虹吸

✍ dations ◷ 2025-01-11 01:22:14 #流体力学,物理现象

虹吸(siphon或syphon)是一种流体力学现象,可以不借助泵而抽吸液体。处于较高位置的液体充满一根倒U形的管状结构(称为虹吸管)之后,开口于更低的位置。虹吸管两端液体的重量差距造成液体压力差距,液体压力差能够推动液体越过最高点,向低端排放。

中国古代酒器九龙杯即是利用虹吸原理制成。

在虹吸管的上端开口处(A),向管内的压力为上端水受到重力往管口浸入位置处推挤所形成的容器液压;向外的压力则为上坡段液柱产生的压力。前者大于后者时,液体被从上端容器推进管口流到下端容器,形成虹吸。而液体压力差是由液体向出口端落下引起,即C点重力向下导致B点负压,然后液压差配合大气压力推动液体流动。在通常情况下,虹吸现象的驱动力是大气压;但是在特殊情况下也会有其他原理成为驱动力。在实验室条件下,一些虹吸管被用于在真空环境下展示,表明液体的抗张强度有一定贡献。

最常见的虹吸现象使用水作为虹吸液,不过试验中也经常使用水银,其他物质例如有机溶液,甚至二氧化碳都可以被用于虹吸实验。

虹吸上升阶段和气压表原理相类似,气压推动液体向上进入管道中压力较低的顶端部分。由于原理相似,虹吸管内部液体所能上升的最大高度和气压表是一致的。上坡高度增加,管口向外的压力也增加;到与重力产生之容器液压平衡的时候,虹吸管的最高处会产生部分真空,进一步导致液柱坍塌,虹吸现象停止。

另外,如果虹吸管两端容器液面达到相等高度,虹吸现象也会停止。

当地下暗河的河道突然变窄时,水流速度变快,这种现象称为地下虹吸。

当虹吸管两端都在重力作用下,液体从高端向低端流动。然而,如果低处出口被密封同时加压,液体也会从低端向上流动。例如,虹吸式咖啡壶及摩卡壶是借由加热下壶的水,沸腾后生成气体,增加压力,将下壶的水推至上壶萃取咖啡。

相关

  • 先进超导托卡马克实验装置先进实验超导托卡马克实验装置(英语:Experimental Advanced Superconducting Tokamak,缩写:EAST),原名HT-7U,又被称为“人造太阳”、东方超环,是中国科学院等离子体物理研究所在中国
  • C4C4、 C04、 C.IV、C-4及C-04可能指以下内容:
  • 海法区海法区(希伯来语:מחוז חיפה‎)是以色列六个行政区(不计约旦河西岸)之一,面积864平方公里,首府海法。2011年人口926,700,其中233,000(25.1%)是阿拉伯人,642,700(69.4%)是犹太人,其
  • 长鼻獴长鼻獴是蒙的一种,现在多分布于非洲,是较没有受到人类开垦威胁的物种之一。
  • 昆图斯·凯基利乌斯·梅特卢斯·巴勒阿里库斯昆图斯·凯基利乌斯·梅特卢斯·巴勒阿里库斯(拉丁语:Quintus Caecilius Metellus Balearicus,前170年-?)是罗马共和国的政治人物与将领,并当选为前123年的罗马执政官。昆图斯·凯
  • 安德烈·齐卡提洛安德烈·罗曼诺维奇·齐卡提洛(乌克兰语:Андрі́й Рома́нович Чикати́ло,英语:Andrei Romanovich Chikatilo,1936年10月16日-1994年2月14日),俄罗斯籍连环
  • 马哈茂德·福吉马哈茂德·福吉(Mahmoud Fawzy,1992年6月20日-)是一名埃及角力运动员,主攻男子古典式75公斤级项目。他曾获得非洲角力锦标赛男子古典式75公斤级冠军。
  • 国岛直希国岛直希(日语:くにしま なおき、1994年8月1日-)是日本岐阜县出生的男性演员和模特儿。目前隶属于太田制作。2013年,国岛参加了第26届JUNON SUPER BOY选拔赛获得最高奖。2014年,他
  • 余江月桂余江月桂(英语:March Kong Fong Eu,即玛奇·江·邝·余;1922年3月29日-2017年12月21日),美国华裔政治人物。曾担任加利福尼亚州议会议员,亦担任加利福尼亚州务卿(英语:Secretary of St
  • 打闹打闹,又称战斗游戏,是在人类或动物之间存在的一种行为,通常是有两个或两个以上的同伴参与。打闹属于人类游戏的一种。但在动物领域,这种活动的目的暂不明确。枕头战是人类之间打