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第35章 抽水马桶

我们每天都用马桶,可是你知道抽水马桶的盆部是怎样进水的,又是怎样排水的吗?下面的游戏会告诉你答案。

游戏所需物品:

一个塑料瓶

一支圆规

剪刀

两支塑料吸管

一只碗

水槽

游戏步骤:

1.用圆规的尖脚在塑料瓶的中部戳一个洞;

2.将吸管插进洞里,弯管长的一端在瓶里,短的一端留在外面。在吸管外面一端的顶部,用剪刀剪两个斜口,以方便将另一支吸管套接进去;

3.再将塑料瓶放入水槽,底部垫一个翻转过来的碗。打开水龙头,让水流慢慢地流进瓶里,仔细观察瓶中的水流变化。

游戏中的科学:

当水位上升到吸管弯曲处时,瓶里的水马上就被吸管吸走了!假如吸管在瓶里的那一端插到底部,那么瓶里的水差不多会被吸得一干二净!接着,水又继续流进瓶里,当水位升高到弯曲位置时,同样的情况又发生了。水位升高到吸管的弯曲位置,意味着在瓶里的吸管中的水也升到了同样的高度。这股水很快流入吸管在瓶外的那一端,其余的水紧跟其后,也流往瓶子的外面,一直到瓶里的水流尽为止。这种现象叫做“虹吸现象”。

科学小常识: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。

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。在液体流入管子里后,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。

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