水往高处流_奇妙的虹吸现象.doc

1、图 1 图 2Mystery 万 象 奥 秘水 往 高 处 流 奇 妙 的 虹 吸 现 象陈 仁 政隐 形 之 手46 2011.1“水 往 高 处 流 ” 有 趣 的 虹 吸现 象 。 “人 往 高 处 走 ， 水 往 低 处 流 。 ” 这 是 一 句 流 行 的 “口 头 禅 ” 。 “水 往 低 处 流 ” 符 合 能 量 守 恒 定 律 如 果管 子 的 这 一 端 处 终 止 。如 果 低 处 的 杯 子 不 是 放 在 图 1 那 样 很 低 的 位 置 ， 而 是 放 在 图 2 那 样 较 高 的 位 置 ， 只 要 低 处 杯 子 的 液做 虹 吸 实 验 就 会 看 到

2、， 只 要 BA 的水 银 柱 竖 直 高 度 大 于 0.76 米 ， 就 不 会 产 生 虹 吸 现 象 。然 而 ， 大 气 压 强 不 是 产 生 虹 吸水 自 然 而 然 就 会 向 高 处 流 的 话 ， 那 面 低 于 高 处 杯 子 的 液 面 （ 或 者 低 处 现 象 的 全 部 原 因 ， 否 则 无 法 解 释 在不 就 是 将 自 然 增 加 能 量 而 违 反 这 个 是 空 杯 子 ， 其 底 部 低 于 高 处 杯 子 的 真 空 里 也 能 产 生 虹 吸 现 象 。 所 以 ， 虹规 律 了 么 ？ 然 而 ， 有 时 水 的 确 会 “往 液 面 ） ，

3、那 么 两 个 杯 子 里 的 水 面 最 终 吸 现 象 还 有 另 一 个 原 因 液 体 中高 处 流 ” 。 会 因 虹 吸 现 象 而 处 在 同 一 个 水 平 面 分 子 之 间 的 内 聚 力 。在 一 根 弯 曲 的 管 子 中 灌 满 水 ， 上 。 大 显 身 手 应 用 广 泛 的 虹 吸以 排 除 管 中 的 空 气 （ 目 的 是 在 管 子 大 气 压 加 分 子 间 力 虹 吸 现 现 象 。 虹 吸 现 象 被 广 泛 用 于 生 产 、 生中 人 为 制 造 “真 空 ” ） ， 用 两 个 手 指 头 象 的 原 因 。 水 什 么 会 “往 高 处 流

4、”而 活 的 各 个 领 域 。分 别 堵 住 管 子 两 端 不 让 水 流 出 来 ， 产 生 虹 吸 现 象 呢 ？ 原 来 ， 虹 吸 现 象 是 不 必 将 水 倾 倒 或 舀 出 ， 就 可 以再 按 图 1 把 管 子 的 一 端 放 在 位 于 高 处 水 杯 的 底 部 ， 另 一 端 放 在 位 于 低 处 的 空 杯 之 中 ， 最 后 放 开 手 指 头 。 这大 气 压 强 引 起 的 。 假 设 虹 吸 管 内 的最 高 处 即 图 1 中 的 B 处 ， 有 一 个 和 水 流 方 向 垂 直 的 液 片 。 显 然 ， 这 个 液把 一 个 容 器 中 的 水

5、“自 然 ”搬 移 到 另一 个 容 器 中 。 例 如 ， 要 给 鱼 缸 换 水 ， 只 需 要 用 一 根 塑 料 管 做 虹 吸 管 ， 就时 ， 我 们 会 看 到 高 处 水 杯 中 的 水 ， 会 片 左 边 受 到 的 向 右 的 压 强 ， 等 于 大 可 以 很 方 便 地 把 缸 里 的 水 吸 出 。 对通 过 管 子 连 续 不 断 地 流 向 低 处 的 空杯 之 中 ， 直 到 流 完 。 这 个 现 象 叫 虹 吸气 压 减 去 液 柱 BA 的 竖 直 压 强 ； 而这 个 液 片 右 边 受 到 的 向 左 的 压 强 ，大 鱼 缸 换 水 ， 这 种 方

6、法 不 但 非 常 方便 ， 而 且 省 时 省 力 ， 真 是 “得 来 全 不现 象 ， 这 根 管 子 叫 虹 吸 管 。 虹 吸 二 字是 因 为 管 子 的 一 段 弧 形 像 一 条 弯 曲等 于 大 气 压 减 去 液 柱 BC 的 竖 直 压 强 。 由 于 液 柱 BC 的 高 度 大 于 BA，费 工 夫 ” 。汽 车 司 机 有 时 要 用 汽 车 油 箱 中的 彩 虹 ， 又 能 起 到 吸 水 的 作 用 。 我 们 所 以 液 片 右 面 所 受 的 压 强 比 它 左 面 的 汽 油 ， 来 清 洗 手 上 的 油 污 或 派 其可 以 看 到 ， 从 图 1 中

