Однією з найчастіших проблем у туалеті є те, що бачок унітазу просто не наповнюється водою. Такі несправність необхідно оперативно усувати у зв'язку з тим, що це може стати причиною значного зниження гігієни санвузла, а також появи неприємного запаху.

Джерелами виникнення цієї проблеми може бути велика кількість різних факторів. Для їх виявлення насамперед потрібно розібратися у самій конструкції зливного бачка. Тільки після цього можна буде говорити про те, що потрібно зробити, щоби самостійно усунути таку проблему.

загальні характеристики

Принцип роботи зливного бачка повністю ґрунтується на законі гравітації. Саме за рахунок нього набрана в резервуар вода, після натискання кнопки спуску, з потрібною швидкістю спускається в унітаз.

Механізм, який відповідає за здійснення набору води в бачок та процесу зливу, називається запірною арматурою. Найбільший елемент цієї конструкції – це поплавець. Саме він є відповідальним за механізм здійснення змиву. Він потрібний для того, щоб контролювати рівень води.

Після натискання кнопки спуску кількість води всередині ємності зменшується, і поплавок опускається. За рахунок цього відкривається запірний клапан, через який і наливається вода.

При цьому поплавкові клапани бувають різними за положенням в бачку. Так, є бічні та нижні варіанти.

Також у такому пристрої є система зливу та переливу, яка є цілим комплексом елементів.

Вона не дозволяє набратися воді більше, ніж задане значення, щоб уникнути виливання її з бачка в санвузол.

Робота зливного механізму відбувається так:

1. Спочатку набирається необхідний рівень води, після чого поплавок виринає, при цьому піднімається за ним і коромисло.
2. Під час цього коромисло повертається і притискає клапан, який перекриває надходження води. Коли її набирається у бачку необхідну кількість – надходження припиняється за рахунок щільного перекриття каналу.

Зауважте:щоб у зливній системі змінити максимальний рівень рідини, який набиратиметься, досить просто трохи вигнути коромисло.

Пусковим механізмом є кнопка, розташована найчастіше на кришці унітазу, а в деяких моделях (особливо старих) це ланцюжок, що знаходиться збирання корпусу. Але найчастіше зустрічається перший варіант, оскільки він і зручніший і компактніший.

Є також і третій варіант, де бачок вбудований в стіну і просто виглядає кнопка. Він виглядає дуже естетично і сам собою економний, проте при необхідності здійснити ремонт, такий варіант вкрай незручний.

Види поломок

Найчастіші причини того, що вода перестала надходити в бачок унітазу - це:

1. 1. Відсутність подачі води.Це дуже банальна причина, коли в крані немає води. Тому в цьому випадку механізм бачка буде зовсім не до чого.
   2. Іржа у фільтрі.Тут причина полягає в тому, що згодом у системі забивається фільтр, після чого вода тече дедалі повільніше, а далі зовсім перестає надходити. Виправити це можна просто, почистивши фільтр, після чого вода знову побіжить з потрібною силою.
   3. Перекіс поплавця.Найчастіше виникає в досить старих моделях через те, що механізм вже розбовтався і поплавець після змиву змістився в бік, тим самим після того, як вода пішла, він не опустився. Тут досить його просто поставити на колишнє місце.

1. Зношування випускного клапана.У тих випадках, коли вік бачка значний, це може означати вихід із ладу всього механізму. Для вирішення такої проблеми потрібно повністю замінити випускний клапан.
2. Забруднення механізму.На елементах нутрощів бачка з часом утворюється слиз і наліт, які заважають їм належним чином виконувати відповідні функції. Щоб відновити роботу пристрою, потрібно зняти механізм і повністю його очистити.
3. Налаштування впускного тракту.Якщо під час складання системи, елементи в ній були занадто туго закріплені - вода надходитиме дуже повільно і довго. Вирішити це питання можна, просто послабивши певні кріплення.

Якщо ви вважаєте, що певні деталі вийшли з ладу, не потрібно намагатися їх ремонтувати або викликати ремонтників. Справа в тому, що запірна арматура коштує недорого, тому, купивши нову, можна добре заощадити гроші, які були б витрачені на роботу сантехніка.

Заміна

Для здійснення заміни арматури, бажано спершу вибрати правильний варіант. У цьому випадку потрібно враховувати особливості наявного у вас поточного механізму та намагатися вибирати схожий.

