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虹吸的原理是什么
虹吸的定义
虹吸是利用液面高度差的作用力现象,将液体充满一根倒U形的管状结构内后,将开口高的一端置于装满液体的容器中,容器内的液体会持续通过虹吸管向更低的位置流出。
虹吸的原理
虹吸的实质是因为液体压强和大气压强而产生。将倒U形管插入一高一低的装满液体的容器中,开口高的一端因为长度小于开口低的一端,根据帕斯卡定律p=ρgh,装置中位置高的液体压强小于位置低的液体压强,另外,U形管插入容器的两端分别有大气压的作用,大气压表现为上低下高,但在此处插入容器的U形管两端高度相对地球的大气压计算高度来说,可以忽略两者间的大气压强差值。所以开口高的那一端的压强就大于开口低的一端的压强,在大气压和液体压强的共同作用下,水朝一个方向移动。
虹吸的应用
上个世纪60年代,瑞典的几位科学家把虹吸的原理应用到现代建筑上去,最初解决了建筑屋面的雨水排水系统。虹吸原理除了应用在建筑排水上,还在市政排水,水利工程等各方面均有应用。
虹吸式离心机原理及结构操作
虹吸法的原理及操作:
虹吸原理就是连通器的原理。虹吸管里灌满水,没有气,来水端水位高,出水口用手掌或其他物体封闭住。此时管内压强处处相等。一切安置好后,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,推动来水不断流出出水口。
虹吸现象:
虹吸现象是液态分子间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。利用红吸现象很快就可将容器内的水抽出。
事实上,虹吸作用并不完全是由大气压力所产生的,在真空里也能产生虹吸现象。使液体向上升的力是液体间分子的内聚力。在发生虹吸现象时,由于管内往外流的液体比流入管子内的液体多,两边的重力不平衡,所以液体就会继续沿一个方向流动。在液体流入管子里,越往上压力就越低。如果液体上升的管子很高,压力会降低到使管内产生气泡(由空气或其他成分的气体构成),虹吸管的作用高度就是由气泡的生成而决定的。因为气泡会使液体断开,气泡两端的气体分子之间的作用力减至0,从而破坏了虹吸作用,因此管子一定要装满水。在正常的大气压下,虹吸管的作用比在真空时好,因为两边管口上所受到的大气压提高了整个虹吸管内部的压力。
虹吸的条件:
1、管内先装满液体
2、管的最高点距上容器的水面高度不得高于大气压支持的水柱高度。
3、出水口比上容器的水面必须低。这样使得出水口液片受到向下的的压强(大气压加水的压强)大于向上的大气压。保证水的流出。
虹吸效应原理图
虹吸效应,又称虹吸现象,物理上原本是指由于液态分子间存在引力与位能差能,液体会由压力大的一边流向压力小的一边。
由于管口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。
虹吸现象是什么原理形成的
虹吸原理:
1、物理现象
管内最高点液体在重力作用下往低位管口处移动,在U型管内部产生负压,导致高位管口的液体被吸进最高点,形成虹吸现象。
2、图例说明
右图针对“管口气压差”说,如图,由于两边的气压基本相同,高位管口由于伸入液面的深度远低于低位管口伸入液面的深度,故从管口处来说,低位管口处的压强要大于高位管口处的压强,但液体仍会从高位容器流入低位容器。
之所以会产生这种现象,是因为这里的压力仅仅只能传导到液体的上表面。所以低位的杯子里的管子虽然压力较高,但是无法传导到高位杯子里去,所以也无法阻止液体下落。
扩展资料:
工程应用:
上个世纪60年代,瑞典的几位科学家把虹吸的原理应用到现代建筑上去,最初解决了建筑屋面的雨水排水系统,当时在研究的初期,采用的是一种满管压力流的系统,从而在管道式屋面雨水排放系统方面取得了重大突破。虹吸原理在建筑排水,市政排水,水利工程等各方面均有应用。
虹吸排水适用领域:
1、大型厂房:屋面檐高在4米以上,并存在内天沟,天沟长度在30米以上,厂房内部不允许有落水管。
2、大型公共建筑:如图书馆,体育场馆,机场候机楼,火车站站房和站台无柱雨棚,大型商场,裙楼,以及排水管可能影响建筑美观的场合。
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