关于虹吸现象

关于虹吸现象
关于虹吸现象

关于虹吸现象
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.
毛细现象
浸润和不浸润在洁净的玻璃板上放一滴水银,它能够滚来滚去而不附着在玻璃板上.把一块洁净的玻璃板浸入水银里再取出来,玻璃上也不附着水银.这种液体不附着在固体表面上的现象叫做不浸润.对玻璃来说,水银是不浸润液体.
在洁净的玻璃上放一滴水,它会附着在玻璃板上形成薄层.把一块洁净的玻璃片浸入水中再取出来,玻璃的表面会沾上一层水.这种液体附着在固体表面上的现象叫做浸润.对玻璃来说,水是浸润液体.
同一种液体,对一种固体来说是浸润的,对另一种固体来说可能是不浸润的.水能浸润玻璃,但不能浸润石蜡.水银不能浸润玻璃,但能浸润锌.
把浸润液体装在容器里,例如把水装在玻璃烧杯里,由于水浸润玻璃,器壁附近的液面向上弯曲(图1甲),把不浸润液体装在容器里,例如把水银装在玻璃管里,由于水银不浸润玻璃,器壁附近的液面向下弯曲(图1乙).在内径较小的容器里,这种现象更显著,液面形成凹形或凸形的弯月面.
毛细现象把几根内径不同的细玻璃管插入水中,可以看到,管内的水面比容器里的水面高,管子的内径越小,里面的水面越高.把这些细玻璃管插入水银中,发生的现象正好相反,管子里的水银面比容器里的水银面低,管子的内径越小,里面的水银面越低.
浸润液体在细管里升高的现象和不浸润液体在细管里降低的现象,叫做毛细现象.能够产生明显毛细现象的管叫做毛细管.
液体为什么能在毛细管内上升或下降呢?我们已经知道,液体表面类似张紧的橡皮膜,如果液面是弯曲的,它就有变平的趋势.因此凹液面对下面的液体施以拉力,凸液面对下面的液体施以压力.浸润液体在毛细管中的液面是凹形的,它对下面的液体施加拉力,使液体沿着管壁上升,当向上的拉力跟管内液柱所受的重力相等时,管内的液体停止上升,达到平衡.同样的分析也可以解释不浸润液体在毛细管内下降的现象.
在自然界和日常生活中有许多毛细现象的例子.植物茎内的导管就是植物体内的极细的毛细管,它能把土壤里的水分吸上来.砖块吸水、毛巾吸汗、粉笔吸墨水都是常见的毛细现象.在这些物体中有许多细小的孔道,起着毛细管的作用.
有些情况下毛细现象是有害的.例如,建筑房屋的时候,在砸实的地基中毛细管又多又细,它们会把土壤中的水分引上来,使得室内潮湿.建房时在地基上面铺油毡,就是为了防止毛细现象造成的潮湿.
水沿毛细管上升的现象,对农业生产的影响很大.土壤里有很多毛细管,地下的水分经常沿着这些毛细管上升到地面上来.如果要保存地下的水分,就应当锄松地面的土壤,破坏土壤表层的毛细管,以减少水分的蒸发.
虹吸现象
由于大气压的作用,液体从液面较高的容器通过曲管越过高处而流入液面较低容器的现象.它发生的条件是曲管（虹吸管）里先要灌满液体,同时高于较高液面的液柱的压强不超过大气压.例如,汽车司机常用虹吸管从油桶中吸出汽油或柴油；河南、山东一带应用虹吸管把黄河里的水引到堤内灌溉农田；在日常生活中,如给鱼缸换水等都是
原理：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.