Un recipiente para descargar líquidos a diferente temperatura a voluntad

 De la misma forma es posible descargar del mismo balón cualquier cantidad de agua caliente o fría.

Se construye el balón A B similar al anterior, pero se le agrega una división perpendicular, C D, que lo divide en dos partes iguales. La parte superior del tubo, H F, se suelda al interior del globo, y se comunica con el interior; a este tubo se le agrega una división, C G, a continuación del tabique C D, y sus aberturas, H K, deben curvarse en las direcciones C y F. Se hacen a cada lado del tabique C D, en el fondo del balón hacia D, orificios similares a los de un cucharón de cocina. Cuando se quiera extraer agua caliente, se tapan los orificios H y K con dos dedos y se sumerge el balón en agua caliente, y luego se destapa uno de los conductos, H, de este modo se puede sacar el aire caliente del hemisferio B C D a través de H: el agua caliente entra a través de los orificios llenando el hemisferio B C D; tapando de nuevo el conducto H, se retiene su contenido, y el aire no entra. Luego, de igual manera, se sumerge el balón en agua fría, destapando el conducto K, y cuando esté lleno el hemisferio A C D, se cierra K y se succiona el globo. Ahora el globo está lleno de agua caliente y agua fría, y cuando se quiera descargar una de ellas, se destapa el respectivo canal: de igual manera se vuelva a cerrar cuando se descargue la cantidad que se quiera; y se puede repetir esto una y otra vez hasta que se vacíe el contenido. De igual manera se puede verter y sacar vino del mismo recipiente, y agua fría o caliente, o cualquier otro líquido, en cualquier momento, en cualquier cantidad, haciendo las divisiones necesarias y los orificios a través de los cuales pueda entrar el aire en cada cámara y dejarla de nuevo. En lugar de salidas curvadas, se pueden hacer orificios en la parte superior de los lados del tubo en varias direcciones; y, por supuesto, se pueden cerrar estos agujeros cuando se quiera sacar el aire. Pueden ocultarse estos agujeros perforados en el fondo del recipiente, se pueden incluir ambos grupos de orificios en un solo canal, de modo que ambos chorros parecen fluir de la misma fuente.

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Un recipiente para retener o descargar un líquido a voluntad

 Ahora se procede a construir instrumentos básicos, empezando con el de menor importancia, de acuerdo a las partes que lo componen. El siguiente artilugio se usa para servir el vino.

Se tiene un balón hueco, de bronce, A B, perforado por debajo con pequeños orificios a modo de colador. En la parte superior hay un tubo, C, con su extremo superior abierto, soldado al globo y comunicado con el interior de éste. Cuando se tiene que servir el vino, se sujeta con una mano el tubo, C D, cerca de la boca C, se introduce el globo en el vino hasta que se sumerja completamente. El vino entra a través de los orificios, y saca el aire del interior, a través del tubo C D: y si se presiona con el pulgar la abertura C, y se levanta el globo sobre el vino, no sale el vino del globo, mientras no pueda entrar aire para hacer el vacío, por la única entrada a través de la boca C, que se encuentra cerrada por el pulgar. Cuando se quiere que salga el vino, se quita el dedo, y el aire que entra llena el vacío que se produce. Si se pone nuevamente el dedo en el orificio C, no se descarga hasta que se quite de nuevo el dedo del respiradero. De igual manera se puede meter el globo en agua caliente o en agua fría, y retener o dejar salir el contenido a voluntad, hasta que se vacíe el agua completamente. Si se dobla el extremo C del tubo C D, el resultado es el mismo, y resulta más fácil de bloquear el orificio con el dedo.

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Un recipiente para extraer aire con un sifón

