)
Ora non entro nei dettagli ma sappi che ad es. a grandi profondità l'effetto dell'innalzamento del livello del mare dovuto all'onda non ha praticamente nessun effetto. eek.gif
Marco

Anche perchè i liquidi sono meno incomprimibili di quanto si creda...
Enz:o)
 
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Caos
view post Posted on 14/3/2003, 16:08




Può darsi; ma nel caso del moto ondoso si hanno distribuzioni di pressione particolari comunque considerando il fluido incomprimibile.

Ciao
Marco
 
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enzogal
view post Posted on 14/3/2003, 22:15




Infatti i moti degli oceani è un fenomeno molto complesso da studiare.
Molto piùcomplesso dei fenomeni atmosferici. Le maree sono uno delle decine di migliaia di fenomeni che il mare nasconde in sè.
Enz:o)
 
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remtechnology
view post Posted on 8/7/2004, 10:37




Ciao Enzo,
ho seguito tutta la discussione, sono responsabile di due impianti idroelettrici (oltre che altri 120 impianti ...) e confermo tutte le tesi, anche se assicuro a tutti che gestire un impianto a canale fluente è dura. Un conto è la teoria un conto è la gestione che dipende dalla progettazione. Dei due impianti uno è stato realizzato nel 1904 (!), più volte rimaneggiato e ristrutturato ma la progettazione era no plus ultra. Uno è del 1996, altamento spinto ma un pò più fastidioso....

Mi ha incuriosito la frase
"Di norma, incece, quando non c'è richiesta sufficiente la corrente in eccesso viene scaricata a terra."
Sono anche Energy Manager in azienda, consumiamo 42 GWh e ne produciamo solo 2, ma è la prima volta che sento una cosa del genere.
Sei sicuro?
Ciao
Remtechnology

http://www.remtechnology.net
 
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bantonio
view post Posted on 20/9/2004, 18:17




Salve, sono nuovo in questo forum, ho visto che si parla di energia idroelettrica. Io vorrei capire una cosa riguardo il sistema di misura dell' UTF sull'energia prodotta.
In una centralina idroelettrica fino a 20 KW è necessario installare il contatore UTF ?
 
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25 replies since 19/1/2003, 22:39   486 views
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