Численное моделирование физических процессов, происходящих в сосуде Мариотта с упругими стенками

Численное моделирование физических процессов, происходящих в сосуде Мариотта с упругими стенками
  • Автор(ы): Баксанская К., Трусов А.
  • Научный руководитель: Ивашкина Д.А., учитель физики
  • Учебное заведение: МАОУ "Лицей города Троицка", г. Москва г. Троицк

Настоящая работа посвящена объяснению процессов, происходящих в сосуде Мариотта.

Мы объяснили, как происходит работа сосуда Мариотта с упругими стенками.

  1. В начале работы сосуда Мариотта уменьшается уровень воды как в основном объеме сосуда, так и в воздухозаборной трубке. В сосуде с твердыми стенками время установления равновесия очень мало, поэтому создается впечатление, что уровень воды в воздухозаборной трубке быстро уменьшается, после чего появляются пузыри. В сосуде с упругими стенками время установления рабочего режима увеличивается. Вероятно, что время установления равновесия тем больше, чем меньше жесткость стенок, так как именно смещение стенок не дает сильно уменьшиться давлению воздуха внутри сосуда.
  2. В стационарном режиме в сосуде устанавливаются автоколебания, период которых определяется жесткостью сосуда (стенок и налитой воды). В сосуде с жесткими стенками период автоколебаний очень мал, поэтому на рисунках в старых книгах обычно рисуют цепочку маленьких пузырьков, идущих от воздухозаборной трубки к поверхности жидкости в сосуде.
  3. В процессе автоколебаний уровень воды в воздухозаборной трубке совершает небольшие колебания, которые и приводят к формированию пузырей. Объем пузырей тем больше, чем больше период автоколебаний.