Problema di fisica

[JohnnyStecchino]

E' una situazione che mi sono posto da solo e che non riesco a capire!
Mettiamola così.
C'è un tubo cilindrico posto in verticale da cui esce acqua verso il basso con portata costante. Attorno idealmente c'è il vuoto ed è presente un'accelerazione di gravità a vostra scelta (sempre verso il basso). Ecco, visto che la velocità aumenta man mano che l'acqua scende, il getto deve tendere ad "allungarsi": ma com'è possibile, visto che l'acqua non è decomprimibile e visto che non c'è nessuna forza che spinge le molecole dei bordi del getto a spostarsi verso il centro per diminuire il diametro dello stesso getto?
L'unica cosa a cui riesco a pensare è che l'attrazione tra le molecole d'acqua spinga a formare dei "grumi" d'acqua in mezzo ai quali resta il vuoto (con il getto che assume una forma piuttosto irregolare).

[vaitrafra]

Funziona come la carta igienica!
Non appena la forza peso accellera una parte "distale" del "reticolo"(che non è un reticolo ma serve per semplificare l'immagine) a velocità sufficiente da vincere la forza di adesione con il pezzo a monte(che va più piano) si forma una goccia che se ne va per i càzze'sua.

Praticamente il getto si stira e si spezza, si stira e si spezza, si stira e si spezza, si stira e si spezza, ecc. ecc.

[JohnnyStecchino]

Uhm allora la mia interpretazione trascritta in linguaggio fisico maccheronico non era poi così errata. Grazie!

[vaitrafra]

E' un'interpretazione, scritta in maccaroni language e del tutto personale.
Io me la immagino così.

[Corax]

credo che si possa risolvere con il teorema di Bernoulli...

[alfio86]

non capisco in che senso intendi "il getto si allunga". nel momento in cui l'acqua esce dal condotto smette di essere in pressione e si porta alla pressione ambiente. la velocità non è più costante ma aumenta. essendo la portata costante, la sezione deve diminuire e il getto si assottiglia.

[skyprof]

E' una situazione che mi sono posto da solo e che non riesco a capire!
Mettiamola così.
C'è un tubo cilindrico posto in verticale da cui esce acqua verso il basso con portata costante. Attorno idealmente c'è il vuoto

soluzione:
l'acqua evapora


lol wut

in realta' dipende anche dalla temperatura

wut lol

ed è presente un'accelerazione di gravità a vostra scelta

scelgo g=0

soluzione:
l'acqua esce con moto rettilineo unfiorme

lol wut

(sempre versoil basso). Ecco, visto che la velocità aumenta man mano che l'acqua scende, il getto deve tendere ad "allungarsi":

si', lo si verifica anche con un semplice rubinetto; il profilo dovrebbe essere parabbbolico.

ma com'è possibile, visto che l'acqua non è decomprimibile

e visto che non c'è nessuna forza che spinge le molecole dei bordi del getto a spostarsi verso il centro per diminuire il diametro dello stesso getto?

e le forze attrattive intermolecolari?

macroscopicamente c'e' solo una forza verticale e tu non capisci come possa esserci un'azione di qualche tipo in direzione orizzontale.

Quella azione e' "nascosta" nella equazione che ti da' la costanza della portata (volumetrica), Q=A*v=cost. Se non ci fosse interazione attrattiva molecola-molecola, Q=A*v=cost sarebbe falsa in generale. Q=A*v=cost deriva dal fatto che c'e' "colla" fra le molecole. La forza che tu cerchi nasce da qui. Ma come esattamente nasca ovvero cosa esattamente succeda a livello di molecole e' un bailame, in questo caso come in molto. E per questo che hanno inventato le leggi di conservazione...

[vaitrafra]

di la verità, tu consulti i manuali prima di postare.
Non puoi avere tutte queste nozioni del càzzo impresse in memoria

[skyprof]

parli con me?

di quali nozioni stai parlando?

[JohnnyStecchino]

Ah ecco allora non scende a gocce, l'uomo dei vegetali mi aveva illuso!
Al fatto che l'acqua senza pressione evapora molto prima in effetti non ci avevo pensato, ho eliminato l'aria per semplicità ... quanto dev'essere calda per stare allo stato liquido?

[rigel]

Ah ecco allora non scende a gocce, l'uomo dei vegetali mi aveva illuso!
Al fatto che l'acqua senza pressione evapora molto prima in effetti non ci avevo pensato, ho eliminato l'aria per semplicità ... quanto dev'essere calda per stare allo stato liquido?

non centra solo la temperatura ma anche la pressione:



in pratica a seconda del valore di presisone che si ha essiste una tmeperatura alla quale l'acqua è liquida, una alla quale è solida (ghiaccio) e una alla quale è gassosa (vapore)

o viceversa, se fissi la temperatura esiste una presisone per la quale si ha acqua liquida una per la quale si ha ghiaccioe una per la quale si ha vapore

come vedi se la presisone è molto bassa l'acqua può essere solo in stato solido o liquido, a seconda della temperatura

[Ronin]

a riggel, guarda che johnnystecchino ha scritto "nel vuoto": guardalo meglio, il diagramma: a bassissime pressioni, l'acqua può essere SOLO gas...

