화장실 변기와 주유소 주유기의 작동원리인 사이펀의 원리가 궁금해요~
생활속 화장실 변기, 주유소 주유기의 원리인 사이펀의 원리가 궁금한데요.
컵을 기울이거나 건드리지 않고 그 속에 든 액체를 위에서 아래로 보내는 사이펀의 원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.
사이펀의 원리는 대기압을 이용한 것입니다.
사이펀은 대기압이 높은 곳의 액체를 낮은 곳으로 이동시키는 관, 또는 그러한 작용, 현상 등을 의미합니다.
기본적으로는 유체의 속력이 증가하면 압력이 감소한다는 베르누이의 원리에 따라 액체를 구부러진 관을 따라 이동시키면 관 내부의 이동하는 액체의 압력이 대기압 보다 감소하며 대기압이 높은 곳의 수면을 누르는 효과가 발생하며 액체가 흐르게 되는 것이죠.
안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.사이펀은 다음과 같은 원리에 기반하여 작동합니다:
액체의 역압 차이: 사이펀은 액체가 두 개의 다른 높이로 있는 두 개의 용기 사이에서 작동합니다. 이 때, 액체의 이동은 역압 차이에 의해 발생합니다. 하나의 용기에서 액체 높이가 다른 용기보다 높은 경우, 액체의 중력에 의해 아래로 흐르려고 합니다.
초기 주입: 사이펀을 작동시키기 위해 초기에는 액체를 한쪽 용기에 주입해야 합니다. 이를 통해 액체가 사이펀 내부로 들어가고, 두 용기 사이에 액체가 충분히 채워지게 됩니다.
중력 작용: 사이펀 내부에 액체가 충분히 채워진 후, 위쪽 용기의 액체는 중력에 의해 아래쪽 용기로 향하려고 합니다. 이는 아래쪽 용기의 액체 높이가 더 높기 때문에 발생합니다.
기압 차이: 액체가 사이펀 내부에서 아래로 흐를 때, 위쪽 용기에서는 공기가 생깁니다. 이로 인해 사이펀 내부에는 압력 차이가 발생하게 됩니다. 이 압력 차이는 액체를 계속해서 흘러가게 합니다.
지속적인 흐름: 액체가 사이펀을 통해 아래쪽 용기로 이동하면서 공기가 위쪽 용기로 올라갑니다. 이 과정에서 액체는 중력에 의해 계속해서 아래로 흘러가게 되며, 액체의 흐름은 지속됩니다.