虹吸管的游戏相信很多人都在很小的时候就玩过了:把一杯水放在高处,拿一根塑料软管,一头浸入水中,另一头放在低处,用嘴吸一下,水就会通过管子源源不断地流到低处。

但是这个趣味科学小实验的玩法却不一样哦!我们只要把一根管子插进水杯里,不用靠嘴吸,杯子里的水就会自动流出来!所以叫做“自动虹吸管”!不信?那就跟着我们自己动手做一个,试验一下吧!

这个实验需要的材料:

一根塑料软管(可以在卖金鱼、鱼缸的地方买到),一段略微粗一些的铁丝(可以在五金店、杂货店买到),一卷胶带(可以用文具店里出售的透明胶带)。

实验步骤:

1.把铁丝弯成下图中的形状,类似"M",但是左边下端要长,高点要略高;

2.用胶带把塑料软管绑在铁丝上,铁丝的用途就是固定软管的形状;

3.把形状固定好的软管放入装满水的容器中,只留最左端那根最长的管子在外面;

4.你会惊奇地发现,容器里的水源源不断地顺着管子流了出来!

黑色的框框表示容器,容器里装满了水,最上的红色细线代表水平面,蓝色的管子代表自动虹吸管。

一开始要把管子1和2完全浸入水里。当水位刚好越过A点时,水就会通过管子1、2进入管子3。根据连通器的原理,管子3里的水位高度等于A点高度,但无论如何也不能超过B点,就是说不会形成虹吸效应。这是根据一般的分析方法得出的结论。

但是问题在于,当水经过管子1进入管子2和3的时候,水里会混进一些空气。这些空气是管子中原来就有的,当软管比较细的时候,就容易产生气泡。大家都用过类似经验,向细的软管里灌水,要完全赶走气泡不是一件容易的事情。而我们之所以把管子设计成这个奇怪的形状,目的就是要生成气泡。

这样管子3里就有很多夹杂着气泡的水柱,混合物的密度降低了,产生的压强也低了。根据连通器的原理,3里面的水柱必须比管子1和2里的高,才能产生达到平衡的压强。这样一来,3里的水柱就有可能高过B点,进入管子4。

进入管子4的水柱在重力作用下一直向下,直至产生足够的吸力,开始虹吸效应,把容器里的水源源不断地吸出来。

说了这么多,不知道你理解了没有?有疑问的话,不妨先动手试试,然后在回头看看理论分析,说不定就恍然大悟了。“我爱制作网”的格言是“爱动脑,更爱动手”,有时候动手试试,比坐在那里想到脑瓜仁儿疼要有用得多!