物理百科知识点-虹吸现象讲解

我们在学习物理的时候都学到过很多的物理现象，这些物理现象都概述了在我们的生活中出现的一些现象，而这些现象都是可以通过我们的物理知识解释的。下面我们一起来看一下物理百科知识点-虹吸现象讲解。

虹吸(siphon)是一种流体力学现象，可以不借助泵而抽吸液体。处于较高位置的液体充满一根倒U形的管状结构(称为虹吸管)之后，开口于更低的位置。这种结构下，管子两端的液体压强差能够推动液体越过最高点，向另一端排放，主要是由万有引力让虹吸管作用。

2010年5月澳洲昆士兰科技大学休斯博士(Dr Stephen Hughes)说：“是由重力让虹吸管内的液体由上端往下端流动，借由较长且朝下的那一端，将较短上端那一边的水往上引出再流到下端。”

基本简介

该现象是由于液态分子间引力与位能差所造成的，早再公元前1世纪，就有人发现了这一奇特现象。

基本原理

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。当然，重力在虹吸过程中也扮演了重要的角色。

历史记载

虹吸管是人类的一种古老发明，早在公元前1世纪，就有人虹吸现象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。

主要作用

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。液体流入管内，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，所以管子一定要装满水。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。

实例

1.抽取液体时用虹吸管， 当源液面高于待装容器液面时，开始仅需人工挤压吸气，至液体充满管体后再无需外力液体即可在虹吸作用下自动流向待待装容器。

2.虹吸马桶，相比较早使用的直冲式马桶，其能达到节水且冲排更干净的效果。

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