物理在我们生活中确实蛮有用的,比如虹吸原理就被广泛运用于我们的生活之中。我们家用的抽水马桶用的就是虹吸原理,当然还有家用的灭火瓶。但是虹吸这种原理是怎么运用进去的?那就让我们一起来看看吧,还有哪些我们不知道的地方运用了这种原理。

1、虹吸原理的概念

虹吸原理:虹吸现象是液态分子间引力与位差能造成的。即利用水柱压力差,使水上升再流到低处。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等高度,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。

首先要有连通器的知识。要知道连通器内,在同种液体且组分均匀的情况下,相同水平位置的压强相等。所以我们可以取一个特殊位置,也就是左侧液面高度为观测的对象,若右侧管内液面低于这个左侧液面,那么就有个压强差,迫使管内液体流向右侧,左侧又在源源不断提供液体,最终便会整体转移到右侧,这就是虹吸原理产生的现象。而如果组分不同,左侧水缸内和管子内的液体成分不同,密度不一致,我们可以列出密度关于位置的方程,通过求解微分方程的方法求解。

2、虹吸原理的应用

灭火瓶中的虹吸原理:利用液面高度差的作用力的现象,其实就是有压强差,灭火瓶中无论是发生化学反应产生大量气体还是本身已经加压气体,与外界都存在压差,原理相同。

管道内高位点液体在地球引力作用下流至低位处,从而在管内形成负压,这样管外高位处液体受力不平衡,就在大气压作用下呈现单向顺管向低位流动。 虹吸本质上是利用引力势能差。

3、虹吸原理的排水系统

在国内虹吸排水系统已经被广泛的运用,由于虹吸排水系统能快速把屋面雨水排放,安装简便,适应现代建筑造型等优点,在国内的工程中有国家体育场(鸟巢),首都机场T3航站,中央电视台新址。

还有上海科技馆,广州白云机场航站楼等大面积屋面排水已经采用虹吸排水系统,在未来,将有更多的建筑物采用虹吸排水系统 更简单的说,虹吸雨水排水系统的技术原理是利用建筑物的高度所形成的水头,依靠特殊的雨水斗设计,实现气水分离,从而使雨水管最终达到满流状态。

当管中的水量是压力流状态时,虹吸作用就产生了,在整个降水过程中,由于连续不断的虹吸作用,整个系统得以令人惊奇的速度排除雨水,快速使屋面的雨水排走到地面。

虹吸排水系统打破了常规的重力排水系统,虹吸排水系统是利用屋顶专用雨水漏斗实现气水分离。开始时由于重力作用,使雨水管道内产生真空,当管中的水呈压力流状态时,形成虹吸现象,不断进行排水,最终雨水管内达到满流状态。