7.5. Нафтова цистерна має спеціальний клапан, через який відбувається вилив нафти при необхідності звільнення цистерни

Барсик

20

При розташуванні рівня нафти в цистерні вище днища створюється внутрішній тиск. Цей тиск залежить від висоти стовпа рідини (у даному випадку - нафти) над рівнем клапана.

Згідно принципу Паскаля, тиск у будь-якій точці рідини пропорційний густині рідини, прискоренню вільного падіння та висоті стовпа рідини. Формула для обчислення тиску в даному випадку має вигляд:

\[P = \rho g h\]

де:
\(P\) - тиск нафти на клапан,
\(\rho\) - густина нафти,
\(g\) - прискорення вільного падіння (приблизно 9,8 м/с² на поверхності Землі),
\(h\) - висота стовпа нафти над рівнем клапана.

Отже, зрозуміло, що вплив тиску на клапан залежить від висоти нафти в цистерні, тобто, чим вище рівень нафти, тим більший тиск спостерігається на клапані.

Розберемо конкретний приклад для більшої ясності. Припустимо, що рівень нафти в цистерні становить 4 метри, густина нафти - 800 кг/м³. Підставляємо ці значення в формулу:

\[P = 800 \cdot 9,8 \cdot 4 = 31360 \, Па\]

Таким чином, вплив тиску нафти на клапан становить 31360 Па.

Важливо також зазначити, що дана формула враховує лише внутрішній тиск нафти у верхній частині цистерни і не враховує зовнішній тиск атмосфери або будь-які інші фактори, що можуть впливати на роботу клапана. Тому необхідно враховувати ці фактори при аналізі ситуації.