Detta fenomen är faktiskt känt sedan långt tillbaka i historien. Redan år 1635 uppmättes den maximala sughöjden för vatten till 18 florentinska gårdar, eller 8-9 meter. Men varför en gräns på 8 meter? Jo, svaret finns att hitta i den kemisk/fysikaliska definitionen av vakuum, vilket anger att vakuum är en volym som i huvudsak är tom på materia, så att dess gastryck är mycket mindre än atmosfärstrycket. Ett perfekt vakuum skulle således vara en volym helt utan partiklar, vilket i praktiken är omöjligt att nå.Jordens atmosfäriska tryck sjunker till ungefär 1 Pa på 100 kilometers höjd vid den s.k. Karmanlinjen, som är en vedertagen definition av gränsen mot yttre rymden. Normalt behövs sällan helt partikelfritt, det räcker att komma "ganska nära". En sugande vattenpump eller vakuumpump för hemmabruk kan nå ett vakuumtryck på mellan 10 Pa och 1 Pa, mätt i enheten Pascal (N/m2), medan vakuumkammare för forskning med ultrahögvakuum har kommit ned till under en triljondel (10−12) av atmosfärstrycket, eller 13 pPa (pikoPascal) vilket motsvarar ungefär 100 partiklar/cm3 . 1 Pascal enligt SI-systemets grundenheter är 1 kg/ms2.
När en sugande pump ska lyfta vattten tömmer den successivt slangen på luft (partiklar) vilket skapar ett undertryck som är lägre än atmosfärens tryck på jordytan. Atmosfärstrycket kommer därför att pressa in vattnet i sugslangen tills dess att vattenpelarens vikt i slangen är densamma som vikten hos den luftpelare som utgör atmosfärstrycket på jordens yta. När undertrycket i sugslangen närmar sig noll så närmar sig pumpen sin maxkapacitet då vattenpelaren blir lika tung som atmosfärstrycket - och detta inträffar just mellan 8 och 10 meter beroende på pumpens vakuumkapacitet.
I pumpsammanhang är pumpens kapacitet mätt som meter vattenpelare (mvp) beroende av vätskans densitet och gravitationen (tyngdaccelerationen). Vanligtvis menar man då vattens densitet på 1 g/cm3 och jordens gravitation på 9,81 m/s2, vilket vid 1 mvp ger 9,81 kPa. 10 mvp blir då motsvarande 98,1 kPa. Detta ger att undertrycket som krävs hos pumpen för att lyfta 10 meter vattenpelare är 0,98 Pa, vilket just motsvarar max-kapaciteten hos sugande hushålls- och trädgårdspumpar. Eftersom det finns några effektförluster på vägen blir den maximala sughöjden ca 8 meter och därför finns inga pumpar i handeln som kan suga upp vatten till en högre höjd - snipp snapp snut - så var den historien slut.
Kan du ochså reda ut vad som händer om du flyttar den här vacumpumpen upp på 2500 meters höjd. minskar kapaciteten eller påverkas den inte alls av att luften är tunnare på dena höjd? det blir ju ett lägre tryck av luften på utsidan som trycker upp vattenpelaren men blir vacuumet lika starkt eller svagare i pumpen?
SvaraRaderaHej, den maximala höjden på 8-10m måste ju gälla bara om du ska suga upp vatten där pumpen börjar med att tömma luft ur röret?
SvaraRaderaOm man sätter en backventil i botten och fyller pumpen och slangen/sugröret med vatten så måste det ju gå att suga betydligt högre?
Sen finns det ju självklart även då teoretiska begränsningar som till exempel att röret om det är tillräckligt långt går sönder av sin egen vikt osv, att röret riskerar att knycklas ihop av det låga vattentrycket osv.
Men det borde gå att suga betydligt mer än 10m om systemet är vattenfyllt?
Hej Unknown! Nej, för att vattenpelaren ska kunna hålla ihop så krävs det att det finns ett atmosfärstryck i andra änden som är stort nog att trycka upp vattnet i röret. Vi upplever det som att det är ett sug som drar upp vattnet, men det är bara som det verkar. Det blir ett sug bara för att trycket runtomkring är större. Det är alltså atmosfärstrycket som trycker upp vattnet och därför kan inte pumpen suga högre än till den nivå lufttrycket kan pressa upp det. Det gäller fortfarande även om slangen är full med vatten.
Radera