Обычно предполагается, что максимальная высота сифона зависит от атмосферного давления - около 10 м на уровне моря. Этот предел возникает из-за того, что давление в сифоне выше уровня верхнего резервуара ниже давления окружающей среды, а когда высота сифона приближается к 10 м, давление в венце сифона для газирования воды падает ниже давления паров воды, что приводит к кипению воды разбивая колонку. После разрушения колонны с обеих сторон поддерживаются перепадом давления между окружающей средой и областью низкого давления в верхней части сифона. Здесь мы сообщаем об эксперименте с сифоном, работающим на уровне моря на высоте 15 м, значительно выше 10 м. Предварительная дегазация воды предотвращала кавитацию. Этот эксперимент предоставляет убедительные доказательства того, что сифоны действуют посредством гравитации и молекулярного сцепления.

Сифон - это устройство, которое используется для слива контейнера, при этом вода поднимается внутри шланга в форме перевернутой буквы U, а затем опускается вниз к точке слива, расположенной ниже начального уровня воды. Этот сифон является первым из ряда изобретений древних, которые были зарегистрированы около 2000 лет назад Герой Александрийским в его трактате «Пневматика», и хотя объяснение, данное Героем, было по существу правильным, в настоящее время существует противоречие по поводу основного механизма, объясняющего работа этого устройства. Обсуждения, касающиеся физики сифона, обычно касаются таких понятий, как абсолютное отрицательное давление, сила сцепления жидкости и возможность работы сифона в вакууме или в присутствии пузырьков. Торричелли понимал принцип работы барометра и невозможность откачивания воды из скважин глубже 10,33 м. Следуя идеям Торричелли, также невозможно построить сифон, который поднимает чистую воду на высоту более 10,33 м. В этой работе мы сообщаем о первом сифоне, который заставляет воду (с поверхностно-активным веществом) подниматься выше, чем предел Torricellian. По мотивам поднятия сока на деревьях мы создали сифон 15,4 м, который показывает, что абсолютные отрицательные давления не запрещены, что сплоченность играет важную роль в передаче сил через жидкость и что поверхностно-активные вещества могут способствовать переносу воды в метастабильный режим отрицательных давлений.

Дата: 23.03.2019.