ونچوری اثر: رفتار اوپر، دباؤ نیچے
1 · پیش گوئی
پانی ایسی نالی سے گزرتا ہے جو راستے میں تنگ ہو جاتی ہے، جیسے انگلی دبائی باغ کا نل۔ تنگ حصے میں پانی کے دباؤ کا کیا ہوتا ہے؟
- تنگ حصے میں دباؤ بڑھتا ہے کیونکہ پانی زیادہ بھینچا جاتا ہے۔
- تنگ حصے میں دباؤ گرتا ہے کیونکہ پانی تیز ہو جاتا ہے۔
- دباؤ ہر جگہ وہی — صرف رفتار بدلتی ہے۔
2 · تیاری
- سیال وینچوری پری سیٹ کھولیں اور ری سیٹ دبائیں۔ پانی چوڑے حصے (A₁) اور تنگ حلقے (A₂) والی نالی سے مسلسل بہتا ہے۔
- حلقہ رفتار اور دباؤ کمی پڑائتیں فعال کریں۔
- ہر آزمیش کے لیے چوڑے حصے کا رقبہ، حلقہ رقبہ اور اندر رفتار سیٹ کریں، اور حلقہ رفتار اور دباؤ کمی پڑائتیں درج کریں۔
3 · ڈیٹا جمع کریں
| چوڑے حصے کا رقبہ A₁ (m²) | تنگ مقام رقبہ A₂ (m²) | داخلی رفتار v₁ (m/s) | تنگ مقام رفتار v₂ (m/s) | دباؤ تبدیلی ΔP = P₂ − P₁ (kPa) |
|---|---|---|---|---|
| 4.00e-4 | 1.00e-4 | 2.00 | ||
| 4.00e-4 | 1.00e-4 | 3.00 | ||
| 4.00e-4 | 2.00e-4 | 4.00 |
اپنی تین آزمایشوں کے لیے دباؤ تبدیلی ΔP (y محور) بمقابلہ حلقہ رفتار v₂ (x محور) کھینچیں۔
4 · تجزیہ
- کسی ایک آزمایش کے لیے پہلے تسلسل سے v₂ = A₁v₁/A₂ اور پھر برنولی مساوات سے ΔP = P₂ − P₁ = ½ρ(v₁² − v₂²) حساب کریں۔ دونوں کا پڑائتوں سے موازنہ کریں — ΔP منفی نکلتی ہے، اور علامت والے عدد کی صورت میں ”دباؤ تنگ مقام پر گر گیا“ کا مطلب یہی ہے۔
- توانائی بقا کے لحاظ سے سمجھائیں کیوں افقی نالی میں سیال کا دباؤ وہاں گرنا چاہیے جہاں اس کی رفتار بڑھتی ہے۔
5 · توسیع
- کاربریٹر اور عطر کے سپرے وینچوری اثر سے تنگ حلقے میں دوسرا سیال کھینچتے ہیں۔ اپنے دباؤ تبدیلی ڈیٹا سے سمجھائیں کیوں وہاں کم دباؤ علاقہ مائع کو سائیڈ نالی سے اوپر کھینچ سکتا ہے۔
- سیال پر تجربہ یہی مسلسلت + برنولی ماڈل پانی کے بجائے ہوا سے چلاتا ہے۔ اسی رفتار اور رقبوں کے لیے دباؤ فرق زیادہ یا کم ہونے کی توقع ہے؟ کیوں؟
اس تجربے کے پیچھے کی طبیعیات
تسلسل مساوات
پائپ میں ایسے سیال کے لیے جو نچوڑا نہ جا سکے، بہاؤ کی شرح (رقبہ × رفتار) پائپ کی ہر جگہ ایک جیسی ہونی چاہیے: A₁v₁ = A₂v₂۔ پائپ کا تنگ ہونا سیال کو تیز چلنے پر مجبور کرتا ہے۔
برنولی مساوات
افقی بہاؤ لکیر کے ساتھ، سیال کا دباؤ اور فی حجم حرکی توانائی کا مجموعہ مستقل رہتا ہے: P₁ + ½ρv₁² = P₂ + ½ρv₂²۔ جہاں رفتار بڑھتی ہے وہاں دباؤ کو تلافی کے لیے کم ہونا پڑتا ہے۔