自制简易虹吸杯

◎重庆市育才中学校 秦怡静 李建 李鸿

虹吸现象是指在大气压强和液体压强作用下产生的液体流动现象。如图1所示，由于细管两个端口处承受的压强不同，液体会从压强大的一边流向压强小的一边，直到两边压强相等。利用虹吸现象可以快速将容器内的水抽出。

图1 虹吸现象原理图

利用身边的材料就可以制作一个简易的虹吸杯，大家一起试试吧。

一、制作材料

橡皮泥、红墨水、吸管、矿泉水瓶、签字笔筒、剪刀、小刀等。

二、制作方法

1.将矿泉水瓶瓶口剪掉，瓶底开一个小孔，再将吸管从小孔插入瓶中，用橡皮泥封住底部缝隙，如图2（a）所示。

2.将加了少量红墨水的水倒入瓶中，直至没过吸管顶端。可以看到水从吸管中流出，水面开始下降。当水面降至与吸管口齐平时，水停止流出，如图2（b）所示。

3.如图2（c），用一端被橡皮泥密封的签字笔筒将吸管罩住，并将笔筒插入水中（需确保笔筒下端开口处留有缝隙）。此时，水再次从吸管中流出，水面继续下降，如图2（d）所示。当水面低于签字笔筒下端开口时，水停止流出。

图2 实验过程

三、实验原理

矿泉水瓶中的水面已经低于吸管口，为什么水还是能从吸管中流出呢？

如图3所示，笔筒内①处的水受重力作用会沿红色箭头从吸管内流出。由于笔筒内部是一个密闭环境，①处的水流出后导致笔筒内部气压降低，外界的大气压会将瓶内的水从②、③处沿黄色箭头挤压进笔筒内，以维持笔筒内部的气压平衡。如此反复，瓶内的水会越来越少，直至水面降至与笔筒下端开口处齐平时，瓶内的水停止流出。

图3 实验原理图

扫一扫，观看虹吸现象实验

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虹吸式抽水马桶

虹吸式抽水马桶的内部结构示意图如图4，其内部有一个弯状的管道，形成了坡度较缓的池壁。这种结构一方面降低了马桶在冲水时发出的噪声，另一方面增强了水的冲击力，很容易就能将粘在马桶池壁上的污物冲掉并快速地排出。

图4 虹吸式抽水马桶结构图

此外，虹吸式抽水马桶的池壁中存水量较多，有着较好的防臭效果。