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马桶是如何工作的呢?

2015-09-06周生记

小学科学 2015年8期
关键词:脏东西虹吸管冲水

周生记

虹吸现象

虹吸现象其实利用的是连通器的原理,即加在密闭容器里液体上

的压强处处都相等。当虹吸管里灌满水没有空气时,来水端的水位高,用手掌或其他物体将出水口封闭,此时管内压强处处相等。打开出水口,虽然两边的大气压相等,但是来水端的水位高,压强大,推动水不断流出。虹吸现象是液态分子间的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。由于管口和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。

强大的冲击力

马桶是每个家庭必备的卫生用具,那你有没有注意过它是怎么工作的呢?又有没有想过它为什么具有神奇的吸力呢?

家中的马桶安装在地面上,也许不容易看清它的结构。但你是否注意过,在一些公共卫生间里的大型冲水器,它们上面有一个大大的水箱,下面接着一个长长的管子,每当冲水时,水流会以极大的速度冲出来,从而将便池冲得干干净净!

神奇的虹吸现象

其实,家里的马桶和公共卫生间的大型冲水器的结构是类似的,当有水冲来时,就会形成强大的力量。

另外,它们的共同特点是:下面都有长长的管子。其实,这充分利用了液体的压强,当两端的水面差越大时,产生的力量也越大。不论管子是直的还是弯的,甚至当管子向上弯曲仿似一道彩虹的样子时,都仍然具有强大的力量,人们称这种现象为虹吸现象。

家里的马桶在使用后放水冲洗,当水面超过呈“S”形弯曲的管道开始出水时,便出现了虹吸现象,在虹吸管的作用下,水和污物一起被抽下,直到坐便器里只剩下少量的水,虹吸管中进入了空气,虹吸现象才因遭到破坏而停止。因为坐便器中剩余少量水,所以能够再次形成水封。其实蹲便器的抽水原理也是一样的。

虹吸现象在生活中有着广泛的应用。楼房里的排水系统就是最普遍的应用。每当下雨时,如果雨下得很大,可能就有人会想:小小的水管能把楼顶的水都引流下来吗?其实,这个是完全不需要担心的,当雨水很大时,特别是雨水充满了整个水管时,就会形成较大的水压,从而出现虹吸现象,雨水便会加速流下,从而把楼房上面的水排干净。

动手做一做

如果你家里养鱼,你一定会为清除鱼缸底部的脏东西而犯愁的。如果将水倒掉,全部换成新水,鱼会因此而不适应,如果只是将上面的水换掉,却又无法清除底部的脏东西,这可怎么办才好呢?其实,只要利用一根管子形成虹吸现象,就能轻松除去鱼缸底部的脏东西。

操作方法:

(1)准备一个较大的水池,然后将管子装满水。

(2)将管子两端堵住,一端放入水池,另一端放在池外并低于池内的水面。

(3)松开管口,水便会自动地流出来。

(4)调整出水口的位置,出水口越低,水流得会越快;若是将出水口抬高些,水流速度就会变慢;如果出水口高于池内的水面时,水反而会倒流回去呢!

另外,楼房里的自来水系统彼此相连,在使用时也会出现虹吸现象。想想看,住在楼上的用户,在打开自来水时,水流速度会较慢,而低层的用户在用水时,水流速度会较快,就是因为虹吸现象在起作用。endprint

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