 Para no tener que succionar el agua a través de la boca, lo que solo es posible en sifones pequeños, se puede emplear el siguiente artilugio. Se toman dos tubos, uno de los cuales entra en el otro, y se fija el más pequeño al tramo externo del sifón, de modo que la descarga pase a través de él. Se tiene T N el tubo más pequeño, y Q U el más grande, el cual se ajusta firmemente a un recipiente, W Y, que contiene un poco más de agua de la que tendrá el sifón, y tiene una salida, Z, en el fondo. Para succionar el agua del recipiente A B, se cierra con el dedo la salida de W Y, se fija luego el tubo grande Q U al más pequeño, y se deja libre la salida Z. Cuando el recipiente W Y vacía el aire del sifón se produce un vacío en él, y el líquido almacenado en A B llena el sifón: se retira luego el recipiente W Y, y se deja pasar el agua por el sifón. Para que el sifón funcione adecuadamente debe estar perpendicular; y esto se puede garantizar fijando dos barras al borde del recipiente A B, y colocando el tramo interior del sifón entre ellas de modo que entre en contacto con ambas barras: luego se asegura trasversalmente una barra a cada lado del tramo del sifón, de modo que hagan contacto con las anteriores. Por esta razón, si las barras más pequeñas tocan a las barras más grandes, el sifón nunca se inclinará hacia los lados ni hacia adelante, sino que quedará suspendido perpendicularmente.

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El sifón que puede cargar o descargar mayor o menor cantidad de líquido uniformemente

 

Mediante el siguiente arreglo se puede producir una descarga uniforme y variable a la vez; es decir, que se trata de una descarga durante un tiempo a voluntad, el chorro sale de manera uniforme desde el comienzo, y luego, durante otro período cualquiera, el chorro es más lento o más rápido que antes, pero sigue siendo uniforme. Como en el caso anterior, se tiene un recipiente de agua, A B, y un tazón, C D. Entre la tapa y el fondo del tazón se suelda un tubo, L M, más ancho que el tramo interior del sifón. Se coloca una estructura de madera, C N X D, sobre la tapa, la cual consta de dos piezas verticales y otra horizontal que se apoya sobre la parte superior de estas. En las caras interiores de las piezas verticales se hacen muescas verticales en toda su extensión, entre las cuales se mueve libremente otra pieza, O P. Se tiene un tornillo, R S, que se mueve verticalmente en dirección de la tapa, C D, y pasa a través de un orificio en O P; se fija un pasador a O P a través del cual avanza la rosca del tornillo. El tornillo debe sobresalir por encima de N X, y lleva una manija en su parte superior para poderlo girar; de esta forma se puede subir o bajar O P. Se fija el tramo interior del sifón a O P, y se pasa a través del tubo L M, de modo que su boca se sumerja en el agua que hay dentro del recipiente. Si se succiona el líquido a través de la boca exterior, fluye un chorro uniforme del sifón hasta que se vacía el agua. Y cuando se quiera producir un chorro uniforme más rápido a través del sifón, se gira el tornillo para bajar la tabla O P; aumentando luego el largo del tramo exterior del sifón, se reduce el tramo interior del mismo, y el chorro permanece a velocidad uniforme, pero más rápido que antes. Si se tiene que aumentar más la velocidad, se baja más O P con el tornillo; y si se busca una menor velocidad, se debe subir O P. De este modo se produce una descarga uniforme en un sifón, en un sentido, y variable en el otro.

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El sifón de descarga uniforme

 

Se tiene un recipiente, A B, que contiene agua, en el cual flota un pequeño tazón, C D, con la tapa C D en su boca. Se inserta un tramo del sifón desde F, a través de la tapa y el fondo del tazón, y se suelda con estaño en los orificios que atraviesa. Se deja el otro tramo por fuera del recipiente A B, de tal modo que su boca quede por debajo del nivel de agua en A B. si se saca el aire del sifón a través del tramo externo, pasa el agua de una vez debido a que no es posible el vacío continuo en el sifón; y el sifón, una vez empieza a fluir, sigue vertiendo el agua hasta que se vacíe el recipiente: pero la descarga es uniforme, puesto que no varía la parte saliente del tramo externo; cuando se vacía el recipiente, el tazón se baja con él. La característica más importante del tramo exterior es que la velocidad de descarga se mantiene uniforme. En la figura, E F G es el sifón descrito, y la superficie del agua es la línea H K.

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El sifón concéntrico o encerrado

 Hay otro tipo de sifón llamada sifón concéntrico o sifón encerrado, se basa en el mismo principio del sifón curvado. Al igual que el caso anterior, se tiene un recipiente, A B, que contiene agua. Se le suelda un tubo, C D, en el fondo y sale por debajo. El extremo C del sifón se acerca a la boca del recipiente A B, y permite otro tubo, E F, que rodea el tubo C D manteniendo los tubos a igual distancia en todo su recorrido, cerrando la boca exterior del tubo exterior con la placa, E G, un poco más arriba de la boca C. La abertura inferior del tubo E F debe estar separada del recipiente para permitir el paso del agua. Se completa este arreglo, si se vacía el aire del tubo C D, succionándolo a través de la boca D introduciéndolo en el agua del recipiente A B, de este modo bota a través del saliente del sifón hasta que se vacía el agua.

