虹吸原理 虹吸現(xiàn)象是液態(tài)分子間引力與位能差所造成的,即利用水柱壓力差,使水上升后再流到低處。由于管口水面承受不同的大氣壓力,水會由壓力大的一邊流向壓力小的一邊,直到兩邊的大氣壓力相等,容器內(nèi)的水面變成相同的高度,水就會停止流動.利用虹吸現(xiàn)象很快就可將容器內(nèi)的水抽出。 原理概括 原理概括:由于壓強(qiáng)差在起作用。當(dāng)彎管兩側(cè)中同一液面的壓強(qiáng)不同時,管中的水(或其它液體)就會向著壓強(qiáng)較小的一側(cè)流動。 虹吸原理的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用概況 虹吸管是人類的一種古老發(fā)明,早再公元前1世紀(jì),就有人造出了一種奇特的虹吸管. 事實上,虹吸作用并不完全是由大氣壓力所產(chǎn)生的,在真空里也能產(chǎn)生虹吸現(xiàn)象.使液體向上升的力是液體間分子的內(nèi)聚力.在發(fā)生虹吸現(xiàn)象時,由于管內(nèi)往外流的液體比流入管子內(nèi)的液體多,兩邊的重力不平衡,所以液體就會繼續(xù)沿一個方向流動.在液體流入管子里,越往上壓力就越低.如果液體上升的管子很高,壓力會降低到使管內(nèi)產(chǎn)生氣泡(由空氣或其他成分的氣體構(gòu)成),虹吸管的作用高度就是由氣泡的生成而決定的.因為氣泡會使液體斷開,氣泡兩端的氣體分子之間的作用力減至0,從而破壞了虹吸作用,因此管子一定要裝滿水.在正常的大氣壓下,虹吸管的作用比在真空時好,因為兩邊管口上所受到的大氣壓提高了整個虹吸管內(nèi)部的壓力. 設(shè)想一下,太陽能集熱器內(nèi)儲滿冷水,當(dāng)太陽能集熱器吸收太陽能時,里面的水受熱膨脹,密度變小,就上升到上面的熱交換器中。而密度較大的冷水則回流到集熱器的底部,在吸收了熱能后,繼續(xù)膨脹上升 熱循環(huán)運(yùn)動被稱為熱虹吸效應(yīng),集熱器和熱交換器之間的溫差越大,水體在兩者之間的循環(huán)流動的速度越快。 在中國的應(yīng)用 中國人很早就懂得應(yīng)用虹吸原理。應(yīng)用虹吸原理制造的虹吸管,在中國古代稱“注子”、“偏提”、“渴烏”或“過山龍”。東漢末年出現(xiàn)了灌溉用的渴烏。西南地區(qū)的少數(shù)民族用一根去節(jié)彎曲的長竹管飲酒,也是應(yīng)用了虹吸的物理現(xiàn)象。宋朝曾公亮《武經(jīng)總要》中,有用竹筒制作虹吸管把峻嶺阻隔的泉水引下山的記載。中國古代還應(yīng)用虹吸原理制作了唧筒。唧筒是戰(zhàn)爭中一種守城必備的滅火器。宋代蘇軾《東坡志林》卷四中,記載了四川鹽井中用唧筒把鹽水吸到地面。其書載:以竹為筒,“無底而竅其上,懸熟皮數(shù)寸,出入水中,氣自呼吸而啟閉之,一筒致水?dāng)?shù)斗。“明代的《種樹書》中也講到用唧筒激水來澆灌樹苗的方法,對于虹吸原理,中國古代也有論述。南北朝時期成書的《關(guān)尹子·九藥篇》說:“瓶存二竅,以水實之,倒瀉;閉一則水不下,蓋(氣)不升則(水)不降。井雖千仞,汲之水上;蓋(氣)不降則(水)不升。”有兩個小孔的瓶子能倒出水,如果閉住一個小孔,另一個小孔外面的空氣壓力會比瓶里水的壓力大,水就流不出來。唐代王冰《素問》注中,有關(guān)大氣壓力的物理現(xiàn)象記述得較清楚,王冰曰:“虛管溉滿,捻上懸之,水固不匯,為無升氣而不能降也;空瓶小口,頓溉不入,為氣不出而不能入也。”指出一個小口的空瓶灌不進(jìn)水是因為瓶里氣體出不來。宋代俞琰在《席上腐談》中補(bǔ)充了前人的發(fā)現(xiàn),說;“予幼時有道人見教,則劇燒片紙納空瓶,急覆于銀盆水中,水皆涌入瓶而銀瓶鏗然有聲,蓋火氣使之然也;又依法放于壯夫腹上,挈之不墜。”