Jak vodu přemisťujeme?

Jak vodu přemisťujeme?

Voda je překvapivě kompaktní, což znamená, že ji můžeme přemisťovat jakýmkoli směrem. Nechte si od profesora Sørena Ruda Keidinga vysvětlit spletitosti ohledně průtoku a tlaku vody.

Vodu můžeme přemisťovat jakýmkoli směrem. Často záleží na použitých materiálech, množství potřebné energie a konec konců také na ceně a realizovatelnosti.

Společnost jako je Grundfos má samozřejmě velký zájem na tom, abychom porozuměli základním vlastnostem vody. Díky tomu můžeme řídit průtok a tlak při čerpání vody. Je fascinující, jak neobvykle obtížné je stlačit kapalnou vodu. Kdybyste to zkusili, tak zjistíte, že je to téměř nemožné. Pokud byste se ponořili na nejhlubší dno oceánu, což je nějakých 10 km pod hladinou, voda nad vámi by vážila přibližně 10 000 tun.

Přesto je možné vodu stlačit jen o několik málo procent. Stlačení vody je opravdu velmi složité. Kdyby vodu nebylo možné stlačit vůbec, byla by hladina oceánů po celém světě zhruba o 50 m výše. Do určité míry je snazší stlačit horninu, než stlačit kapalnou vodu. Příkladem, kde se využívá velmi nízké stlačitelnosti vody, je řezání vodním paprskem.

Využívá se k tomu trysek, z nichž pod extrémně vysokým tlakem stříká voda. Takto lze velmi účinně a čistě řezat různé materiály. Funguje to tak dobře právě díky tomu, že je stlačitelnost vody tak nízká. Dopravní výška je pojem, který znají čerpadloví technici po celém světě. Udává výšku sloupce, do níž lze vodu vyčerpat. Je to zajímavá vědecká otázka, o níž se v odborné literatuře často diskutuje. Ohledně dopravní výšky totiž nepanuje úplná shoda. Někteří tvrdí, že hlavní roli hraje atmosférický tlak a gravitace. Ostatní zase říkají, že nejdůležitější je koheze kapalné vody, neboli fakt, že voda je opravdu velmi soudržná.

Pokud chcete vodu přečerpávat, musíte rozumět vodíkovým vazbám. Znovu vidíme, že vodíkové vazby jsou klíčem k pochopení toho, proč má voda tak neobvyklé vlastnosti a proč je koheze kapalné vody tak vysoká. Ať už vodu vytlačujete, stlačujete, přečerpáváte, čerpáte z vrtů nebo ji vaříte, vždy budou klíčové vodíkové vazby a množství spotřebované energie. Pokud čerpáte sloupec vody, její koheze, neboli soudržnost, bude záležet na vodíkových vazbách a také na tom, kolik energie je potřeba, aby se tyto vazby zpřetrhaly.

Množství energie potřebné k rozbití vodíkové vazby je stejné, jako když chcete vodu uvést k varu. Při vaření se kapalina vypařuje, což vodíkové vazby rozbíjí. Pokud chceme vodě porozumět, musíme zjistit, kolik energie je k rozbití vodíkové vazby potřeba. Když to zjistíme, dostaneme také množství energie, které je potřeba dodat, aby se voda vařila.