Якщо ви маєте сумніви – варто попросити консультацію у продавця.

Після придбання всіх деталей можна розпочинати сам процес монтажу:

1. Перш за все необхідно відключити воду або на стояку, або безпосередньо на трубі, від якої шланг йде до унітазу.
2. Далі знімається кнопка, а потім і кришка бачка.
3. Тепер від'єднується підводка та зливна колонка. Все це робити потрібно частинами.
4. Після цього знімається сам бачок, для цього відкручуються його кріплення і відноситься до зручного місця, де будуть з ним здійснюватися подальші роботи.
5. Далі виймаємо з нього всі начинки старого механізму, чистимо стінки гарячою водою і встановлюємо нові елементи.
6. В кінці монтуємо бачок назад на місце, де підключаємо до водопроводу та унітазу.

Варто відзначити:якщо встановлення та підключення нового механізму було здійснено правильно – все буде працювати, інакше потрібно викликати майстра, який сам усе коректно підключить.

Подібні неполадки в роботі бачка далеко не є трагедією та проблемою, яка потребує великих витрат на її вирішення. Однак якщо у вас немає досвіду та умінь роботи з подібними механізмами, не варто намагатися відремонтувати систему самостійно, краще відразу викликати сантехніка, щоб не нашкодити ще більше.

Дивіться відео, в якому досвідчений користувач докладно пояснює, що робити, якщо в бачок унітазу не набирається вода:

На те, яка вода швидше замерзає, гаряча чи холодна, впливає безліч факторів, але саме питання здається трохи дивним. Зрозуміло, і це відомо з фізики, що гарячій воді ще потрібен час для того, щоб охолонути до температури порівнюваної холодної води, щоб перетворитися на лід. цей етап можна пропустити, а, відповідно, у часі вона виграє.

Але відповідь на питання про те, яка вода замерзає швидше – холодна чи гаряча – на вулиці у мороз, знає будь-який мешканець північних широт. По суті, по-науковому, виходить, що в будь-якому випадку холодна вода просто повинна стати швидше.

Також подумав і вчитель фізики, до якого звернувся школяр Ерасто Мпемба в 1963 році з проханням пояснити, чому холодна суміш майбутнього морозива замерзає довше, ніж аналогічна, але гаряча.

"Це не всесвітня фізика, а якась фізика Мпемби"

Того разу вчитель тільки посміявся з цього, але Деніс Осборн, професор фізики, який свого часу заїхав до тієї ж школи, де навчався Ерасто, експериментально підтвердив наявність такого ефекту, хоч і пояснення тоді не знайшлося. 1969 року в популярному науковому журналі вийшла спільна стаття цих двох людей, які описали цей своєрідний ефект.

З тих пір, до речі, питання про те, яка вода швидше замерзає – гаряча чи холодна, має власну назву – ефект, або парадокс, Мпемби.

Питання виникало давно

Природно, що раніше такий феномен мав місце бути, і він був згаданий у роботах інших учених. Не тільки школяр цікавився цим питанням, а й свого часу про це думав Рене Декарт і навіть Арістотель.

Ось тільки підходи до вирішення даного парадоксу почали шукати лише наприкінці ХХ століття.

Умови для того, щоб відбувся парадокс

Як і у випадку з морозивом, не просто звичайна вода замерзає у процесі експерименту. Повинні бути певні умови для того, щоб почати сперечатися, яка вода замерзає швидше - холодна або гаряча. Що впливає перебіг цього процесу?

Зараз, у 21 столітті, висунуто кілька варіантів, які можуть пояснити цей парадокс. Те, яка вода замерзає швидше, гаряча або холодна, може залежати від того, що є більша, ніж у холоду, швидкість випаровування. Таким чином, зменшується її об'єм, а при зменшенні об'єму та час замерзання стає менше, ніж якщо взяти аналогічний початковий об'єм холодної води.

Давно розморожували морозилку

На те, яка вода замерзає швидше, і чому це відбувається, може вплинути снігова підкладка, яка може мати місце в холодильнику, що використовується для експерименту. Якщо взяти два контейнери, ідентичні за обсягом, але в одному з них буде гаряча вода, а в іншому - холодна, контейнер із гарячою водою розплавить під собою сніг, тим самим покращуючи контакт теплового рівня зі стінкою холодильника. Контейнер із холодною водою такого зробити не може. Якщо ж такої підкладки зі снігом в холодильній камері немає, холодна вода повинна стати швидше.

