自制簡易虹吸杯

◎重慶市育才中學校 秦怡靜 李建 李鴻

虹吸現象是指在大氣壓強和液體壓強作用下產生的液體流動現象。如圖1所示，由于細管兩個端口處承受的壓強不同，液體會從壓強大的一邊流向壓強小的一邊，直到兩邊壓強相等。利用虹吸現象可以快速將容器內的水抽出。

圖1 虹吸現象原理圖

利用身邊的材料就可以制作一個簡易的虹吸杯，大家一起試試吧。

一、制作材料

橡皮泥、紅墨水、吸管、礦泉水瓶、簽字筆筒、剪刀、小刀等。

二、制作方法

1.將礦泉水瓶瓶口剪掉，瓶底開一個小孔，再將吸管從小孔插入瓶中，用橡皮泥封住底部縫隙，如圖2（a）所示。

2.將加了少量紅墨水的水倒入瓶中，直至沒過吸管頂端?？梢钥吹剿畯奈苤辛鞒?，水面開始下降。當水面降至與吸管口齊平時，水停止流出，如圖2（b）所示。

3.如圖2（c），用一端被橡皮泥密封的簽字筆筒將吸管罩住，并將筆筒插入水中（需確保筆筒下端開口處留有縫隙）。此時，水再次從吸管中流出，水面繼續下降，如圖2（d）所示。當水面低于簽字筆筒下端開口時，水停止流出。

圖2 實驗過程

三、實驗原理

礦泉水瓶中的水面已經低于吸管口，為什么水還是能從吸管中流出呢？

如圖3所示，筆筒內①處的水受重力作用會沿紅色箭頭從吸管內流出。由于筆筒內部是一個密閉環境，①處的水流出后導致筆筒內部氣壓降低，外界的大氣壓會將瓶內的水從②、③處沿黃色箭頭擠壓進筆筒內，以維持筆筒內部的氣壓平衡。如此反復，瓶內的水會越來越少，直至水面降至與筆筒下端開口處齊平時，瓶內的水停止流出。

圖3 實驗原理圖

掃一掃，觀看虹吸現象實驗

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虹吸式抽水馬桶

虹吸式抽水馬桶的內部結構示意圖如圖4，其內部有一個彎狀的管道，形成了坡度較緩的池壁。這種結構一方面降低了馬桶在沖水時發出的噪聲，另一方面增強了水的沖擊力，很容易就能將粘在馬桶池壁上的污物沖掉并快速地排出。

圖4 虹吸式抽水馬桶結構圖

此外，虹吸式抽水馬桶的池壁中存水量較多，有著較好的防臭效果。