虹吸现象-虹吸现象是什么及其原理

博客 科普 2024-04-30 20:08:02 17 1

一、什么是虹吸现象?虹吸现象是利用水的压力差,使管子中的水上升后再流到低处的一头。
由于两管口一高一低,水会由压力大的高处流向压力小的低处,直到两边的水压相等,容器内的水

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虹吸现象-虹吸现象是什么及其原理

发布时间:2022-07-07 09:22:53   浏览:152次   收藏:3次   评论:0条

一、什么是虹吸现象?

虹吸现象是利用水的压力差,使管子中的水上升后再流到低处的一头。
由于两管口一高一低,水会由压力大的高处流向压力小的低处,直到两边的水压相等,容器内的水面变成相同的高度,水就会停止流动。
17世纪,有个奥托的人在德国马德堡广场做了一个有趣的实验,让人们大吃一惊。
他让空气“大力士”与马进行了一场别开生面的比赛。
实验是将直径大约55厘米的半圆铁球扣拢在一起,球边涂上一层油脂防止漏气,将球里的空气抽光,球外的大气压力将这两个半球紧紧地压在一起。
人们用了16匹强壮的马,向两边使劲地拉,才将两个半球拉开。
这个实验证明大气的压力有多么大啊!把一个装满水的瓶子放到桌上,在桌旁椅子上放一个同样大小的空瓶子。
把一根橡皮管灌满水,捏住管子的两头,一头插进桌上的瓶子里,另一头插进椅子上的空瓶子里。
松开捏住管口的手,你会看到,只要一个瓶子里的水位比另一个瓶子的水位低,水就会从水位高的瓶子流向水位低的瓶子里。



二、虹吸是什么现象?

虹吸现象是液态分子间引力与位差能造成的。
即利用水柱压力差,使水上升再流到低处。
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等高度,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。



三、虹吸现象是什么原理啊?

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。
应用实例:把充满水的胶管一端插入水中,另一端垂在盛水的容器之外,而且,出水口要低于水面。
这样,水就会从容器顺着胶管流出。



四、虹吸现象

问题1:出水孔是否会有气泡进入而使虹吸现象中断?答:只要水源有足够的水量,虹吸管就会连续出流,不会有气泡进入而使虹吸现象中断。
问题2:如果不会中断,那如果连通管的直径增加是否会中断呢?比如说500mm直径的管子。
答:同上水源充足,管径增大不会中断,工程中虹吸管直径有比500mm更大的,你可以到大型的自来水厂看看(如虹吸滤池的虹吸进水管)。
问题3:虹吸现象是否会中断和管子的直径有关吗(前提是出水口露在空气中)答:虹吸管的过流量与管子的直径有关。
只要起始运行时经过完全排气,有足够的水源和落差。
当然,如果虹吸出口在水下出流,运行更稳定。
问题4、问题5一并通过推导回答如下:实际上虹吸流动时有水流,有能量损失,需知道虹吸管的长度及布置情况。
做为初学,可假定为理想情况,不考虑能量损失。
设水源水面到虹吸管出口的高差为H,列水源水面到虹吸管出口的伯努利方程得: H1=V^2/(2g) , 得虹吸流速:V=(2gH1)^(1/2) 虹吸流量:Q=(3.14D^2/4)(2gH1)^(1/2) D为虹吸管内径。
设最高点压强为P,虹吸管最高点到出口的高差为H2,列最高点到出口的伯努利方程得: H2+P/(pg)+V^2/(2g)=V^2/(2g)得:P = -pgH2 (相对压强,即不包括大气压,相对压强为负值,即绝对压强小于大气压,就是处于一定的真空状态,理论上最大真空值不能超过10米水柱,即H2<10米水柱)也可列容器液面到最高点的伯努利方程:0=H3+P/(pg)+V^2/(2g)P=-pg[H3+V^2/(2g)]=-pg[H3+H1] = -pgH2 (答案与上面相同)当然虹吸管的工作条件之一是虹吸管必须先充满水,而且管道不进气(容易进气的部位是在虹吸管的顶部,因为此处压强小于大气压,而虹吸管两端进出口处都大于大气压,倒不容易进气。
)因此虹吸管壁不能有孔眼和裂缝。
因实际的水流有阻力,有能量损失,虹吸管顶点的允许安装高度远小于10米!说明:本例在不考虑水流能量损失,而且虹吸管截面是均匀的情况下,得出与截面积、管长、流速无关。
但实际有水流的能量损失,计算要远比以上复杂。



五、什么是虹吸现象?

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。



六、虹吸现象是什么及其原理

虹吸现象:将一根盛满液体的软管两头用手指堵住,一端抄放进一个装有液体的容器中(必须浸没在液面下,两端手指都不能松开),另一端放在容器外侧,只要外端的管口位置低于内侧的管口,这时同时松开堵住的手指,容器中的液体就会源源不断流出,袭这就是虹吸现象。
虹吸现象是利用压差原理,当外侧管知口低于内侧管口时,两个管口位置就形成高度差,这段液体的高度差就会形成一定的压强,这就是道虹吸现象的动力源,松开手指后,液体就会在这个压力差的作用下发生流动,高差越大,液体流动越快。



七、什么是虹吸现象?

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。



八、什么是虹吸现象

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.



虹吸现象-虹吸现象是什么及其原理