El poco aire almacenado entre el líquido y el tubo E F, puede pasar al tubo C D, después puede drenar el agua. Y el agua no para de fluir gracias a la parte saliente del sifón en la parte inferior: –de hecho, si se remueve el tubo E F, cesa la descarga en la superficie del agua que llega a C, a pesar del saliente por debajo; pero cuando se sumerge completamente E F el aire no puede entrar al sifón en lugar de salir, puesto que el aire que entra al recipiente ocupa el lugar del agua que sale –por lo tanto no cesa la descarga, por la boca exterior del tubo, por donde se expele el agua, siempre es menor que la superficie del agua del recipiente, y, no puede alcanzar el nivel, se drena toda el agua, se ejerce la atracción por la profundidad de la columna. Si se decide no extraer el aire del tubo C D por succión, se puede vaciar el agua dentro del recipiente A B, cuando se eleva por encima de C, empieza una descarga a través de CD. En este caso, de nuevo, se drena toda el agua del recipiente. Como se dijo antes, este instrumento se conoce como, sifón concéntrico o sifón Cerrado. Resulta evidente, como se ha probado antes, que si el sifón se mantiene inmóvil el chorro que lo atraviesa tiene velocidad variable, pero tiene igual resultado que la descarga a través del agujero perforado debajo del recipiente, donde el chorro es irregular por la presión que ejerce un mayor peso al comenzar la descarga, y, disminuye a medida que se reduce el contenido del recipiente. En otras palabras, a medida que aumenta la longitud de la parte saliente del sifón, aumenta la velocidad del chorro; cuando se ejerce una gran presión en la descarga es mayor la velocidad que cuando la parte saliente del sifón por debajo del fondo del recipiente, por debajo de la superficie del agua, contenida en el recipiente es menor. Por lo tanto se dice que siempre varía la velocidad de la descarga a través del sifón. Pero se debe idear un sifón en el que se tenga la velocidad de descarga uniforme.

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El sifón curvado

Se tiene un tubo o sifón, A B C, del cual se encuentra sumergido el tramo A B en un recipiente D E que contiene agua. Si la superficie del agua se encuentra en F G, el tramo A B del sifón, se llena con agua hasta alcanzar la altura de dicha superficie, es decir, hasta H, el tramo restante H B C permanece lleno de aire. Si luego se extrae el aire por succión a través de la abertura C, el líquido pasa al vacío continuo imposible, antes explicado. Y, si la abertura C se nivela con la superficie del agua, aunque el sifón esté lleno no descarga el agua, sino que permanece lleno: de modo que, aunque el hecho de que suba el agua es contrario a la naturaleza, ha subido tanto que llena el tubo A B C; y el agua permanece en equilibrio, como las escalas de una balanza, se eleva en el tramo H B, y se detiene en el tramo B C. Pero si la boca exterior del sifón está por debajo de la superficie F G, en K, el agua fluye; porque al ser más pesado el líquido en K B, se sobrepone y extrae el líquido que hay en B H. Sin embargo, continúa la descarga solo hasta que la superficie del agua esté al mismo nivel que la boca K, cesando el flujo por la misma razón anterior. Pero si la boca exterior del tubo está por debajo de K, continúa la descarga en L, hasta que la superficie del agua alcanza la boca A. Si se quiere extraer toda el agua del recipiente, se debe presionar el sifón hasta que la boca A alcanza el fondo del vaso, dejando solo un canal para el agua.

