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两个容器液面高低不同,用管子将两者液体连通,在液体自身重力作用和大气压作用下,总有保持液面相平的运动趋势,这就是虹吸原理。虹吸最后的结果是两个容器的液面相平。题目中如果说的是让水流经过容器液面三米高处是可能的,将虹吸管加长,挑高到三米处,虹吸照样可以进行。形象的说水坐了一次三米滑梯而已。
因为所谓的“虹吸”,可以描述为: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“先上升,后下降”,持续通过虹吸管向更低的位置流出。
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。
生活中利用虹吸工作的典型例子有很多,这里列举三个神奇的例子:
1、鱼缸换水器
利用气囊首先把鱼缸一侧的水抽至最高点,之后不需要外力,鱼缸中的水会自动的被抽出。
2、虹吸式马桶
虹吸式马桶,也同样利用到了虹吸原理。如图,马桶的下水道就是一个外置虹吸管。正常情况下,下水道底部会残留一部分的水,阻断下水道气味的上升。
当马桶冲水时,马桶一侧的液面会高于虹吸管最高点到达另一侧,此时由于两侧的高度差,马桶会产生极大的“吸力”,把马桶中的大便等物体排走。
利用虹吸原理必须满足三个条件: 1、管内先装满液体 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、出水口比上容器的水面必须低,保证水的流出。大气压支持的水柱约为10米,但根据有关资料,实际管的最高点(即你说的能抽多少扬程)一般不超过7米左右。 (如果上容器是密闭有压力的,不超过其压力所能支持的水柱高度)
不行了,因这虹吸原理是利用大气压,它可只有一个压力,最多只可把水压到十米,你这可是260米的,所以不行了。
虹吸的原理主要是因为气压的关系,在野外可以寻找干净的水源,也可以自制能过滤出干净水源的装置。
虹吸是流体力学中广泛使用的一个机制,是把低位处的水抽到比较高的地方,然后再将水排放到低水位的地方。也就是说液体必须克服重力攀升到一定的高度,然后才能将水流到另外一个地方。那么液体是如何克服重力原因将液体在没有任何外力的情况下上升?其中的原理就是气压和重力。
如图片所示,A是较高的海拔B是较低的水库,H是虹吸管的最高点。其中H点的压力会很低,也可能会低于大气压,而由于A的液体和B的液体之间存在一种压力差,当液体上升到H点的时候,就会因为重力而流向较低的B容器里。但是标准大气压的最大虹吸高度是10米,如果红吸管的低端,长度也就是图中H点超过了10米,虹吸原理就不起作用了。
想要干净的水源,首先是自来水和地下水是野外最常见的,由于重力关系,你可以在山谷沟壑等地方找到。水流动的越快,这个水源就越好。
同时还有一个技巧是看天空颜色的变化。大多数情况下,有水的地方上面天空看起来会比其他地方的更蓝。如果附近没有水源也听不到流水的声音,在这个时候如果你看到了一个当地的野生动物,很大的可能就是这附近有水,只要跟着他走,很大可能就可以找到可以饮用的水源。另外看鸟类的飞行模式也是一个很好的方法,因为鸟类往往在一天中的清晨和傍晚会飞向水源,只要跟着这些鸟的方向走,也可以找到干净的水源。
如果身处的地方没有任何水源的话,也可以将土中的水或者不是很干净的水,净化过滤出来再饮用,最常用的一种方法是利用沙子、小石头粒、木炭。
把这些成分放在一个空的瓶子里,然后再倒入被污染的水搅拌。因为石头很沉,所以会沉在底部,沙子会在上层,最后将木炭粉碎,越碎越好,把它放在容器的最上面,然后让水静置至少一小时以上,这时候的水就已经干净到可以饮用的标准了。
水的最高的高度产生的压强应该等于大气压强假设水中含有的空气可以忽略一一个大气压为标准101.325KPa. 水最高可以达到10.3米 这是最极限的情况了
虹吸现象靠的是大气压强,一标准大气压只能支持10.3米左右的水柱。如果换成水银的话,只能支持76厘米高,托里拆利实验的原理即如此。
可以虹吸泉 出江西弋阳城30公里,可以看见一条狭窄的山谷,山坡上有一个小水池,面积约2平方米,水深不盈尺,清晰见底。如果你有兴趣,每隔数十分钟或数小时,对池水进行观察的话,就会发现一种奇异的现象。池水不是平静的,它和海潮一样,忽涨忽落;不同的是,涨时不知其来源,落时不知其去向。 在这奇异的自然现象面前,人们自古以来有许多传说。有的说池水一定是和大海相通的,有的说这是神仙在施行法术。但是它始终是一个谜。 在科学高度发展的今天,人们终于揭开了池水的秘密。原来这是一股特别的泉水,如果给它起个科学的名字,该叫它“虹吸泉”。 什么是“虹吸泉”?得先从“虹吸作用”讲起。你一定见过汽车司机叔叔给汽车加油的情况,他用一根弯曲的管子,一端插入桶内油面下;另一端放在桶外,管端低于油面。他设法使管子里充满汽油,然后打开下端管口,这时汽油自动被管子源源不断地吸出,自下端管口流入汽车油箱内。管子吸油的作用就称为“虹吸作用”,弯曲的管子称“虹吸管”。虹吸作用的发生是由于充满管子的汽油从下端放出时,管子里出现了近似真空的状态,气压骤降;大气压便将汽油压入管内,当汽油上升过弯曲顶端时,就被吸出。 “虹吸泉”的形成也是由于“虹吸作用”的关系。发现“虹吸泉”的山,是由石灰岩组成的。石灰岩的主要化学成份是碳酸钙,是比较容易被水溶解的一种岩石。在漫长的地质年代里,石灰岩不断被雨水溶蚀,加上其他地质因素的变化影响,在石灰岩的表面和内部,生成了许多溶洞、溶沟,它们的形态千变万化,无奇不有。在特定条件下,当溶洞和溶沟发育成满足虹吸条件的形状时,便出现了“虹吸泉”。溶洞相当于贮有液体的容器;和溶洞相连的弯曲的溶沟相当于虹吸管。溶洞贮有上部地表渗透进来的水,当水面上升到溶沟弯曲处的顶端时,溶沟开始向外吸水,直到将洞内存有的水吸干为止;然后溶洞又继续进水……。如此循环不已。当溶沟向外吸水时,露在地表外部的与溶沟相通的小池“虹吸泉”开始“涨潮”;溶洞存水被吸干时,就出现“落潮”。涨、落时间的长短,决定于溶洞积水的时间,一般说来雨季积水时间快,旱季慢。 由于“虹吸泉”的形态独特,生成条件苛刻,因此只有在非常巧合的情况下才能形成,所以至今在国内外文献上有记载的很少。 “虹吸泉”以其稀罕、奇特的自然景象,为祖国的锦绣河山增色。