還記得小時候,幾個小夥伴想從摩托車裡弄點汽油去燒馬蜂窩,那時候又沒有什麼油泵,看到過有人用管子将油抽出來的,就找了一節管子将一端插到油箱裡,另一端用嘴猛吸一口,搞得滿嘴都是汽油,馬上将出油的管子放在瓶子裡,一會兒就就從油箱裡抽出來不少的油,最後馬蜂窩也被燒了,就是很長時間嘴裡都有一股汽油味。
後來發現還有更好辦法,有人用管子在水缸中抖幾下,再将管子一端放在低處也能輕松将水抽出來,覺得還挺神奇的,這到底是什麼原理。
這種利用液态高度及壓力差,用一根管子或者U型管道結構,處于高處裝滿的液态就會沿着管道持續不斷的流向低處的容器内,這就是虹吸,你會發現我們生活中很多東西也是利用的這種原理。
虹吸是一種流體力學現象,簡單來說就是液态受到壓力後會向壓力小的低處流動,可以不使用泵就能将液态抽吸出來,這個過程需要管子兩端的液态要有一定的高度差才能實現虹吸。
其實中國人很早就會使用虹吸原理制造各種産品,例如利用竹子制成的虹吸管可以用于灌溉。
其中最有名的應該是九龍杯了,因為它的獨特設計在曆史上還有很多傳說,這個杯子因為外面有九條龍所以叫九龍杯,它的原理就是一個杯子裡面有一根n型管道連接到杯底,如果往杯子裡裝酒,當裝半杯時酒不會流出來,當杯中的酒裝滿時,酒就會沿着杯中管道全部從杯底流出。
傳說朱元璋就用這個杯子來考驗大臣,如果這個人太貪婪了把酒倒滿,結果一滴酒都喝不到,如果這個人不貪隻要不倒滿,都能喝到酒,所以也将這個杯子叫做公道杯。
當一個物體對另一個物體有力的作用就會産生壓強,大氣受到重力作用就有壓強,水因受到重力和大氣壓力也有壓強,例如說一杯水它表面會受到大氣的壓力,水由于重力也會相互間施加壓力,這個壓力是水的高度越高壓強就越大,也就是越往底部壓強越大。
虹吸現象就是利用液态壓強制造的裝置,将兩個杯子其中一個放在高處,另一個在低處,兩個杯子内都裝有一定的水,再用一根管子兩端分别放在杯子裡,這個時候不會有什麼變化,但是隻要往這根管子裡充滿了水,由于高處一端管子内的壓力比低處一端管子内的壓力大,而水又是會流動的,所以高處杯子裡的水會沿着管子全部流到低處的杯子裡。
這也就是為什麼将管子在水中抖幾下就能将水抽出來的原因,管子在水缸中上下抖的時候,水由于擠壓力就會進入到管子中,再将管子一端放在低處,由于水缸中有大氣和水的壓強,水就會沿着管子向壓強小的低處流出。
虹吸在日常的生活生産中應用非常的廣泛,最常見的就是虹吸馬桶,其實馬桶除了虹吸式還有直沖式馬桶,有人說馬桶是世界上最偉大的發明之一,現代人的家中可以沒有冰箱,電視或者洗衣機,但絕對不能沒有馬桶,因為它讓人們在家中就能處理自己“最肮髒”的事情,還能保持家中的衛生和人的健康,
世界上第一個獲得抽水馬桶專利的發明家是蘇格蘭人壓力山大 · 卡明,再經過人們的不斷改進,就成為現在馬桶的原型。
虹吸馬桶内部管道是一個側卧的“S”型,平常沖馬桶後會在管道中留一些水,這些留着的水叫水封,也就是用水将這個管道給封住,這樣的主要目的是讓馬桶在沖完水後,不讓下水道中的臭氣和蚊蟲随着馬桶管道進入到馬桶和房間中。(蹲便器内部也是有S彎的)
這也就是家裡其他下水管道,為什麼都會有這種s型管道,原理都是一樣的,沒想到作用這麼大。
當上完廁所後,就會向馬桶裡沖水,水就會進入到馬桶“S”型管道内,此時馬桶一端管道由于沖水,壓強和水位都會大于管道出口,水就會順着管道排放到下水道,由于下水管道比馬桶管道大很多,當馬桶進水管道的壓強和水位小于排水口時,就會停止排水,剩餘的水也就會留在管道内,繼續形成水封。
還有就是平常我們會用這種原理來給魚缸換水,将一根管子内裝滿水,管子的一端放入浴缸中,另一端放在低處的水桶裡,就能将魚缸裡的水全部抽出出來。
利用虹吸原理不但制造出了很多偉大的産品,服務于我們的生活,還在建築工程,金融領域也在廣泛應用,為人類的發展做出了巨大的貢獻。
最後再問個問題,你是喜歡用馬桶呢,還是喜歡用蹲便器呢?
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