Opiekun uczniów: mgr Dorota Ciałowicz FONTANNA HERONA Prezentację przygotowali: - Agnieszka Piwowarska - Marcin Nowaczek z Publicznego Gimnazjum im. Kazimierza Wielkiego w Słomnikach Opiekun uczniów: mgr Dorota Ciałowicz

Do doświadczenia potrzebne będą: -2 butelki i 2 zakrętki, w których wycinamy po 2 otwory o średnicy wężyka 3 wężyki (długość około 1m każdy) Miska Woda Nóż do wycinania otworów w zakrętkach

Schemat budowy fontanny Fontanna składa się z trzech naczyń: otwartego (miska) i dwóch zamkniętych (butelka 1 i 2) oraz wężyków A, B i C.

Doświadczenie W wycięte otwory w zakrętkach butelek wkładamy wężyki. Uwaga! Ścianki zakrętki muszą ściśle przylegać do wężyka – nie może być dodatkowego przepływu powietrza czy wody.

Wężyk A połączony jest z miską i butelką nr 1 Wężyk A połączony jest z miską i butelką nr 1. tak, że jest zanurzony w wodzie. Butelki 1 i 2 połączone są wężykiem B tak, że nie jest on zanurzony w wodzie. Butelka nr 2. połączona jest z miską wężykiem C zanurzonym w wodzie, przez który będzie tryskać wypływająca woda.

Fontanna działa, jeśli w butelce nr 2 Fontanna działa, jeśli w butelce nr 2. jest dostatecznie dużo wody, a sprężone powietrze w butelce nr 1. zapewnia wysokie ciśnienie.

Przebieg doświadczenia Z miski woda przepływa wężykiem A do butelki nr 1. Powiększająca się objętość wody w butelce powoduje zwiększenie się ciśnienia na powietrze nad jej powierzchnią i przepchnięcie go wężykiem B do butelki nr 2. Powietrze w butelce 2 naciska na powierzchnię zawartej w niej wody powodując jej wypchnięcie do miski wężykiem C.

Efekt działania układu

Co sprawia, że woda wypływa przez rurkę? Odpowiedź jest bardzo prosta – przyczyną tego zjawiska jest prawo Pascala. Mówi ono, że ciśnienie w cieczach i gazach przekazywane jest we wszystkich kierunkach jednakowo. Woda spływając do butelki nr 1. powoduje, że zwiększa się w niej ciśnienie. Rozchodzi się ono w każdą stronę równomiernie, więc dzięki temu, że butelki są połączone wężykiem B w butelce nr 2. również wytwarza się ciśnienie na powierzchnię cieczy. Sprawia to, że woda z butelki nr 2. wypychana jest wężykiem C ku górze, co obserwujemy jako działanie fontanny.

Istnieją również inne odmiany fontann Herona Istnieją również inne odmiany fontann Herona. Każdą z nich można samodzielnie zrobić w domu. Niejaki Heron (około roku 62 n. e.) zadziwiał rodaków Greków fontanną wody wytryskującej samoczynnie w górę. Tylko że ukryty niewolnik napędzał pompę sprężającą powietrze. Ta butelka pozwala na wytwarzanie fontann bez niewolnika, bez końca i bezpiecznie, nawet na dywanie u mamy. Wystarczy ją odwrócić i woda jedną rurką spływa w dół a drugą tryska w górę.

Aby wykonać taką fontannę należy skleić dwie zakrętki od plastikowych butelek, dokładnie uszczelnić na bokach, wywiercić w nich dwie dziurki, włożyć w nie dwie sztywne słomki do napojów. Słomki musza mieć małe dziurki, nieco przed korkiem. Odwróciwszy butelki tak, by pełna była na górze, woda pod wpływem siły ciężkości zacznie wypływać z niej przez dolną rurkę i sprężać powietrze w dolnej butelce. Z czasem w górnej butelce wytworzy się podciśnienie, więc powietrze z dolnej butelki będzie tam zasysane przez dolną rurkę. A skąd się bierze fontanna? W obydwu rurkach w pobliżu końca, który mocujemy w łączniku, znajduje się po kilka dziurek. Gdy odwracamy butelki, woda zaczyna wpływać przez te dziurki do górnej rurki i jest wypychana przez powietrze z wystarczającą siłą, by u góry w butelce utworzyła się fontanna. Fontanna tryska za każdym razem, gdy odwrócimy butelki.

Do wykonania tej fontanny potrzebujemy dwóch naczyń otwartych i jednego zamkniętego. W pokrywce wykonujemy dwa otwory, przez które przetykamy słomki do picia. Otwory, dookoła słomek, uszczelniamy np. plasteliną. Do słoika 2 i naczynia 1 wlewamy wodę (w naczyniu powinno być jej dużo). Ustawiamy słoik tak jak na rysunku. Woda spływając do naczynia 3 ze słoika nr 2 powoduje, że w słoiku zmniejsza się ciśnienie. Powoduje to, że woda z naczynia nr 1 jest „zasysana” ku górze – obserwujemy to jako powstanie fontanny.

Bibliografia http://wyspaskarbow.blox.pl/2008/08/Fontanna-Herona.html http://oldwww.fuw.edu.pl/festiwal/asymon/zabawki/sala2.html http://www.physd.amu.edu.pl/~gpawlo/fontanna.html http://www.instructables.com/files/deriv/F8K/NBID/FPP87NYE/F8KNBIDFPP87NYE.SMALL.jpg M.Rozenbajgier, R.Rozenbajgier, Fizyka dla gimnazjum, część 2, Wydawnictwo Zamiast Korepetycji, Kraków 2001, str 151-152.