7、 水 管 内 的 A 到B 之 间 的 水 ， 是 “往 高 处 流 ”的 。 如 果 高 处 水 杯 中 的 管 子 的 一 端所 受 的 小 。 这 样 ， 液 片 就 会 向 右 移 动而 使 水 流 动 ， 产 生 虹 吸 现 象 。 一 个 事 实 可 以 验 证 虹 吸 现 象 是 由 大 气 压 强他 用 场 。 由 于 油 箱 口 很 小 ， 无 法 直 接用 容 器 伸 进 去 舀 出 汽 油 ， 这 时 多 数 司 机 都 会 利 用 虹 吸 现 象 。 先 在 低 于没 有 放 到 底 部 （ 但 仍 在 A 处 的 水 面之 下 ） ， 那 么 依 然 会 发 生 虹

8、吸 现 象 ，产 生 的 ： 如 果 BA 的 竖 直 高 度 大 于大 气 压 所 能 支 持 的 液 柱 的 竖 直 高 度油 箱 的 位 置 放 一 个 桶 ， 再 用 把 一 根塑 料 管 的 一 端 伸 进 汽 油 液 面 之 下 ，但 水 流 会 在 高 处 水 杯 中 的 水 被 吸 到 （ 对 水 和 水 银 ， 这 个 高 度 在 一 个 大 气 然 后 用 嘴 在 塑 料 管 的 另 一 端 把 汽 油压 下 分 别 是 吸 出 来 ， 并 立 即 让 嘴 离 开 塑 料 管 ， 这10.336 米 和 0.76 米 ） ， 就 不 会 产 生 虹 吸 现时 油 箱 中 的

9、 油 就 源 源 不 断 地 流 进 桶中 了 。 有 经 验 的 司 机 会 掌 握 吸 汽 油 的 力 度 ， 以 免 汽 油 进 入 胃 中 ， 还 要 立象 。 这 个 有 趣 即 用 清 水 漱 口 ， 以 避 免 汽 油 特的 事 实 ， 有 条 别 是 早 期 的 加 铅 汽 油 污 损 口 腔 ； 给件 的 读 者 可 以 鱼 缸 换 水 时 也 可 以 用 这 个 “ 口 吸用 实 验 来 验 法 ” ； 要 把 汽 油 桶 中 的 汽 油 加 进 汽 车证 用 水 银 油 箱 ， 也 可 如 法 炮 制 。图 3 虹 吸 式 马 桶 中 的 虹 吸 管2010-12 期益智

10、答案 数独圣 诞 树 迷 宫第 16 届 亚 运 会 猜 灯 谜1.陈 嘉 庚 7.更 年 期2.夜 合 欢 8.木 卫 一3.节 日 邮 票 9.贺 岁 杯4.但 愿 人 长 久 10.普 快 、 超 载5.合 欢 、 迎 春 11.更 年 期6.白 胜 、 时 迁 12. 好 年 头 好 兆 头 万 象 奥 秘 Mystery在 虹 吸 式 马 桶 中 ， 也 用 了 虹 吸 管 来 吸 走 粪 水 ， 并 形 成 “水 封 ”以 避 免 下 水 道 中 的 臭 气 散 发 到 房 间 之 中（ 图 3） 。 它 不 是 借 助 水 流 冲 力 来 冲 排 污 液 ， 所 以 池 内 存

11、水 面 较 大 ， 冲 水 噪 声 较 小 。 一 种 用 于 魔 术 表 演 的 茶 壶 ， 也 用 到 虹 吸 现 象 。在 设 法 尽 快 排 解 2008 年 汶 川 地 震 后 形 成 的 堰 塞 湖 可 能 形 成 的 “决 堤 ”灾 害 时 ， 就 有 专 家 建 议 用 几 根 大 虹 吸 管 将 上 游 的 水 自 动 吸 到 下 游 。 他 们 认 为 ， 这 样 可 以 低 成 本 、 快 速 高 效 实 现 泄 洪 。1968 年 ， 芬 兰 人 Olavi Ebeling 与 Per Sommerhein 共 同 发 明 了 屋 面 自 动 排 水 系 统 ， 使 用

12、 的 也 是 虹 吸 排 水 原 理 。 这 种 具 有 很 多 优 点 的 系 统 ， 在 现 代 工 程 中 得 到 广 泛 应 用 。 “ 鸟 巢 ”、 中 央 电 视 台 新 址 、 上 海 科 技 馆 、 广 州 白 云 机 场 航 站 楼 等 大 面 积 屋 面 排 水 ， 已 采 用 了 这 种 系 统 。中 国 人 很 早 就 懂 得 并 应 用 虹 吸 原 理 ， 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 ”。 用 虹 吸 原 理 ， 西 南 地 区 的 少 数

