Введение

Гидравлическая машина, использующая пневматическую передачу гидростатического давления для работы фонтана.

Фонтан Герона — это гидравлическая машина, изобретенная в I веке нашей эры изобретателем, математиком и физиком Героном Александрийским. Герон изучал давление воздуха и пара, описал первый паровой двигатель и создал игрушки, выбрасывающие воду, одной из которых и является фонтан Герона. Сегодня различные версии фонтана Герона используются на уроках физики для демонстрации принципов гидравлики и пневматики.

Предложение

Фонтан Герона – не машина вечного движения. Если сопло узкое, он может работать несколько минут, но в конечном итоге останавливается. Вода, выходящая из трубки, может подниматься выше уровня в любом резервуаре, но общий поток воды направлен вниз. Однако, если объемы резервуаров для подачи воздуха и воды для фонтана значительно превышают объем бассейна, а расход воды из сопла поддерживается постоянным, фонтан может работать в течение гораздо большего времени. Его принцип действия может показаться менее парадоксальным, если рассматривать его как сифон, но с удалённой верхней частью трубки, при этом давление воздуха между двумя нижними резервуарами обеспечивает положительное давление для подъема воды над этой частью. Устройство также известно как сифон Герона. Гравитационная потенциальная энергия воды, падающей с большой высоты из бассейна в нижний резервуар, передается посредством пневматической трубки (на этом этапе перемещается только воздух), чтобы вытолкнуть воду из верхнего резервуара на небольшую высоту над бассейном. Фонтан может выбрасывать воду (почти) на такую же высоту над верхним резервуаром, на какую вода падает из бассейна в нижний резервуар. Для достижения максимального эффекта верхний резервуар следует разместить как можно ближе под бассейном, а нижний – на значительном расстоянии под обоими. Как только уровень воды в верхнем резервуаре опустится настолько, что водоподводящая трубка перестанет касаться поверхности воды, фонтан остановится. Чтобы фонтан заработал снова, резервуар для подачи воздуха необходимо освободить от воды, а резервуар для подачи воды и бассейн – снова наполнить. Подъем воды обеспечивает необходимую энергию.

Повторное предложение и варианты

Как уже упоминалось ранее, фонтан перестает работать, когда уровень воды в B опускается до уровня C. Однако существуют способы заставить его работать снова, например:
спроектировать систему трубопроводов таким образом, чтобы после заполнения C и опустошения B их можно было поменять местами. добавить клапаны для опорожнения C и пополнения B (фактически, для перекачки воды из C в B). вместо использования клапанов, перекачивать воду из C в B путем кипячения и конденсации. создать фонтан из 4 контейнеров A, B, C и D, который можно переворачивать, чтобы полный и пустой контейнеры менялись местами. Также существуют фонтаны с двумя жидкостями разного цвета и плотности, такие как фонтан Халит.

В популярной культуре

Пример фонтана Герона, созданный Ларри Флейнхардтом, был показан в 8-м эпизоде (с названием "Табу") 4-го сезона телесериала Numb3rs. Фонтан Герона также появился в первом эпизоде программы How Britain Worked, ведущим которой был Гай Мартин.