“公道杯”的奧秘

河北省邢臺市第十九中學 佟子杭

每年放暑假，父母都會帶我外出游覽祖國大好河山、名勝古跡，參觀博物館和知名大學等地方。去年我們去了西安，參觀了陜西歷史博物館，其中有一件名為“公道杯”的文物，給我留下了深刻印象。

公道杯其實就是個酒盅，但它只能盛半杯酒，如果貪杯想倒滿，酒就會從酒盅里全部流出去。解說員給我們講解了其中的故事：在明朝洪武年間，景德鎮御窯曾進貢過“九龍杯”。有一次，朱元璋大宴群臣，特意拿出九龍杯和美酒，賜群臣每人自斟自飲一杯。不料，將杯斟滿的大臣突然發現杯中的美酒不見了，而沒有將杯斟滿的大臣卻說該杯滴酒不漏。于是，朱元璋便把九龍杯命名為“公道杯”。

回到家后，我根據相關的物理原理（如圖1），也制作了一個“公道杯”，并通過簡單的實驗，體驗了一下其中的奧妙。

圖1

【實驗設計】公道杯的外形制作工藝華美，但其主要是靠內部的虹吸管發揮作用。在家庭實驗條件下，可用透明的飲料瓶代替杯身以便觀察，用可彎曲的吸管作為虹吸管完成實驗。

【實驗用品】空飲料瓶1個、帶彎的吸管（一端長、一端短）1根、剪刀、水盆及水等。（如圖2）

圖2

【實驗操作】1.將空飲料瓶的上半部分剪去，然后在飲料瓶底部中心位置用燒紅的鐵釘燙一個孔。

2.從瓶內部將這個倒U型吸管的長端插入瓶底的小孔，調整位置，使吸管的短端端口正好觸及瓶底。（如圖3）

圖3

為防止漏水，吸管和燙孔之間需要完全吻合，無縫銜接。原本計劃去商店買一塊膠泥，但我突然靈機一動，從家里取了少量面粉和水，揉成軟面團代替膠泥密封在吸管和燙孔之間，這叫“因地制宜”“就地取材”，哈哈！

3.等面團干燥后，這個“公道杯”就算是做好了。

4.在“公道杯”里逐漸加入水。

【實驗現象】加水的過程中，當飲料瓶內水位沒有超過吸管頂端時，飲料瓶滴水不漏；但是當水位高于吸管頂部時，瓶里的水從吸管中流出，直到流盡為止（如圖4）。

圖4

【實驗解釋】此實驗運用了虹吸原理，也稱連通器原理。實驗中的吸管相當于虹吸管，發生作用的前提是管內必須充滿液體。剛開始時飲料瓶內由于水少，吸管內尚未被注滿，不會發生虹吸現象；后持續添水，至瓶內水面高于吸管高度時，吸管內已經被水注滿，此時由于大氣壓力的存在，飲料瓶內的水會通過重力和分子間粘聚力作用，從瓶底的吸管長端端口持續流出，直到流盡為止。

公道杯的奧秘，應驗了古人說的那句話：“知足者酒存，貪心者酒盡”，寓示世人辦事處世必須講求公道，不可貪得無厭。我想，這也是古人留給我們的警示哲學吧。