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利用虹吸作用给鱼缸换水

2017-08-30 5页 doc 50KB 62阅读

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利用虹吸作用给鱼缸换水利用虹吸作用给鱼缸换水 如果你喜欢养鱼,我想你一定曾经小心真真地为你 心爱的小鱼儿换过几次水吧,但每次换水是否留下了一 些遗憾:大动干戈地将小鱼儿从鱼缸里抓出来暂养在一 个容器里,等你清洗好了鱼缸装上新鲜的水后,再将小 鱼儿挪回鱼缸,在这一去一回的过程中,小鱼儿拼命挣 扎,免不了要受一些罪,有时鱼鳞都会弄掉几片,令你 好生心疼。我在这里出了这一题考考你看你能否做到, 所依据的科学原理是什么, 在一个玻璃缸内已经装上了大半缸水(为了看得清 楚些,我已经将水染成了红色。)只给你一根橡胶软管, 你能做到让鱼儿“不挪窝”就将脏水...
利用虹吸作用给鱼缸换水
利用虹吸作用给鱼缸换水 如果你喜欢养鱼,我想你一定曾经小心真真地为你 心爱的小鱼儿换过几次水吧,但每次换水是否留下了一 些遗憾:大动干戈地将小鱼儿从鱼缸里抓出来暂养在一 个容器里,等你清洗好了鱼缸装上新鲜的水后,再将小 鱼儿挪回鱼缸,在这一去一回的过程中,小鱼儿拼命挣 扎,免不了要受一些罪,有时鱼鳞都会弄掉几片,令你 好生心疼。我在这里出了这一题考考你看你能否做到, 所依据的科学原理是什么, 在一个玻璃缸内已经装上了大半缸水(为了看得清 楚些,我已经将水染成了红色。)只给你一根橡胶软管, 你能做到让鱼儿“不挪窝”就将脏水排出去吗,该怎么 操作,你不妨试一试。(注意:除了软管之外,不能再 借用其他任何器具。有的同学可能会想到用嘴巴利用软 管将水通过软管吸出来,但这是不可取的,要知道要换 的鱼缸内的是脏水,这样做是很不卫生的。) 虹吸原理:就是连通器的原理,加在密闭容器里液体 上的压强,处处都相等。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。换水就如图。 具体操作步骤可以分几步进行:先将软管全部浸没到鱼缸底部,尽量让软管内的空气排出;然后在软管两端分别用手指堵住出口,再将软管的一端仍旧浸没在鱼缸底部, 而将另一端拿出鱼缸外面,当端口低于鱼缸内液面高度时,将堵住软管的手指放开;这时软管内的脏水由于受重力影响而下落流出,而缸内的脏水由于受水的虹吸现象的作用就会源源不断地通过软管流到外面;待缸内脏水减少到一定的程度,将鱼缸稍微倾抖,使水能尽量流到软管口,直至流完。 : 虹吸现象虹吸原理: 就是连通器的原理,加在密闭容器里液体上的压强,处处都相等。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。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。 虹吸原理的发现: 虹吸管是人类的一种古老发明,早在公元前1世纪,就有人造出了一种奇特的虹吸管。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。井虽千初,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。宋代俞玫在《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,拿之不坠。”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《叔笠子?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。 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强提高了整个虹吸管内部的压力。
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