[JohnnyStecchino]

Yau, due disattenzioni insieme ma quel grafico in ogni caso risponde alla mia domanda.
Insomma il testo del problema era sbagliato, se mai mi si presenterà qualcosa di simile risponderò che l'acqua evapora. A meno che il dire "idealmente c'è il vuoto" possa intendersi riferito solo all'eliminazione dell'attrito e non della pressione.

[rigel]

a riggel, guarda che johnnystecchino ha scritto "nel vuoto": guardalo meglio, il diagramma: a bassissime pressioni, l'acqua può essere SOLO gas...

uhm... no, direi che il diagramma presentato è imperfetto, l'acqua nello spazio vuoto può esistere anche sotto forma di ghiaccio, anzi è soprattutto sottoforma di ghiaccio, si vedano i satelliti ghiacciati di giove, saturno e nettuno e le comete

ho il presentimento che quella curva non abbia l'asse delle pressioni nello zero dell'asse delle temperature

[vaitrafra]

al massimo quel grafico è una minchiata perchè non riporta nessuna unità di riferimento...
Almeno la temperatura e pressione ambiente potevano rappresentarle...

[Ronin]

a riggel, non lo vedi che il grafico non raggiunge lo zero della temperatura?
le comete e roba simile stanno a temperature molto basse, vicine allo zero assoluto, e dunque possono avere acqua solida, ma l'acqua non si trova mai in superficie, dove la pressione è pressochè nulla (e dunque evapora).

si trova sempre nel sottosuolo (anche nelle comete, forma una specie di permafrost, se mi passate la similitudine "terrestre"; e i satelliti ghiacciati in superficie non hanno ghiacci di acqua, bensì ghiacci di metano e idrocarburi vari, che hanno un diagramma di stato diverso)

ah arragorrne, c'hai bisogno di un segno sul grafico, per sapere che a temperatura e pressione ambiente l'acqua è liquida?

[vaitrafra]

no, ma legggendo un grafico mi piacerebbe avere l'idea di che quantità si sta parlando.

[rigel]

a riggel, non lo vedi che il grafico non raggiunge lo zero della temperatura?
le comete e roba simile stanno a temperature molto basse, vicine allo zero assoluto, e dunque possono avere acqua solida, ma l'acqua non si trova mai in superficie, dove la pressione è pressochè nulla (e dunque evapora).

si trova sempre nel sottosuolo (anche nelle comete, forma una specie di permafrost, se mi passate la similitudine "terrestre"; e i satelliti ghiacciati in superficie non hanno ghiacci di acqua, bensì ghiacci di metano e idrocarburi vari, che hanno un diagramma di stato diverso)

ah arragorrne, c'hai bisogno di un segno sul grafico, per sapere che a temperatura e pressione ambiente l'acqua è liquida?

eh no Ronin come puoi vedere da questo diagramma di stato dell'acqua avevo raggione io



al di sotto dei 200°K l'acqua può esistere solo in stato solido, e infatti nello spazio è presente prevalentemente sottoforma di ghiaccio, quando ci si avvicina al Sole si supera la frozen line (che per il sistema solare si trova all'incirca tra giove e marte) e si entra in una regione dove l'irraggiamento è tale da far raggiungere temperature superiori e quindi far sublimare il ghiaccio

Una curiosità:

quelle aree contrassegnate da numerazione romana sono relative alle dodici forme cristalline che può assumere l'acqua quando ghiaccia

[skyprof]

teoricamente parlando, ad ogni T>0 (assoluto) una palla di ghiaccio in assenza di gas (nel vuoto, ed uno spazio vuoto infinito) non e' in equilibrio, ma sublima. In un tempo infinito diventa gas.

in un tempo infinito pero'. insomma, anche il vetro e' un fluido... eccetera.

[Ronin]

bello il grafico, non conoscevo la parte a bassissima pressione e temperatura, non si finisce mai di imparare ('sti ingegneri, che non pensano che anche oltre marte si può aver voglia di stappare le bottiglie...).

cmq l'acqua del problema, una volta aperto il tappo, evaporerebbe istantaneamente anche nella regione "fuori portata del sole", giacchè la sua temperatura iniziale sarebbe quella della zona "liquida", ovviamente: quando si apre il tappo, la pressione varia istantaneamente (e bum, l'acqua evapora), mentre la temperatura ci metterà un po' ad uniformarsi a quella dello spazio vuoto, per via della capacità termica dell'acqua.
a sto punto fuori dalla regione solare probabilmente il vapore dopo qualche sec cristallizza in tanti bei fiocchi o qc del genere...

[skyprof]

comunque non dimentichiamoci che di solito si dice 'senza aria' per dire 'senza attrito'...