Ahora bien, algunos inventores explican la acción del sifón, diciendo que el tramo más largo, que sostiene más, atrae al más corto. Pero tal explicación es incorrecta, y los que creen eso cometen un grave error si intentan subir el agua desde un nivel más bajo, lo que se prueba como se indica a continuación. Se tiene un sifón con el tramo interior más largo y angosto, y el exterior mucho más corto y más ancho de tal modo que contiene más agua que el tramo más largo. Después de llenar primero el sifón con agua, se sumerge el tramo más largo dentro del agua del recipiente o en un pozo. Si se deja fluir el agua ahora, el tramo exterior, que tiene más capacidad que el interior, extrae el agua del tramo más largo, el cual sube el agua del pozo al mismo tiempo; y empieza la descarga cuando se vacía toda el agua o sigue corriendo continuamente, puesto que el tramo sin líquido es mayor que el que tiene líquido. Pero esto no es todo lo que se tiene para analizar este caso; y por lo tanto la causa supuesta no es verdadera. Seguidamente se examina la causa natural. La superficie de todo cuerpo líquido, cuando está en reposo, es esférica y concéntrica con la superficie de la tierra; y, si el líquido no está en reposo, se mueve hasta alcanzar tal superficie. Si se toman dos recipientes y se vierte agua en cada uno de ellos, y, después de llenar el sifón y cerrar sus extremidades con los dedos, se inserta un tramo en un recipiente por debajo del nivel del agua, y el otro tramo dentro del otro recipiente, el agua no tendrá interrupciones, entre los líquidos de los recipientes que se comunican a través del sifón. Entonces, si las superficies de los líquidos de los recipientes tienen el mismo nivel, permanecen en reposo al introducir el sifón de manera forzada. Pero si no lo tienen, tan pronto como se comuniquen, necesariamente debe fluir el agua de forma continua hacia el recipiente más bajo a través del canal de comunicación, hasta que toda el agua de ambos recipientes alcance la misma altura, o se vacíe uno de los recipientes. Si se supone que los líquidos permanecen a la misma altura; siguen su curso hasta alcanzar el reposo, de modo que el líquido del sifón también está en reposo. Por lo tanto, si se asume que el sifón es atravesado por un plano en la superficie de los líquidos de los recipientes, el líquido del sifón permanece en reposo, y, si sube sin estar inclinada a uno de los lados, queda nuevamente en reposo, y ocurre lo mismo, si el sifón tiene el mismo ancho en toda su longitud o si un tramo es muchos más grande que otro. Esta no es la razón por la que el líquido permanece en reposo, sino por el hecho de que las aberturas del sifón están al mismo nivel. Ahora surge la pregunta, ¿por qué cuando se eleva el sifón no cae el agua por su propio peso, teniendo detrás el aire que es más liviano que ella? La respuesta es que no existe el vacío continuo; porque si el agua desciende, se debe llenar primero la parte superior del sifón, en la cual posiblemente el aire no puede forzar este canal. Pero si se perfora un agujero en la parte superior del sifón, el agua es expulsada inmediatamente al aire debiendo encontrar un canal. Antes de perforar el agujero, el líquido del sifón, reposa sobre el aire que tenga debajo, tendiendo a repelerlo, pero el que tenga aire no significa que no permita el escape de agua: sin embargo, cuando el aire tiene un canal a través del orificio, se escapa al ser incapaz de sostener la presión del agua. Por esta misma razón, por medio de un sifón, se puede absorber vino hacia arriba, aunque esto es contrario a la naturaleza del líquido, porque cuando llega al cuerpo el aire que estaba en el sifón, el cuerpo queda más lleno, y se ejerce una presión continua en el aire hacia el cuerpo, y éste a su vez presiona la atmósfera hasta que se produce un vacío en la superficie del vino, y luego la presión hace que el vino pase del espacio vacío al sifón; porque no hay ningún otro lugar por donde pueda escapar el vino de la presión.

Esta es la razón por la que se da un movimiento ascendente contra natura. Se puede mostrar de otra forma por qué el agua del sifón entra en reposo cuando su superficie es esférica y concéntrica con la superficie de la tierra. Si es posible que no esté inmóvil; por supuesto que llegará a estarlo después de moverla; llegando a quedar en reposo. Ahora su superficie es esférica y concéntrica con la de la tierra, y vuelve a su forma anterior, cuando el mismo líquido tome dos posiciones, debe haber una línea de intersección común a ambos. Un plano que pasa por el centro de la tierra corta ambas superficies; las intersecciones son circunferencias de círculos concéntricos con la tierra. Sean estas circunferencias A B C y F B D, al unir B y G; B G es igual a cada una de las líneas G F, G A, lo cual es un absurdo. Por lo tanto el líquido está en equilibrio.

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