13、 民 族 用 一 根 除 去 竹 节 后 弯 曲 的 长 竹 管 来 饮 酒 。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 战 争 中 一 种 守 城 必 备 的 灭 火 器 。 宋 代 苏 轼 东 坡 志 林 中 ， 记 载 四 川 盐 井 中 用 唧 筒 把 盐 水 吸 到 地 面 的 方 法 。虹 吸 现 象 还 用 于 水 利 工 程 。 在 将 虹 吸 管 成 功 应 用 于 十 几 座 水 库 之 后 的 2003 年 7

14、月 ， 浙 江 省 杭 州 市 萧 山 区 水 利 局 在 黄 石 垄 水 库 安 装 了 一 根 直 径 153 厘 米 、 跨 越 8 米 高 度 的 虹 吸 管 。 到 2004 年 1 月 ， 这 根 当 时 世 界 上 直 径 最 大 、 虹 吸 高 度 最 高 、 全 长 近 百 米 的 虹 吸 管 ， 犹 如 一 条 巨 龙 、 静 静 地 匐 卧 在 黄 石 垄 水 库 大 坝 上 ， 并 一 次 试 运 行 成 功 。当 渠 道 要 “过 路 ”的 时 候 倒 虹 吸 现 象 。 虹 吸 现 象 与 倒 虹 吸 现 象的 区 别 在 于 ， 前 者 的 “虹 弯 ”向 上 凸

15、 ， 后 者 的 “虹 弯 ”向 下 凹 。倒 虹 吸 现 象 常 用 于 输 水 管 线 。 倒 虹 吸 管 是 渠 道 与 道 路 、 河 流 发 生 交 叉 或 在 渠 道 穿 越 山 谷 时 采 用 的 一 种 下 凹 的 立 交 管 道 。 早 在 距 今 2000 多 年 前 ， 中 国 和 古 罗 马 人 已 能 成 功 运 用 倒 虹 吸 现 象 建 立 供 水 管 线 。 不 过 ， 早 一 些 的 古 罗 马 人 并 不 知 道 倒 虹 吸 现 象 他 们 怕 输 水 管 道 中 的 水 向 下 流 之 后 不 再 向 上 流 ， 因 而 修 建 的 输 水 管 全 段 都

16、 是 逐 渐 往 下 倾 斜 的 。 为 此 ， 管 道 要 么 绕 个 大 弯 ， 要 么 被 高 高 的 支 柱 支 撑 着 。 例 如 一 条 叫 阿 克 瓦 马 尔 奇 亚 的 输 水 管 道 ， 全 长 有 100 千 米 ， 但 管 道 两 端 的 直 线 距 离 仅 约 50 千 米 ， 竟 多 造 了 约 50 千 米 的 石 头 工 程 ！虽 然 倒 虹 吸 管 和 虹 吸 管 的 输 水 原 理 相 同 ， 但 倒 虹 吸 管 在 开 始 工 作 时 并 不 需 要 人 为 制 造 管 中 的 真 空 。 实 际 上 ， 倒 虹 吸 管 就 是 我 们 熟 知 的 连 通

17、器 。“蓝 色 自 来 水 ”之 谜 另 类 的 “ 倒 虹 吸 ”。 2010 年 8 月 26 日 20 时 多 ， 无 锡 市 水 秀 新 村 的 一 位 住 户 ， 发 现 水 龙 头 放 出 来 的 自 来 水 是 蓝 色 的 ， 像 卫 生 间 马 桶 里 加 了 “厕 宝 ”的 颜 色 ， 5 分 钟 后 才 恢 复 透 明 。 当 晚 20 时 多 又 出 现 这 一 奇 特 的 现 象 。 原 来 ， 这 种 有 趣 的 现 象 ， 是 由 “倒 虹 吸 ”现 象 引 起 的 。 平 时 ， 正 常 用 水 一 般 不 会 产 生 “倒 虹 吸 ”现 象 ， 但 如 果 碰

18、巧 因 为 停 水 等 原 因 造 成 水 管 是 空 的 ， 那 么 供 水 管 就 可 能 通 过 虹 吸 作 用 将 抽 水 马 桶 里 的 水 吸 到 自 来 水 管 里 。 如 果 市 民 在 抽 水 马 桶 里 加 了 有 色 液 体 ， 那 么 自 来 水 管 里 流 出 的 水 就 会 变 色 。 为 防 止 “倒 虹 吸 ”现 象 产 生 ， 使 用 抽 水 马 桶 的 市 民 应 在 马 桶 进 水 管 前 面 安 装 一 个 单 向 阀 门 即 止 回 阀 。 当 然 ， 这 里 的 “倒 虹 吸 ”现 象 和 前 面 说 到 的 倒 虹 吸 现 象 ， 是 有 区 别 的 。 （ 责 编 林 方 时 ）2011.1 47隐 形 之 手