Верх – внизу

Також явище того, яка вода швидше замерзає – гаряча чи холодна, пояснюється так. Наслідуючи певні закони, холодна вода замерзати починає з верхніх шарів, коли гаряча робить це навпаки - починає замерзати знизу вгору. При цьому виходить, що холодна вода, маючи зверху холодний прошарок з льодом, що вже місцями утворився, погіршує собі таким чином процеси конвекції і теплового випромінювання, тим самим пояснюється, яка вода замерзає швидше - холодна або гаряча. Фото з аматорських експериментів додається, і це чітко видно.

Тепло виходить назовні, прагнучи вгору, а там зустрічається з дуже охолодженим шаром. Вільного шляху для тепловипромінювання немає, тому процес охолодження стає скрутним. Таких перешкод на своєму шляху не має гаряча вода. Яка замерзає швидше – холодна чи гаряча, від чого залежить можливий результат, можна розширити відповідь тим, що будь-яка вода має певні речовини, розчинені у ній.

Домішки у складі води як фактор, що впливає на результат

Якщо не шахраювати і використовувати воду з однаковим складом, де концентрації певних речовин є ідентичними, то холодна вода повинна замерзнути швидше. Але якщо ж відбувається ситуація, коли розчинені хімічні елементи є тільки в гарячій воді, а холодна вода при цьому ними не володіє, тоді є можливість гарячої води замерзнути раніше. Пояснюється це тим, що розчинені речовини у воді створюють центри кристалізації, і за малої кількості цих центрів перетворення води у тверде стані утруднене. Можливе навіть переохолодження води, у тому плані, що за мінусової температури вона перебуватиме в рідкому стані.

Але всі ці версії, мабуть, не до кінця влаштовували вчених і вони продовжували працювати над цим питанням. У 2013 році команда дослідників у Сінгапурі заявила, що їм вдалося розгадати вікову загадку.

Група з китайських вчених стверджує, що секрет даного ефекту полягає в кількості енергії, яка запасена між молекулами води в її зв'язках, які називають водневими.

Розгадка від китайських вчених

Далі буде інформація, для розуміння якої необхідно мати деякі знання в хімії, щоб розібратися в тому, яка вода замерзає швидше - гаряча або холодна. Як відомо, складається з двох атомів Н (водню) і одного атома (кисню), що утримуються між собою ковалентними зв'язками.

Але також атоми водню однієї молекули притягуються і до сусідніх молекул, до їхньої кисневої складової. Саме такі зв'язки називаються водневими.

При цьому варто пам'ятати, що в той же час молекули води діють одна від одної. Вчені відзначили, що при нагріванні води між її молекулами збільшується відстань, і цьому сприяють якраз відштовхувальні сили. Виходить так, що, займаючи одну відстань між молекулами в холодному стані, можна сказати, розтягуються, і у них з'являється більший запас енергії. Саме цей запас енергії вивільняється, коли молекули води починають зближуватися один з одним, тобто відбувається охолодження. Виходить, що більший запас енергії у гарячій воді, і її більше вивільнення при охолодженні до мінусових температур відбувається швидше, ніж у холодній воді, у якої запас такої енергії менший. Тож яка вода замерзає швидше - холодна чи гаряча? На вулиці та в лабораторії має відбуватися парадокс Мпемби, і гаряча вода має перетворюватися на лід швидше.

Але питання все ще відкрите

Існує лише теоретичне підтвердження цієї розгадки - все це написано красивими формулами і здається правдоподібним. Але коли дані експериментів, яка вода швидше замерзає - гаряча чи холодна, будуть поставлені в практичному сенсі, і їх результати будуть представлені, тоді і можна буде вважати питання парадоксу Мпемби закритим.

"Найпростіше стійке з'єднання водню з киснем", - таке визначення води дає Коротка хімічна енциклопедія. Але, якщо розібратися, не така вже й проста ця рідина. Вона має багато незвичайних, дивовижних і особливих властивостей. Про унікальні здібності води нам розповів український аквадослідник Станіслав Супруненко.

