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虹吸原理现象说明

摘要：本文论述了虹吸现象的基本原理，并根据实验及

公式推导具体阐述了其原理。本位主要介绍了虹吸的悠久历

史以及其在古、现代的应用。虹吸现象在古代的主要应用从

最早的渴乌，到后来的唧筒、秤漏、莲花漏都是虹吸原理的

典型应用；虹吸原理在现代社会也应用于各行各业:“鬼湖”

的形成就是虹吸原理的“杰作”，还有马桶、虹吸滤池、虹

吸式屋面排水系统、洗胃、虹吸式咖啡壶等等都是虹吸原理

制成的。

关键词：虹吸；唧筒；秤漏；莲花漏；虹吸滤池

1、引言

虹吸是一种历史悠久的物理现象，同时它也是人们在

生活中最常见的物理现象之一。虹吸现象不仅在古代有很

丰富的应用，它在现代生活中也有很广泛的应用。大家生活

中的很多事情都是靠虹吸原理来实现的，例如：给鱼缸换

水；汽车司机常用虹吸管从油桶中吸出汽油或柴油；在古

利用虹吸原理还可以做成计时工具；虹吸原理还可以应用于

水处理，如虹吸滤池等等。

2、原理

2.1虹吸原理

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

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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。[1]

2.2实验解释

用图1所示的装置来说明这种现象的原理,

当充满水的管子将A、B两个液面高度不同水槽

连接后,C处受到向右的压强为：

向左的压强：PPh，其中：P为大气

g

20水20

压。由>,所以有<。则液片C将向左

hhPP

1212图1装置示意图

移动,即容器B中的水向容器A中流淌。只要B中

的液面高A中的液面,水就会流动不停,直到两容器中的液

面相平,即B中的水流完为止。[2]

2.4虹吸原理的历史

虹吸管是人类的一种古老发明，早再公元前1世纪，

就有人造出了一种奇特的虹吸管。中国人很早就懂得应用

虹吸原理。应用虹吸原理制造的虹吸管，在中国古代称“注

子”、“偏提”、“渴乌”或“过山龙”。东汉末年出现了灌溉用的

渴乌。西南地区的少数民族用一根去节弯曲的长竹管饮酒，

也是应用了虹吸的物理现象。宋朝曾公亮《武经总要》中，

有用竹筒制作虹吸管把峻岭阻隔的泉水引下山的记载。中国

古代还应用虹吸原理制作了唧筒。宋代苏轼记载了四川盐井

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中用唧筒把盐水吸到地面。明代的《种树书》中也讲到用唧

筒来浇灌树苗的方法[1]

3、应用

3.1虹吸原理在古代的应用

虹吸是一种古老的现象，虹吸在古代的应用

很广泛，可以说是应用在各种方面：虹吸可以用

于农业灌溉，战争灭火，儿童玩具，也可以是用

于计时的工具等。

中国古代的虹吸管。据《后汉书·张让传》

记载,东汉中平三年(186)掖庭令毕岚“作翻车、渴

乌,施于桥西，用洒南北郊路”，是渴乌的最早记载。

唐李贤在对《张让传》进行注释时,用“以气引水

上也”,说明渴乌依靠气压差引水的工作原理，当

然其前提条件是进口端的高程高于出口端。唐杜图2唧筒

佑所著《通典》载，渴乌可以“隔山取水”。方法是以大竹

筒套接成弯管,以麻漆封裹,密不透气，跨过山峦，将临水一

端置于水面之下五尺，然后在出口端放松桦枝叶和干草等易

燃物，点燃后，稍冷，筒内形成相对真空，即可吸水而上。

明清人又称为过山龙，也用以由缸内