מזרקת הרון

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש

מזרקת הרון היא מכונה הידראולית שהומצאה על ידי הממציא, המתמטיקאי והפיזיקאי הרון מאלכסנדריה, במאה הראשונה לספירה. קיימים מודלים ודגמים רבים למזרקה, שמשמשים לעתים קרובות להדגמת עקרונות בהידראוליקה ובפנאומטיקה.

מבנה המזרקה[עריכת קוד מקור | עריכה]

Heron's Fountain.png

למזרקה שלושה מכלים המוצבים בגבהים יחסיים שונים זה מזה, אשר מחוברים באמצעות מערכת צינורות: מכל עליון שהוא פתוח לאוויר האטמוספירי, מכל אמצעי אטום לסביבה ושבו כמות מסוימת של נוזל, ומכל תחתון אטום לסביבה. מתחתית המכל העליון יוצא צינור אל תחתית המכל התחתון, מחלקו העליון של המכל התחתון יוצא צינור אל חלקו העליון של המכל האמצעי. מתחתית המכל האמצעי יוצא צינור שנפתח אל האוויר האטמוספירי מעל למכל העליון. חיבורי הצינורות והמכלים אטומים לחדירת אוויר או לדליפת הנוזל מלבד המכל העליון והצינור שמעליו שפתוחים לאוויר האטמוספירי. ניתן להציב את הכלים אחד מעל לשני כך שהצינורות יוסתרו בתוכם והם יראו כגליל אחד שבראשו מזרקה.

תיאור פעולת המזרקה[עריכת קוד מקור | עריכה]

פעולת המזרקה מתחילה עם מילוי המכל העליון בנוזל. הנוזל יורד במורד הצינור שנמצא בתחתית המכל העליון ישירות למכל התחתון בכח הגרביטציה. המכל התחתון מתמלא בנוזל ובתוכו נוצרת דחיסה ועליה של לחץ האוויר. מאחר שהמכל התחתון אטום מכל עבריו לחץ האוויר מוזרם דרך צינור אל המכל האמצעי. לחץ האוויר העולה במכל האמצעי דוחק את הנוזל שבו מעלה דרך הצינורית אל מעל המכל העליון ומוזרק ממנו עד מעל למפלס הנוזל שבמכל העליון כמזרקה. ניתן לתכנן את המערכת כך שהמים שניתזים ישובו אל הקערה. בצורה זו מתקבלת לכאורה פרפטום מובילה. למעשה האנרגיה המעלה את המים מהבקבוק האמצעי לקערה מגיעה מירידת המים מהבקבוק העליון לבקבוק התחתון. הזרימה תפסק כאשר הבקבוק התחתון יתרוקן מאוויר (צינור היציאה יתמלא במים ולחץ המים משני הצינורות המחוברים אליו ישתווה) או כשהבקבוק האמצעי יתרוקן ממים.

המחשה מרשימה של זרימת המים מתקבלת כאשר המכלים שקופים ובמכל העליון ובמכל שמתחתיו יוצקים נוזלים בצבעים שונים כך שבמהלך הזרימה משתנה בהדרגה צבע הנוזל שבכלי הקיבול השונים.

תוצאה מרשימה יותר מתקבלת כאשר נעשה שימוש בכספית במקום במים זאת מאחר שמשקלה הסגולי של הכספית גדול פי 13.5 זה של המים ובשל מתח הפנים הגבוה שלה.