水往高處流?

郭亮

實驗器材

塑料瓶、玻璃杯、長橡皮（塑料）管、彎折吸管、剪刀、強(qiáng)力夾、透明膠（防水布）、食用色素、水

實驗步驟

1將塑料瓶從中上部剪開，保留底部一半以上，用剪刀在塑料瓶下方或側(cè)方開洞，保證能讓吸管穿入即可。

2將吸管長端從瓶中的孔洞穿出去，吸管彎折的短邊留在瓶中，形成一個V字形，然后用防水膠布將孔洞邊緣粘牢固，做到防水水平。

3在水中添加一定量的色素，保證液面接近但是不超過吸管的最高點(diǎn)，即彎折處。這時不會有液體流出來，這是因為有一部分液體被封住，導(dǎo)致吸管中的液體無法連通。

知識鏈接

“小小”的虹吸現(xiàn)象是怎樣影響市政排水的？

虹吸原理在建筑排水，市政排水，水利工程等各方面均有應(yīng)用。20世紀(jì)60年代，瑞典的幾位科學(xué)家把虹吸的原理應(yīng)用到現(xiàn)代建筑上去，最初解決了建筑屋面的雨水排水系統(tǒng)，當(dāng)時在研究的初期，采用的是一種滿管壓力流的系統(tǒng)，從而在管道式屋面雨水排放系統(tǒng)方面取得了重大突破。虹吸排水系統(tǒng)與傳統(tǒng)的雨水系統(tǒng)相比，管徑小，排出量大，立管少，對建筑立面和空間的影響小。

實驗步驟

4再加少量液體，使液面超過最高的彎折處，觀察出水口的變化和最終狀態(tài)的變化。

5接下來將塑料瓶放置在桌子等相對高些的位置，在塑料中放置長橡皮（塑料）管，由于管子較長可能有一定重量，可以懸掛在某一個位置，保證管子能夠延伸到嘴邊位置。

6下面需要你坐在比桌子矮的椅子上，用嘴吸一下長管喝到瓶中水，之后無需再用力吮吸，水就會自動流入口中，不想繼續(xù)享用時，可用強(qiáng)力夾封住出口端，待想喝時，打開夾子即可。

實驗原理

本實驗利用了物理中的虹吸現(xiàn)象，虹吸現(xiàn)象是液態(tài)分子間引力與位差形成的。即應(yīng)用水柱壓力差，使得高壓一端的液體能夠越過某個高點(diǎn)再向低壓端持續(xù)排出。直到兩邊的大氣壓力相等，容器內(nèi)的水面變成相等高度，水就會終止活動。看起來好像有一種水往高處走的錯覺。

知識拓展：馬桶中的虹吸原理

家里常用的抽水馬桶，大部分都采用了虹吸的原理。虹吸式馬桶的原理是根據(jù)虹吸現(xiàn)象，借助沖洗水在馬桶中的排污管道內(nèi)充滿水后構(gòu)成的，當(dāng)沖馬桶的時候，水箱中的水會流入馬桶，使馬桶中液面的最高點(diǎn)超過后方S形管道的最高點(diǎn)，即讓后方管道中完全充滿水，這時由于馬桶和排水管處具有液面高度差，所以水會向著排水管尾部排出。而當(dāng)馬桶水面降低到低于S形管道最高處一定距離的時候，虹吸的水量不足，停止排水，馬桶中會預(yù)留一部分水用來液封管道，避免味道返流。

（責(zé)任編輯/陳天昊 美術(shù)編輯/胡美巖）

家用虹吸馬桶結(jié)構(gòu)圖