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[话题讨论] 什么是虹吸原理

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发表于 2012-12-3 14:37:30 | 显示全部楼层 |阅读模式
大家来讨论下虹吸的原理是什么啊?

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发表于 2012-12-3 14:39:10 | 显示全部楼层
虹吸原理
2 k1 \- n/ q# e) \  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。由于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。6 I$ t* t8 i7 _! g; q- D1 \: Y

& V& T" S- ~, k: P( c# a* d# W7 l原理概括8 G  o( n  q1 K/ s  q% w
  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。
9 l" r( C3 l# N4 _0 q% s : [9 p( @2 R1 L+ P, y
虹吸原理的发现和应用概况( T3 y! W6 Q% v
  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,由于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.& j" ]. R8 j! q; D4 z( k
  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% ~1 V" D" n5 I* m% ^" K$ X
  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。( Y6 `- K5 M! t4 b$ W! U+ g

9 E6 e+ T% Y3 `0 U' @2 B  V在中国的应用
' |5 Q0 W# n( k6 g# a$ O  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。
! @6 t8 w$ [  B9 k9 W; O9 c8 g" s
! k7 J2 x8 d2 C  Z  G# _条件
# a) L; E0 \; W2 r+ T2 ^  利用虹吸原理必须满足三个条件:5 y1 O- \+ |* _# I4 Q2 E* U1 W, M. }
  1、管内先装满液体
" P: L% O% |5 S9 z* @, r+ D" G  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 O5 H3 `& Z- Y0 c
  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。

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发表于 2012-12-3 14:41:54 | 显示全部楼层
虹吸原理:就是连通器的原理。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。
! w3 G  x' X  Q8 j' W) g

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发表于 2012-12-4 08:10:52 | 显示全部楼层
真的是好长见识啊

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发表于 2013-3-21 09:19:43 | 显示全部楼层
不错的原理,学习了。

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发表于 2020-9-22 08:27:29 | 显示全部楼层
谢谢,楼主辛苦

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