在空瓶里燒紙,由于火把瓶里的一部分空氣趕出瓶外,火熄滅后瓶里就形成負(fù)壓,造成一定的真空,瓶外的空氣壓力就把瓶緊緊地壓在人腹上。如果把瓶放在水里,水就立即涌入瓶里。明代莊元臣在《叔苴子·內(nèi)篇》中也指出把葫蘆勺倒壓入水中,水并沒有進(jìn)入葫蘆里,這是因為葫蘆里有空氣。 條件 利用虹吸原理必須滿足三個條件: 1、管內(nèi)先裝滿液體 2、管的最高點距上容器的水面高度不得高于大氣壓支持的水柱高度。 3、出水口比上容器的水面必須低。這樣使得出水口液片受到向下的的壓強(qiáng)(大氣壓加水的壓強(qiáng))大于向上的大氣壓。保證水的流出。
虹吸原理:就是連通器的原理,加在密閉容器里液體上的壓強(qiáng),處處都相等.而虹吸管里灌滿水,沒有氣,來水端水位高,出水口用手掌或其他物體封閉住.此時管內(nèi)壓強(qiáng)處處相等.一切安置好后,打開出水口,雖然兩邊的大氣壓相等,但是來水端的水位高,壓強(qiáng)大,推動來水不斷流出出水口.虹吸現(xiàn)象是液態(tài)分子間引力與位能差所造成的,即利用水柱壓力差,使水上升后再流到低處.由於管口水面承受不同的大氣壓力,水會由壓力大的一邊流向壓力小的一邊,直到兩邊的大氣壓力相等,容器內(nèi)的水面變成相同的高度,水就會停止流動.利用虹吸現(xiàn)象很快就可將容器內(nèi)的水抽出.
[編輯本段]虹吸原理的發(fā)現(xiàn)
虹吸管是人類的一種古老發(fā)明,早在公元前1世紀(jì),就有人造出了一種奇特的虹吸管.中國人很早就懂得應(yīng)用虹吸原理.應(yīng)用虹吸原理制造的虹吸管,在中國古代稱“注子”、“偏提”、“渴烏”或“過山龍”.東漢末年出現(xiàn)了灌溉用的渴烏.西南地區(qū)的少數(shù)民族用一根去節(jié)彎曲的長竹管飲酒,也是應(yīng)用了虹吸的物理現(xiàn)象.宋朝曾公亮《武經(jīng)總要》中,有用竹筒制作虹吸管把峻嶺阻隔的泉水引下山的記載.中國古代還應(yīng)用虹吸原理制作了唧筒.唧筒是戰(zhàn)爭中一種守城必備的滅火器.宋代蘇軾《東坡志林》卷四中,記載了四川鹽井中用唧筒把鹽水吸到地面.其書載:以竹為筒,“無底而竅其上,懸熟皮數(shù)寸,出入水中,氣自呼吸而啟閉之,一筒致水?dāng)?shù)斗.“明代的《種樹書》中也講到用唧筒激水來澆灌樹苗的方法,對于虹吸原理,中國古代也有論述.南北朝時期成書的《關(guān)尹子·九藥篇》說:“瓶存二竅,以水實之,倒瀉;閉一則水不下,蓋(氣)不升則(水)不降.井雖千仞,汲之水上;蓋(氣)不降則(水)不升.”有兩個小孔的瓶子能倒出水,如果閉住一個小孔,另一個小孔外面的空氣壓力會比瓶里水的壓力大,水就流不出來.唐代王冰《素問》注中,有關(guān)大氣壓力的物理現(xiàn)象記述得較清楚,王冰曰:“虛管溉滿,捻上懸之,水固不匯,為無升氣而不能降也;空瓶小口,頓溉不入,為氣不出而不能入也.”指出一個小口的空瓶灌不進(jìn)水是因為瓶里氣體出不來.宋代俞琰在《席上腐談》中補(bǔ)充了前人的發(fā)現(xiàn),說;“予幼時有道人見教,則劇燒片紙納空瓶,急覆于銀盆水中,水皆涌入瓶而銀瓶鏗然有聲,蓋火氣使之然也;又依法放于壯夫腹上,挈之不墜.”在空瓶里燒紙,由于火把瓶里的一部分空氣趕出瓶外,火熄滅后瓶里就形成負(fù)壓,造成一定的真空,瓶外的空氣壓力就把瓶緊緊地壓在人腹上.如果把瓶放在水里,水就立即涌入瓶里.明代莊元臣在《叔苴子·內(nèi)篇》中也指出把葫蘆勺倒壓入水中,水并沒有進(jìn)入葫蘆里,這是因為葫蘆里有空氣.
1.抽取液體時用虹吸管,當(dāng)源液面高于待裝容器液面時,開始僅需人工擠壓吸氣,至液體充滿管體后再無需外力液體即可在虹吸作用下自動流向待待裝容器.
2.虹吸馬桶,相比較早使用的直沖式馬桶,其能達(dá)到節(jié)水且沖排 更干凈的效果