Weźmy kilka różnych naczyń i napełnijmy je do różnych poziomów wysokości tą samą cieczą, np. wodą. Następnie połączmy je wszystkie dolnym kanałem, przez który ciecz będzie mogła swobodnie przepływać. Co się stanie po ich połączeniu?

W szkolnej pracowni fizycznej do demonstracji takiego zjawiska służy specjalny przyrząd nazywany naczyniami połączonymi różnych kształtów. Napełniając go wodą warto ją zabarwić dla lepszego kontrastu. Po napełnieniu zobaczymy, że powierzchnia cieczy ustali się na jednym poziomie niezależnie od kształtu naczynia. Aby to wyjaśnić trzeba mieć na uwadze, że ciśnienie ze strony cieczy w naczyniu zależy tylko od wysokości jej słupa. Jeśli tak, to po połączeniu naczyń, w których na początku ciecz była na różnym poziomie tworzy się różnica ciśnień. Wywołuje to przepływ cieczy prowadzący do zaniku tej różnicy, a więc i różnicy wysokości poziomu cieczy. Cały proces kończy się właśnie w momencie wyrównania się poziomu cieczy w naczyniach. Można wtedy mówić o stanie równowagi. Jeśli zaburzmy taką równowagę, po chwili znów poziom się wyrówna. W tym sensie poziom cieczy w naczyniach połączonych jest zachowany.

Fakt ten wykorzystuje się intuicyjnie chcąc nalać chociażby napój z dzbanka do szklanki. Na dzbanek wraz z dzióbkiem można spojrzeć jak na naczynia połączone. Natomiast na liście świadomych zastosowań można zapisać np. wieżę ciśnień, szlaufwagę, wodowskaz w czajniku. Ciekawostką, o której warto poszukać sobie informacji przy tej okazji jest tzw. niecka artezyjska, będąca przykładem występowania opisanego wyżej zjawiska w naturze.

Należy też tu wspomnieć o innych okolicznościach, w których pomimo połączenia naczyń poziom cieczy byłby w nich różny. Może tak być, na przykład w sytuacji, gdy naczynia napełni się cieczami o różnej gęstości lub gdyby naczynia przybrały formę na tyle cienkich rurek, że ujawni się w nich zjawisko włoskowatości.

Zdjęcia w tej galerii przedstawiają naczynia połączone różnych kształtów wyprodukowane przez Fabrykę Pomocy Naukowych w Bytomiu w latach siedemdziesiątych XX wieku. Napełnione są wodą, do której dosypano szczyptę nadmanganianu potasu dla nadania jej koloru.

Powrót