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求虹吸原理??

来源:新能源网
时间:2024-08-17 13:07:19
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求虹吸原理??【专家解说】:关于“虹吸原理”虹吸原理:虹吸现象是液态分子间引力与位能差所造成的,即利用水柱压力差,使水上升后再流到低处.由於管口水面承受不同的大气压力,水会由压力大

【专家解说】:

关于“虹吸原理”

虹吸原理:虹吸现象是液态分子间引力与位能差所造成的,即利用水柱压力差,使水上升后再流到低处.由於管口水面承受不同的大气压力,水会由压力大的一边流向压力小的一边,直到两边的大气压力相等,容器内的水面变成相同的高度,水就会停止流动.利用虹吸现象很快就可将容器内的水抽出.

  虹吸原理的发现和应用

  虹吸管是人类的一种古老发明,早再公元前1世纪,就有人造出了一种奇特的虹吸管.事实上,虹吸作用并不完全是由大气压力所产生的,在真空里也能产生虹吸现象.使液体向上升的力是液体间分子的内聚力.在发生虹吸现象时,由於管内往外流的液体比流入管子内的液体多,两边的重力不平衡,所以液体就会继续沿一个方向流动.在液体流入管子里,越往上压力就越低.如果液体上升的管子很高,压力会降低到使管内产生气泡(由空气或其他成分的气体构成),虹吸管的作用高度就是由气泡的生成而决定的.因为气泡会使液体断开,气泡两端的气体分子之间的作用力减至0,从而破坏了虹吸作用,因此管子一定要装满水.在正常的大气压下,虹吸管的作用比在真空时好,因为两边管口上所受到的大气压提高了整个虹吸管内部的压力.

  设想一下,太阳能集热器内储满冷水,当太阳能集热器吸收太阳能时,里面的水受热膨胀,密度变小,就上升到上面的热交换器中。而密度较大的冷水则回流到集热器的底部,在吸收了热能后,继续膨胀上升

  热循环运动被称为热虹吸效应,集热器和热交换器之间的温差越大,水体在两者之间的循环流动的速度越快。

  中国人很早就懂得应用虹吸原理。应用虹吸原理制造的虹吸管,在中国古代称“注子”、“偏提”、“渴乌”或“过山龙”。东汉末年出现了灌溉用的渴乌。西南地区的少数民族用一根去节弯曲的长竹管饮酒,也是应用了虹吸的物理现象。宋朝曾公亮《武经总要》中,有用竹筒制作虹吸管把峻岭阻隔的泉水引下山的记载。中国古代还应用虹吸原理制作了唧筒。唧筒是战争中一种守城必备的灭火器。宋代苏轼《东坡志林》卷四中,记载了四川盐井中用唧筒把盐水吸到地面。其书载:以竹为筒,“无底而窍其上,悬熟皮数寸,出入水中,气自呼吸而启闭之,一筒致水数斗。“明代的《种树书》中也讲到用唧筒激水来浇灌树苗的方法,对于虹吸原理,中国古代也有论述。南北朝时期成书的《关尹子·九药篇》说:“瓶存二窍,以水实之,倒泻;闭一则水不下,盖(气)不升则(水)不降。井虽千仞,汲之水上;盖(气)不降则(水)不升。”有两个小孔的瓶子能倒出水,如果闭住一个小孔,另一个小孔外面的空气压力会比瓶里水的压力大,水就流不出来。唐代王冰《素问》注中,有关大气压力的物理现象记述得较清楚,王冰曰:“虚管溉满,捻上悬之,水固不汇,为无升气而不能降也;空瓶小口,顿溉不入,为气不出而不能入也。”指出一个小口的空瓶灌不进水是因为瓶里气体出不来。宋代俞琰在《席上腐谈》中补充了前人的发现,说;“予幼时有道人见教,则剧烧片纸纳空瓶,急覆于银盆水中,水皆涌入瓶而银瓶铿然有声,盖火气使之然也;又依法放于壮夫腹上,挈之不坠。”在空瓶里烧纸,由于火把瓶里的一部分空气赶出瓶外,火熄灭后瓶里就形成负压,造成一定的真空,瓶外的空气压力就把瓶紧紧地压在人腹上。如果把瓶放在水里,水就立即涌入瓶里。明代庄元臣在《叔苴子·内篇》中也指出把葫芦勺倒压入水中,水并没有进入葫芦里,这是因为葫芦里有空气。

  原理概括:由于压强差在起作用。当弯管两侧中同一液面的压强不同时,管中的水(或其它液体)就会向着压强较小的一侧流动。

  利用虹吸原理必须满足三个条件:

  1、管内先装满液体

  2、管的最高点距上容器的水面高度不得高于大气压支持的水柱高度。

3、出水口比上容器的水面必须低。这样使得出水口液片受到向下的的压强(大气压加水的压强)大于向上的大气压。保证水的流出。

虹吸原理:就是连通器的原理,加在密闭容器里液体上的压强,处处都相等。而虹吸管里灌满水,没有气,来水端水位高,出水口用手掌或其他物体封闭住。此时管内压强处处相等。一切安置好后,打开出水口,虽然两边的大气压相等,但是来水端的水位高,压强大,推动来水不断流出出水口。

