Ống siphon

Ống siphon (/ˈsaɪfən/ SY-fən; từ tiếng Hy Lạp cổ: σίφων 'ống', còn có thể viết là syphon hoặc phiên âm là xi-phông) chỉ nhiều loại thiết bị liên quan đến dòng chảy của chất lỏng qua ống. Trong nghĩa hẹp, từ này mô tả một ống hình chữ 'U' ngược, giúp chất lỏng chảy lên cao hơn bề mặt bình chứa mà không cần bơm, chỉ bằng cách sử dụng trọng lực để kéo chất lỏng xuống và xả ra ở mức thấp hơn của bình chứa mà từ đó chất lỏng đã được đưa xuống.

Có hai lý thuyết chính về cách mà siphon có thể làm chất lỏng chảy ngược lên, chống lại trọng lực mà không cần bơm, chỉ bằng trọng lực. Lý thuyết cổ điển cho rằng trọng lực kéo chất lỏng xuống ở đầu ra của siphon, tạo ra sự giảm áp suất ở đỉnh của siphon. Điều này cho phép áp suất khí quyển đẩy chất lỏng từ bình chứa cao hơn, chảy lên phần giảm áp ở đỉnh của siphon, tương tự như trong một áp kế hay ống hút. Tuy nhiên, nghiên cứu cho thấy siphon có thể hoạt động trong chân không và đạt độ cao vượt qua áp suất khí quyển của chất lỏng. Vì vậy, lý thuyết về ứng suất liên kết của siphon được ủng hộ, cho rằng chất lỏng bị kéo trong siphon tương tự như dây xích. Cả hai lý thuyết đều có giá trị trong các điều kiện áp suất môi trường khác nhau. Lý thuyết về áp suất khí quyển không thể giải thích siphon trong chân không, nơi không có áp suất khí quyển đáng kể, trong khi lý thuyết về ứng suất liên kết không thể giải thích siphon khí CO₂, siphon tạo bọt khí, và siphon phun giọt, vì khí không tạo ra lực kéo đáng kể và chất lỏng không gắn kết không tạo ra ứng suất liên kết cố định.

Các lý thuyết hiện đại đều chấp nhận rằng phương trình Bernoulli là một phương trình gần đúng cho hệ thống siphon lý tưởng không ma sát.

Lịch sử

Các phù điêu của người Ai Cập từ khoảng 1500 TCN cho thấy việc sử dụng siphon để chiết xuất chất lỏng từ các bình chứa lớn.

Có bằng chứng cho thấy các kỹ sư Hy Lạp đã sử dụng ống siphon vào thế kỷ thứ 3 TCN tại Pergamon.

Nhà toán học Hero ở Alexandria đã viết nhiều về siphon trong tác phẩm Pneumatica.

Anh em Banu Musa từ thế kỷ thứ 9 ở Baghdad đã phát minh ra một siphon đồng tâm kép, được mô tả trong cuốn Sách về Những thiết bị Tinh xảo của họ. Phiên bản do Hill biên soạn bao gồm phân tích chi tiết về siphon đồng tâm kép.

Chú thích

Các liên kết ngoài

• “Siphon trong môi trường chân không”. Bảng tuần hoàn của Các video. Đại học Nottingham.