虹吸原理小学?

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先放结论,在管径相同的情况下,水流的速度与管子的长度成正比。 证明如下,假设一根直径为r的玻璃管,两端开口,中间用细砂填充形成凹槽(为了便于对比我们在中间放置两块面积不同的透明薄片),现在给其中冲入水并密封起来(为了便于观察我们可以给这个密闭空间做一个好看的图案),因为水具有流动性,所以会自然形成如图所示的形。这就是最简单的虹吸现象了!我们对比一下不同长度的情况: 当玻璃管足够短的时候,水形成的形状几乎不变化;

当玻璃管稍微长一点的时候,可以看到有水从一端进入,然后从另一端流出;

随着玻璃管越来越长,从一端流进的水越来越多了,并且水在管中的停留时间也越来越久,最后形成饱满的形状。 根据上面的实验我们可以得到水流速度与管长的关系——正比。 因为现实生活中不可能有这样的玻璃管(太容易碎),所以我们做个类似的实验:用塑料瓶来代替玻璃管,里面插满牙刷,如图2所示,拧紧瓶盖。 我们直接观察到,打开瓶盖的一瞬间有水流涌出,而且水流的高度几乎等于瓶的高度。这也就是说水流的速度和管子长度(或者说横截面积之差)之间的关系是正比。 如果我们把上面实验中的塑料瓶换一个大一点的,再换一组数据重新做一遍,发现水流的速度果然变快了。

接下来我们看看如果管子粗细不一样会发生什么情况呢? 还是用刚才的实验装置,只不过把牙刷换成粗细不一样的铅笔。如果我们仍然追求水的速度,那么很明显粗的铅笔比细的铅笔效果更好。但是如果追求水的形状,那当然是细的铅笔更好。 这个实验说明水的流动跟管子的粗细有关系,如果管子比较粗的话,即使同样的长度,水流的速度会比较慢,但是水量比较大;反之管子如果很细,虽然水流速度会增加,但是水量就会很少。 在生活中我们往往更关注水的流量,所以对于这种粗细对水流的影响通常不太计较。但是在某些特殊的应用中,比如消防用水、喷淋系统用水或者鱼缸用水等等就要求水流速度越快越好,在这种情况下当然要选择粗一些的管子才能实现。

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