7.4 Από το θεμελιώδη νόμο στις αρχές της υδροστατικής

Α. Αρχή των συγκοινωνούντων δοχείων

Από τη σχέση (7.6) γίνεται φανερό ότι σε όλα τα σημεία που βρίσκονται στο ίδιο υγρό και στο ίδιο βάθος h η πίεση p είναι ίδια, εικόνα 7.6(α). Αυτό οδηγεί στο συμπέρασμα ότι η ελεύθερη επιφάνεια του ίδιου υγρού σε σωλήνες διαφορετικού σχήματος και εμβαδού βάσης βρίσκεται στο ίδιο οριζόντιο επίπεδο, εικ. 7.6.

Εικόνα 7.6: Συγκοινωνούντα δοχεία με ένα υγρό

Πραγματικά: p1=p2 και [pic] άρα h1=h2.

Το παραπάνω συμπέρασμα αποτελεί την αρχή των συγκοινωνούντων δοχείων ενός υγρού. Είναι η πιο απλή εκδήλωση του φαινομένου και βρίσκει εφαρμογή σε πολλές τεχνικές και τεχνολογικές κατασκευές.

Εικόνα 7.7: Δημιουργία πίδακα αυθόρμητα (α) ή με εξαναγκασμό (β)

* Ο πίδακας (εικ. 7.7): Το νερό αυθόρμητα (α) ή με εφαρμογή δύναμης F (β) σχηματίζει πίδακα στην προσπάθειά του να φτάσει στο ύψος της ελεύθερης επιφάνειας στη δεξαμενή Δ. Είναι φανερό ότι ο πίδακας στην περίπτωση (β) είναι πιο "πλούσιος" από τον αντίστοιχο της περίπτωσης (α).

Εικόνα 7.8: Αρτεσιανό πηγάδι

* Τα αρτεσιανά πηγάδια : Σε κάποιο βάθος κάτω από το έδαφος μπορεί να υπάρχει στρώμα υδροφόρο ανάμεσα σε αδιάβροχα στρώματα πάνω και κάτω από αυτό. Το νερό μπορεί να σχηματίσει πίδακα, αν η ελεύθερη επιφάνεια στο στρώμα είναι ψηλότερα από το σημείο γεώτρησης. Αν όχι, το νερό ανεβαίνει στο έδαφος με αντλία ή με κουβά, που ανεβοκατεβαίνει με τη βοήθεια βαρούλκου (αυτό που λέμε μαγγανοπήγαδο).

Το παράπονο του αγρότη: "Το καλοκαίρι του '97 έκανα γεώτρηση στο χωράφι μου με κόστος 20 χιλιάδες το μέτρο. Το νερό βρέθηκε στα 20 μέτρα. Και φέτος το νερό βγαίνει γλυφό. Είναι βλέπεις κοντά η θάλασσα. Καλά καλά δεν πρόλαβα να αποσβέσω το κόστος της γεώτρησης". Ας προσπαθήσουμε να εξηγήσουμε την ατυχία του αγρότη…

* Το δίκτυο ύδρευσης (εικ. 7.9): Οι δεξαμενές Δ, που τροφοδοτούν τον οικισμό, το χωριό ή την πόλη, βρίσκονται σε πυλώνα με κάποιο ύψος βολικό (π.χ. 60m). Για τις μονοκατοικίες η μεταφορά του νερού γίνεται χωρίς μηχανική υποστήριξη. Για τις πολυκατοικίες απαιτείται η χρήση υδραντλίας Α. Το σκηνικό συμπληρώνεται με τη λίμνη - αποταμιευτήρα Β, με το διυλιστήριο καθαρισμού νερού Γ και με τις σωληνώσεις.

Εικόνα 7.9: Δίκτυο ύδρευσης