Wet van de communicerende vaten

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken

De wet van de communicerende vaten is een regel uit de natuurkunde die eigenlijk de wet van het communicerende vloeistofpeil zou kunnen heten. De wet zegt, dat in twee vaten die met elkaar verbonden zijn, de vloeistof in beide vaten altijd even hoog zal staan. Het woord communiceren moet in dit geval opgevat worden als uitwisselen: als twee watervaten vloeistof kunnen uitwisselen, dan communiceert het waterpeil in de ene met het peil in het andere vat. Voorwaarde daarvoor is dat de luchtdruk boven de vaten gelijk is, wat bij open vaten gewoonlijk het geval is.

Drukverschillen[bewerken]

Stormglas of waterbarometer: de bol is geen open vat, dus de vaten communiceren niet volledig

Als de luchtdruk boven een van vaten hoger is, communiceren ze in zekere zin nog wel, dat wil zeggen, ze beïnvloeden elkaar, maar de vloeistofniveaus worden niet gelijk. Dat kan bijvoorbeeld het geval zijn als een van de vaten luchtdicht afgesloten is. Drukverschillen kunnen ook anders ontstaan, bijvoorbeeld als je een auto opkrikt met een hydraulische krik: met een lange hendel zet je een (smal) vat met olie onder druk. Al doende pers je kleine hoeveelheden vloeistof in een breed vat, zodat daar het hogere vloeistofniveau de auto omhoog duwt. Bij hevelen (zie de hevelproef) zijn drie vaten betrokken: de twee glazen zijn twee vaten die communiceren via het verbindingsslangetje. Dit slangetje is eigenlijk een derde vat. In het slangetje is geen lucht en dus geen luchtdruk, daarom communiceert de waterhoogte daar niet met de glazen. Toch verbindt het de vloeistoffen in de glazen met elkaar, en dat is voldoende.

Voorbeelden[bewerken]

  • Gieter - Een gieter bestaat eigenlijk uit twee communicerende vaten. De tuit is het ene vat, de gieter zelf is het andere. Bij een volle gieter zijn die vaten onder water met elkaar verbonden, ze communiceren dus. Het water in de tuit staat altijd even hoog als in de gieter zelf.
  • Rietje - Als we een rietje halfvol zuigen en dan afdekken met een vingertop kan het water niet meer terug stromen doordat de luchtdruk in het rietje anders is dan in het glas. In termen van de natuurkundige wet: het water in het rietje kan niet meer volledig communiceren met dat in het glas. In een dun rietje zal water overigens altijd iets hoger staan dan in het glas. Dit komt door capillariteit.
  • Barometer De barometer werkt precies zoals het rietje in het vorige voorbeeld. In de loop van de dagen verandert de luchtdruk, dus ook het drukverschil met het gesloten vat.
  • Hevelen - Bij hevelen wordt een slang helemaal gevuld met vloeistof, bijvoorbeeld dieselolie. Wanneer nu het ene eind in een volle, hooggeplaatste tank gelegd wordt en het andere eind ondergedompeld wordt in een laaggeplaatste lege tank, dan loopt die laatste vanzelf vol. De bezitter van een motorboot heeft een hevelpompje aan boord waarmee hij de oliestroom op gang brengt van de opslagtank op de kade naar zijn veel lager gelegen tank. Daarna loopt het in alle rust, zodat dezelfde truc ook gebruikt wordt om geruisloos diesel uit vrachtwagens te stelen.