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虹吸现象的原理

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虹吸现象的原理

虹吸能使液面上升,那么它的能量是来自哪里?

液体从液面较高的容器通过一根弯曲的管子越过高处流入液面较低的容器的现象,叫做虹吸现象,这根弯曲的管子叫做虹吸管。

虹吸现象发生的条件:(1)存在大气压;(2)虹吸管中要充满液体;(3)高于较高液面的液柱的压强不大于大气压。

给鱼缸换水,从油箱里往外抽油,抽水马桶等都会用到虹吸现象。

在黄河中下游一带,还利用虹吸现象引黄河水进行农田灌溉。

我国古代的公道杯,也是利用虹吸现象,使倒入杯中的液体全部流入杯体中。

因此,大家也能想到,魔术师倒入帽子中的水是如何消失的。

为说明虹吸现象的原理,我们在虹吸管出液口取一个液片,液片下面受到的压强是大气压,上面受到的压强是大气压与从出液口到高处的液面这段液柱的压强之和。

显然,上面受到的压强大于下面受到的压强,所以,液片就要下降。

不难看出,驱动力就来自虹吸管两边液面相差的这段液柱的重力。

要说能量,就是这段液柱的重力势能。

虹吸能使液面在大气压作用下上升到曲管最高点,然后又在重力作用下下降到比原来液面更低的地方,这是常见的一种流体力学现象,即虹吸。

在生活中肯定遇到过,假如有些家庭用的坐便器,有的是直冲坐便器,还有的是虹吸坐便器,而虹吸坐便器就是利用了虹吸过程现象。

虹吸现象发生条件1、容器A液面高于容器B液面,虹吸本质是重力作用下的液体往低处流。

2、最高点不超过容器A液面的高度,因为虹吸需要借助容器A液面的压力上升并越过最高点。

3、管内必须有水充满。

题目说的,虹吸过程它的能量来自哪里?如下图所示,在虹吸过程中,液体首先沿曲管左侧向上流动,以水往高处流来实现液体压力降低为代价,这里的液体压力就是能量。

在曲管最高点压力降到为零,也就是说液体具备的动能源于左侧容器液位压力或大气压与曲管最高点压力的差异,使得液体克服阻力向上流动。

现在,曲管右侧出口位置比较低,而此时最高点液体的重力势能最大,所以能克服阻力使液体向下流动,使压力增加到右侧容器的液面压力或是恢复大气压。

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