Висока теплоємність

Вода нагрівається в п'ять разів повільніше за пісок і в десять разів повільніше залізо. Щоб нагріти на один градус літр води, тепла знадобиться у 3300 разів більше, ніж для нагрівання літра повітря. Поглинаючи величезну кількість теплоти, сама субстанція значно не нагрівається. Зате, коли вона остигає, віддає стільки ж тепла, скільки забрала під час нагрівання. Така здатність накопичувати та віддавати тепло дозволяє згладжувати різкі температурні коливання на поверхні землі. Але це ще не все! Теплоємність води знижується при підвищенні температури від 0 до 370С, тобто в цих рамках нагріти її легко, знадобиться не так багато тепла та часу. Але після температурного кордону в 370С її теплоємність зростає, а отже, для нагрівання доведеться докласти більше зусиль. Встановлено: мінімальну теплоємність вода має за нормальної температури 36, 790С, але це — нормальна температура людського тіла! Тож саме ця якість води забезпечує стабільність температури людського тіла.

Високий поверхневий натяг води

Поверхневий натяг - це сила тяжіння, зчеплення між молекулами. Візуально його можна спостерігати в чашці, наповненій чаєм. Якщо повільно доливати її воду, вона виливатися через край не відразу. Придивіться: над поверхнею рідини можна побачити найтоншу плівку - вона й не дає рідини вилитися. Вона набухає в міру доливання і тільки при останній краплі це все-таки трапиться.
Усі рідини мають поверхневий натяг, але в усіх воно різне. У води поверхневий натяг — один із найвищих. Більше — тільки у ртуті, ось чому при розливі вона одразу перетворюється на кульки: молекули речовини міцно «прив'язані» одна до одної. А ось у спирту, ефіру та оцтової кислоти поверхневий натяг значно нижчий. Їхні молекули менше притягуються одна до одної і, відповідно, саме тому швидше випаровуються та поширюють свій запах.

Висока прихована теплота випаровування

Фото Shutterstock

Щоб випарити воду, потрібно в п'ять з половиною разів більше тепла, ніж для її скип'ятіння. Якби не ця властивість води — повільно випаровуватися, — багато озер і річок просто пересихали б у спекотне літо.
У глобальних масштабах щохвилини з гідросфери випаровується мільйон тонн води. В результаті в атмосферу надходить колосальна кількість теплоти, еквівалентна роботі 40 тисяч електростанцій потужністю 1 млрд. кВт кожна.

Розширення

При зниженні температури усі речовини стискаються. Все, але не вода. Поки температура не опуститься нижче за 40С, вода поводиться зовсім звичайно — трохи ущільнюючись, зменшує свій обсяг. Але після 3, 980С вона свою поведінку, точніше - починає розширюватися, незважаючи на зниження температури! Процес йде плавно до температури 00С, доки вода не замерзає. Щойно утворюється крига, обсяг вже твердої води різко зростає на 10%.

Ефект Мпемби(Парадокс Мпемби) - парадокс, який свідчить, що гаряча вода за певних умов замерзає швидше, ніж холодна, хоча у своїй вона має пройти температуру холодної води у процесі замерзання. Даний парадокс є експериментальним фактом, що суперечить звичайним уявленням, згідно з якими при одних і тих же умовах нагрітішому тілу для охолодження до деякої температури потрібно більше часу, ніж менш нагрітому тілу для охолодження до тієї ж температури.

Цей феномен помічали свого часу Арістотель, Френсіс Бекон і Рене Декарт, проте лише 1963 року танзанійський школяр Ерасто Мпемба встановив, що гаряча суміш морозива замерзає швидше, ніж холодна.

Будучи учнем Магамбінської середньої школи Танзанії Ерасто Мпемба робив практичну роботу з кухарському справі. Йому потрібно було виготовити саморобне морозиво – закип'ятити молоко, розчинити в ньому цукор, охолодити його до кімнатної температури, а потім поставити в холодильник для замерзання. Очевидно, Мпемба був особливо старанним учнем і зволікав з виконанням першої частини завдання. Побоюючись, що не встигне до кінця уроку, він поставив у холодильник гаряче молоко. На його подив, воно замерзло навіть раніше, ніж молоко його товаришів, приготовлене за заданою технологією.

