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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

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大家来讨论下虹吸的原理是什么啊?

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kongfen + 10 价值提问!

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发表于 2012-12-3 14:39:10 | 显示全部楼层
虹吸原理  w) k8 x' Q) A& D4 ?
  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。
. w: m* L, m! G/ A; E  d 6 ?, h6 y, Z3 r. }
原理概括
- z% P' a1 V  [  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。
0 o6 i3 J5 r" ]9 a2 }
$ I6 z4 z9 Y+ m% o! f4 N: @2 M& K( Q虹吸原理的发现和应用概况& Q( }5 M4 o/ L% Z; e& e
  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.
+ F! q2 R" r# J- g* R9 L* j  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: v3 Q  ^8 u7 _$ v
  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。, H$ C$ D% ~- c" E4 J

0 S$ l. G$ \% p在中国的应用
6 s' z+ H6 V% f" F3 a/ X1 ^# A, j: `  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。
3 g% B9 p* G2 F! n8 b* M3 r; l + ?6 \6 \& A4 a8 Z0 o# `$ I# _+ S
条件' K/ V# V& X8 q- t
  利用虹吸原理必须满足三个条件:
/ H" ^; v; y7 m  1、管内先装满液体, n3 N# r+ B. G/ m! \
  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。* l: \/ {7 I) [4 r# J
  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。
& i) a% ^) l3 u; ]& f* `
发表于 2012-12-4 08:10:52 | 显示全部楼层
真的是好长见识啊
发表于 2013-3-21 09:19:43 | 显示全部楼层
不错的原理,学习了。
发表于 2020-9-22 08:27:29 | 显示全部楼层
谢谢,楼主辛苦
发表于 2021-1-13 20:46:56 | 显示全部楼层
虹吸原理是利用液面高度差的作用力现象。将液体充满一根倒U形的管状结构内后,将开口高的一端置于装满液体的容器中,容器内的液体会持续通过虹吸管向更低的位置流出。  虹吸的实质是因为液体压强和大气压强而产生管内最高点液体在重力作用下往低位管口处移动,在U型管内部产生负压,导致高位管口的液体被吸进最高点,形成虹吸现象。
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