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木卫二上水的虹吸

2017-07-11

飞碟探索 2017年7期

假如在木卫二上的海洋和地球上的海洋之间建造一个虹吸装置,会怎样呢?建成后,它会流动吗?(我们有个点子,想瓶装木卫二上的水,然后出售。)

不会,但我很喜欢你后面说的那个点子。

虹吸管很是奇妙——它能仅用一根管子和重力,就把水泵上来并越过障碍物。你能用它泵空一个游泳池里的水,或是填满各种奇形怪状的容器,或是解决许多与此类似的麻烦。

乍一看这一点可能并不明显,但事实上虹吸是因为大气压强。回答木卫二的那个问题之前,这有助于我们搞清楚虹吸的原理。

如果有一根填满水的管子,把它两端朝下,重力会试图把水往下拉,水就会从管子的两端流出来。一旦水开始往外流,管子的中部会形成真空,因为空气无法进去填补出现的空隙。水管两端朝下,形成两列水柱,每一列水柱都是一端真空,另一端是空气,这就意味着,水最终还是会被推回到管子中去。

其实,根本不会发生这种事。大气压一开始就会阻止真空的形成,从始至终水都在管子里。至少,它是完全平衡的。

如果一端的水柱比另一端稍低,那一侧的水柱就会比另一侧的水柱更用力地向下挤压空气。这种不平衡导致水的“倾斜”,导致它从较重的一端跑出来。

要想虹吸一些东西,你可以继续往水柱较高的那端注入更多的水。只要水的表面比水流出来的地方高,虹吸就会一直作用。

如果水柱的高度超过10米(大约两只长颈鹿那么高),水的重量产生的压力就会大到地球大气压无法抵消的程度。……

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