Після цього Мпемба експериментував не лише з молоком, а й із звичайною водою. У всякому разі, вже будучи учнем Мквавської середньої школи він поставив питання професору Деннісу Осборну з університетського коледжу в Дар-Ес-Саламі (запрошеному директором школи прочитати учням лекцію з фізики) саме з приводу води: "Якщо взяти два однакові контейнери з рівними обсягами води так, що в одному з них вода має температуру 35 ° С, а в іншому - 100 ° С, і поставити їх в морозилку, то в другому вода замерзне швидше. Чому? Осборн зацікавився цим питанням і невдовзі 1969 року разом із Мпембой опублікували результати своїх експериментів у журналі " Physics Education " . З того часу виявлений ними ефект називається ефектом Мпемби.

Досі ніхто достеменно не знає, як пояснити цей дивний ефект. Вчені не мають єдиної версії, хоча існує багато. Вся справа в різниці властивостей гарячої та холодної води, але поки не зрозуміло, які саме властивості відіграють роль у цьому випадку: різниця у переохолодженні, випаровуванні, формуванні льоду, конвекції чи дії розріджених газів на воду за різних температур.

Парадоксальність ефекту Мпемби в тому, що час, протягом якого тіло остигає до температури навколишнього середовища, має бути пропорційно різниці температур цього тіла та навколишнього середовища. Цей закон було встановлено ще Ньютоном і з того часу багато разів підтверджувався практично. У цьому ж ефект вода з температурою 100°С остигає до температури 0°С швидше, ніж така ж кількість води з температурою 35°С.

Тим не менш, це ще не передбачає парадокс, оскільки ефект Мпемби можна знайти пояснення і в рамках відомої фізики. Ось кілька пояснень ефекту Мпемби:

Випаровування

Гаряча вода швидше випаровується з контейнера, зменшуючи цим свій об'єм, а менший об'єм води з тією ж температурою замерзає швидше. Нагріта до 100°С вода втрачає 16% своєї маси при охолодженні до 0°С.

Ефект випаровування – подвійний ефект. По-перше, зменшується маса води, яка потрібна для охолодження. І по-друге, знижується температура через те, що зменшується теплота випаровування переходу з фази води у фазу пари.

Різниця температур

Через те, що різниця температур між гарячою водою і холодним повітрям більша - отже теплообмін у цьому випадку йде інтенсивніше і гаряча вода швидше охолоджується.

Переохолодження

Коли вода охолоджується нижче 0°С вона не завжди замерзає. За деяких умов вона може перетерпіти переохолодження, продовжуючи залишатися рідкою при температурах нижче температури точки замерзання. У деяких випадках вода може залишатися рідкою навіть за температури –20°С.

Причина цього ефекту в тому, що для того, щоб почали формуватися перші кристали льоду, потрібні центри кристалоутворення. Якщо їх немає в рідкій воді, тоді переохолодження продовжуватиметься доти, доки температура не знизиться настільки, що кристали почнуть формуватися спонтанно. Коли вони почнуть формуватися в переохолодженій рідині, вони почнуть рости швидше, формуючи льодову шугу, яка замерзаючи, утворюватиме лід.

Гаряча вода найбільше схильна до переохолодження оскільки її нагрівання усуває розчинені гази і бульбашки, які у свою чергу, можуть служити центрами утворення кристалів льоду.

Чому ж переохолодження змушує гарячу воду застигати швидше? У випадку холодної води, яка не переохолоджується відбувається наступне. У цьому випадку тонкий шар льоду утворюватиметься на поверхні судини. Цей шар льоду діятиме як ізолятор між водою та холодним повітрям і перешкоджатиме подальшому випаровуванню. Швидкість формування кристалів льоду у разі буде менше. У разі гарячої води, що піддається переохолодженню, переохолоджена вода не має захисного поверхневого шару льоду. Тому вона втрачає тепло набагато швидше через відкритий верх.

Коли процес переохолодження закінчується і вода замерзає, втрачається набагато більше тепла і тому формується більше льоду.

Багато дослідників цього ефекту вважають переохолодження головним чинником у разі ефектом Мпемба.

Конвекція

Холодна вода починає замерзати зверху, погіршуючи тим самим процеси тепловипромінювання та конвекції, а значить і втрату тепла, тоді як гаряча вода починає замерзати знизу.

