作业帮大家都经常用“虹吸”,谁能给我解释一下其中的物理原理?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/11/14 10:57:11
大家都经常用“虹吸”,谁能给我解释一下其中的物理原理?
大家都经常用“虹吸”,谁能给我解释一下其中的物理原理?
大家都经常用“虹吸”,谁能给我解释一下其中的物理原理?
虹吸现象
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.利用红吸现象很快就可将容器内的水抽出.
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.
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.
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