2013年1月12日 星期六

虹吸現象


一、水管裝水至 最高點③的位置,並不會造成虹吸現象,水會往右回流




二、位置①③也會回流



三、位置④會有虹吸現象嗎?……………………no!水會回流到比較高的容器



四、位置⑤保證會有虹吸現象,因為圖二中紫色水管長度>紅色水管長度,所以水往紫色方向流動,並拉動紅色水移動

可以利用影片中的遊戲設計,證明上述問題(兩人一組)



關於虹吸現象更詳細的解釋如下(引自左岸科學咖啡館)

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【錯誤概念】

例如:取自 國立台灣師範大學物理系 物理教學示範實驗教室網站
虹吸現象」就是利用虹吸管兩端作用於水平面大氣壓力差來運送流體,可以把虹吸管當作是兩端水槽的平壓管,當兩邊水位等高時(兩水槽無位能差),其作用於水面之大氣壓力相等,無壓差,虹吸現象停止。

虹吸現象是講液體分子間的吸力。醫院打點滴,是用重力,使藥水進入身體,所以藥水瓶要比心臟高。虹吸,是靠分子間的吸力,要利用這個特點。一、液體表面 高的會流向液體表面低的。

「連通管原理」,其中「連通管」指的是幾個液體容器的底部都相通的裝置。而連通管原理指的是,若任一容器內注入液體,則當液體靜止時,各容器的液面必在同一水平面。

【正確概念】
其一,虹吸管原理並不是用兩端的水平面大氣壓力差來作用的。其二,連通管不一定要容器的"底部"要相通,其實只要在液面下有連通就好了。

也有對虹吸的誤解的,如下:(取自http://www.twbbs.net.tw/1437724.html)

虹吸現象,是講液體分子間的吸力。醫院打點滴,是用重力,使藥水進入身體,所以藥水瓶要比心臟高。虹吸,是靠分子間的吸力,要利用這個特點。
一、液體表面 高的會流向液體表面低的。
二、一開始流動,只要維持第一個要點,流動不會停止。

產生虹吸現象的虹吸管是圓弧狀的,彩虹也是圓弧狀的,所以稱其為虹吸。 <-----液體分子之間的作用力為內聚力(表面張力)與虹吸原理無關。





      引自jane860322tw的相簿

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由于压强差在起作用。当弯管两侧中同一液面的压强不同时,管中的水(或其它液体)就会向着压强较小的一侧流动。
要能够产生虹吸现象,弯管的水流出端必需比水进入端低。设进水端的水平面为A,出水端的水平面为B,向上作用在两个水平面上的大气压值都是P0,但右边管内在A面以下还有一段长h的水柱,所以,在右管中与A同一面上的压强P=P0-ρgh,即Po>P,就会引起管中水柱向右管流动,最终由B端流出。
注:事先要让弯管中充满水,并且整个弯管内部不能进入空气,否则,内部空气的压强会改变两端压强差的关系,就不能发生虹吸现象。


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