Принцип действия насоса

 

Принцип действия ручного велосипедного насоса прост. Поршень вниз, воздух с атмосферы втягивается внутрь, воздух внутри насоса сжимается, повышает давление в самом насосе и открывает клапан идущий на камеру, при движении поршня вверх, низкое давление воздуха внутри насоса закрывает клапан, а воздух над поршнем выходит в атмосферу.

При сжатии поршня давление воздуха внутри увеличивается воздух сжимается и нагревается. При увеличении давления внутри камеры, воздух расширяется вместе с самой камерой и охлаждается. 

Следовательно увеличение давления будет нагревать или охлаждать воздух в зависимости от того, происходит ли изменение объема. 

Если объем постоянный, как внутри насоса, воздух сжимаясь будет нагреваться, если объем воздуха увеличивается при повышении давления, как в резиновой камере, воздух расширяясь будет охлаждаться. Проведем параллель: Выталкивающая на поверхность сила Архимеда зависит от давления (глубины или высоты) если только изменяется объем, если объем не меняется как например у подводной лодки то и сила Архимеда остается постоянной.

  Принцип действия поршневого насоса

Если саму трубку назвать рабочей камерой и сделать ее из закаленной стали, вставить поршень и пару клапанов прибор мы станем называть поршневой насос, принцип действия которого заключается в том, что поршень, совершая периодические движения "туда сюда", создает в цилиндре переменное низкое и высокое давление. Поршень, двигаясь в направлении сжатия воздуха закрывает нижний клапан и открывает верхний выпуская воду, двигаясь в обратном направлении создания низкого давления, верхний клапан закрывается, а нижний открывается засасывая воду, подобно трубке которую поднимают вместе с водой. Обратите внимание, что вода не "вталкивается в насос при отходе поршня" одним только атмосферным давлением, а вода именно всасывается в насос за счет разницы давлений внутри насоса и снаружи. Внутри вакуум, а снаружи атмосферное давление. Все также как с трубкой, только роль поднимания трубки играет движущийся поршень создавая периодически низкое и высокое давление внутри.

Если из баллона откачивать воздух при этом сам баллон начинает охлаждаться, потому что воздух при расширении охлаждается, и наоборот при повышении давления внутри баллона сам баллон начинает нагреваться, потому что воздух при сжатии начинает нагреваться. Обратите внимание, что процессы охлаждения/нагревания будут происходить при постоянной работе насоса, если работу насоса остановить, воздух внутри баллона будет приведен или более правильно сказать постоянно приводиться к параметрам внешней среды, где "насосом" будет уже сама внешняя среда.
Тоже самое будет происходить, если применим "принцип обратимости машин" и сделаем наоборот. Если внутри баллона будем повышать температуру воздух внутри начнет расширяться и увеличивать давление внутри и наоборот если будем понижать давление воздух внутри начнет сжиматься понижая давление внутри баллона. Теперь если в баллоне сделать еще одно отверстие и вставить в него трубу, сам баллон назвать камерой, поставить пару клапанов и поршень мы получим простой поршневой насос.