Пояснюється цей ефект аномалією густини води. Вода має максимальну щільність при 4 °C. Якщо охолодити воду до 4 °C і покласти її при нижчій температурі, поверхневий шар води замерзне швидше. Тому що ця вода менш щільна ніж вода за температури 4 С, вона залишиться на поверхні, формуючи тонкий холодний шар. За цих умов тонкий шар льоду буде формуватися на поверхні води протягом короткого часу, але цей шар льоду служитиме ізолятором, що захищає нижні шари води, які залишатимуться при температурі 4 С. Тому подальший процес охолодження проходитиме повільніше.

У випадку гарячої води ситуація зовсім інша. Поверхневий шар води охолоджуватиметься швидше за рахунок випаровування та більшої різниці температур. Крім того, холодний шари води більш щільні, ніж шари гарячої води, тому шар холодної води опускатиметься вниз, піднімаючи шар теплої води на поверхню. Така циркуляція води забезпечує швидке зниження температури.

Але чому цей процес не досягає точки рівноваги? Для пояснення ефекту Мпемби з цього погляду конвекції слід було б прийняти, що холодні і гарячі шари води розділені і процес конвекції триває після того, як середня температура води опуститься нижче 4 С.

Однак, немає експериментальних даних, які б підтверджували цю гіпотезу, що холодні та гарячі шари води розділені в процесі конвекції.

Розчинені у воді гази

Вода завжди містить розчинені у ній гази – кисень та вуглекислий газ. Ці гази мають здатність зменшувати точку замерзання води. Коли вода нагріта, ці гази виділяються з води, оскільки їх розчинність у воді за високої температури нижче. Тому коли гаряча вода охолоджується, у ній завжди менше розчинених газів, ніж у не нагрітій холодній воді. Тому точка замерзання нагрітої води вища і вона замерзає швидше. Цей фактор іноді розглядається як головний при поясненні ефекту Мпемби, хоча жодних експериментальних даних, що підтверджують цей факт, немає.

Теплопровідність

Цей механізм може відігравати істотну роль, коли вода поміщається в морозильник холодильної камери в невеликих контейнерах. У цих умовах помічено, що контейнер з гарячою водою протує під собою лід морозильної камери, покращуючи тим самим тепловий контакт зі стінкою морозилки та теплопровідність. Внаслідок чого тепло відводиться від контейнера з гарячою водою швидше, ніж від холодного. У свою чергу контейнер із холодною водою не протаює під собою сніг.

Всі ці (і навіть інші) умови вивчалися у багатьох експериментах, але однозначної відповіді питання - які їх забезпечують стовідсоткове відтворення ефекту Мпембы - не було отримано.

Так, наприклад, 1995 року німецький фізик Давид Ауербах вивчав вплив переохолодження води на цей ефект. Він виявив, що гаряча вода, досягаючи переохолодженого стану, замерзає за вищої температури, ніж холодна, отже швидше останньої. Зате холодна вода досягає переохолодженого стану швидше за гарячу, компенсуючи тим самим попереднє відставання.

Крім того, результати Ауербаха суперечили отриманим раніше даними, що гаряча вода здатна досягти більшого переохолодження через меншу кількість центрів кристалізації. При нагріванні води з неї видаляються розчинені в ній гази, а при її кип'ятінні випадають в осад деякі розчинені в ній солі.

Стверджувати поки що можна лише одне - відтворення цього ефекту істотно залежить від умов, у яких проводиться експеримент. Саме тому, що він відтворюється далеко не завжди.

О. В. Мосін

Літературніджерела:

"Hot water freezes faster than cold water. Why does it do so?", Jearl Walker in The Amateur Scientist, Scientific American, Vol. 237, No. 3, pp 246-257; September, 1977.

"Freezing of Hot and Cold Water", G.S. Kell в American Journal of Physics, Vol. 37, No. 5, pp 564-565; May, 1969.

"Supercooling and the Mpemba effect", David Auerbach, в American Journal of Physics, Vol. 63, No. 10, pp 882-885; Oct, 1995.

"The Mpemba effect: The freezing times of hot and cold water", Charles A. Knight, в American Journal of Physics, Vol. 64, No. 5, p 524; May, 1996.