虹吸原理的发现和应用

中国人很早就懂得应用虹吸原理。应用虹吸原理制造的虹吸管,在中国古代称“注子”、“偏提”、“渴乌”或“过山龙”。东汉末年出现了灌溉用的渴乌。西南地区的少数民族用一根去节弯曲的长竹管饮酒,也是应用了虹吸的物理现象。宋朝曾公亮《武经总要》中,有用竹筒制作虹吸管把峻岭阻隔的泉水引下山的记载。中国古代还应用虹吸原理制作了唧筒。唧筒是战争中一种守城必备的灭火器。宋代苏轼《东坡志林》卷四中,记载了四川盐井中用唧筒把盐水吸到地面。其书载:以竹为筒,“无底而窍其上,悬熟皮数寸,出入水中,气自呼吸而启闭之,一筒致水数斗。“明代的《种树书》中也讲到用唧筒激水来浇灌树苗的方法,对于虹吸原理,中国古代也有论述。南北朝时期成书的《关尹子·九药篇》说:“瓶存二窍,以水实之,倒泻;闭一则水不下,盖(气)不升则(水)不降。井虽千仞,汲之水上;盖(气)不降则(水)不升。”有两个小孔的瓶子能倒出水,如果闭住一个小孔,另一个小孔外面的空气压力会比瓶里水的压力大,水就流不出来。唐代王冰《素问》注中,有关大气压力的物理现象记述得较清楚,王冰曰:“虚管溉满,捻上悬之,水固不汇,为无升气而不能降也;空瓶小口,顿溉不入,为气不出而不能入也。”指出一个小口的空瓶灌不进水是因为瓶里气体出不来。宋代俞琰在《席上腐谈》中补充了前人的发现,说;“予幼时有道人见教,则剧烧片纸纳空瓶,急覆于银盆水中,水皆涌入瓶而银瓶铿然有声,盖火气使之然也;又依法放于壮夫腹上,挈之不坠。”在空瓶里烧纸,由于火把瓶里的一部分空气赶出瓶外,火熄灭后瓶里就形成负压,造成一定的真空,瓶外的空气压力就把瓶紧紧地压在人腹上。如果把瓶放在水里,水就立即涌入瓶里。明代庄元臣在《叔苴子·内篇》中也指出把葫芦勺倒压入水中,水并没有进入葫芦里,这是因为葫芦里有空气。

必须满足三个条件:

1.管内先装满水(液体),

2.管的最高点距上容器的水面高度不得高于大气压支持的水柱高度。

3.出水口比上容器的水面必须低。这样使得出水口液片受到向下的的压强(大气压加水的压强)大于向上的大气压。保证水的流出。

神奇的虹吸原理

国庆节期间,我家自制的葡萄酒酿好了,爸爸准备趁休息时间把酒全部灌装到玻璃瓶子里。我看见爸爸把坛子放在桌子上,把玻璃瓶放在地上,然后把一根细细的管子一头放在坛子里,另一头伸入玻璃瓶中,葡萄酒就沿着管子慢慢地流到了玻璃瓶中,很快就装完了。我好奇地问:“爸爸,这是怎么回事啊?这酒怎么就从坛子里流到瓶子里了?”爸爸微笑着说:“这是虹吸现象。不光葡萄酒可以这样,水、汽油等液体都可以根据虹吸原理,把它们从一个瓶子里流到另一个瓶子里。”

  虹吸原理--好奇怪的名字,所以我决定亲自做一做这个实验。

一、实验材料

两个500毫升的饮料瓶(其中一个装满水),输液管(我采用的是医院挂水用的输液管)。

二、实验过程

  第一次实验:我先把装满水的瓶子(简称A瓶)放在桌子上,把另一个空瓶(简称B瓶)放在落差35厘米的方凳上,然后把输液管的一头插入A瓶里,另一头放入口中,使劲吸,当水快吸到嘴边的时候将它放入B瓶里,这时A瓶里的水就往B瓶里流,流呀,流呀,流完的时候共用了11分钟。

第二次实验:我将两个瓶子放在落差80厘米的地方(装满水的瓶子放在高处,另一个放在低处),让它流,只流了5分钟就流完了。然后我突发奇想,把水平分到两个瓶子里,放在同样的高度,结果就不流了。后来我把两个瓶子都拿在手上,发现不管举高哪个瓶子,水都会向低的那个瓶子流去。

三、观察、对比

我发现两个瓶子的落差越大,流得越快。流的速度与输液管的直径也有关,直径越大,流得越快,直径越细,流得越慢。

四、结论

实验结束后,我就上网查资料,原来虹吸原理就是连通器的原理,是液态分子间引力与位差所造成的。即利用水柱压力差,使水上升再流到低处。虽然管口水面承受大气压相等,但是放在高处的容器水位高,压强大,推动着水不断流到低处的容器内。当两边的压强相等,容器内的水面变成相等高度时,水就会停止流动。利用虹吸原理很快就可将容器内的水抽出。在我们生活中,利用虹吸原理设计的东西有很多,如虹吸式坐便器。我们用太阳能热水器洗澡也是这个道理呢。同学们,只要我们做个有心人,生活中处处有发现,都能学到知识。

虹吸理论:在一个水缸里装有水,用一根管子一端放在水中,另一端在缸沿自然垂下,用嘴在这端端口吸气一会,然后松嘴,那么缸中的水就会从管子中流下来.因为管子呈一段弧形,像彩虹,又能直到吸水的作用,故称为虹吸现象,虹吸式排水系统就是利用这个原理工作的。