虹吸管的原理是什么

你見過別人換魚缸的水嗎？如果用倒的，魚會不會不小心一起倒掉了呢？有經驗的人是怎麼做的呢？我們可以利用虹吸管原理。  
 
   如右圖，可以把膠管的一端插入水中，另一端垂在魚缸之外，並且，其出水口要低於水面。我們先用口在出水口吸啜，把水充滿膠管，當膠管充滿水之後，就不必再用嘴吸，而能把整缸水自動吸出。這就是虹吸管現象。  
 
   為什麼當膠管充滿水之後，我們不再用嘴吸桶中的水，水還能自動流出呢？主要原因是重力與水分子之間的吸引力。當膠管充滿水，並且B點低於A點時，因為重力的關係，水會開始由B點流出；同時，因為水分子之間的吸引力，CB段流出的水，會帶動CA段膠管的水流向B點，因而桶中的水便源源不絕地流出，直至液面A點與B點平行為止。  
 
   你知道自己家裡哪裡有用到虹吸管嗎？看看家中洗手盆下面的去水管，必有一段彎成U形的部分；街外的污水管的下端也有這樣的彎管。這段彎管有什麼功用呢？凡去水管最終都通到大污水管去。污水管必有臭氣。怎樣阻止污水管的臭氣進入屋內呢？  
 
   去水管的彎曲部分，是使每次去水都能保留一些水在U形管部分，這部分叫做「水封」(water  seal)。「水封」的功用就是阻止臭氣進入屋內。如下圖所示。  
 
由於在「水封」的下游，有一條很重要的分支管，這段支管一直通到天台與大氣連通，管內沒有水。有了這支管，去水管的虹吸作用就不會發生，「水封」就不致被破壞。因此這分支管叫做「抗虹吸管」(anti-siphon  tube)。你曾留意過屋外的去水管怎樣連接的嗎？

液体的表面张力，外加大气压。

虹吸原理
虹吸原理：就是连通器的原理，加在密闭容器里液体上的压强，处处都相等。而虹吸管里灌满水，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。  
虹吸原理的发现和应用  
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。唧筒是战争中一种守城必备的灭火器。宋代苏轼《东坡志林》卷四中，记载了四川盐井中用唧筒把盐水吸到地面。其书载：以竹为筒，“无底而窍其上，悬熟皮数寸，出入水中，气自呼吸而启闭之，一筒致水数斗。“明代的《种树书》中也讲到用唧筒激水来浇灌树苗的方法，对于虹吸原理，中国古代也有论述。南北朝时期成书的《关尹子·九药篇》说：“瓶存二窍，以水实之，倒泻；闭一则水不下，盖（气）不升则（水）不降。井虽千仞，汲之水上；盖（气）不降则（水）不升。”有两个小孔的瓶子能倒出水，如果闭住一个小孔，另一个小孔外面的空气压力会比瓶里水的压力大，水就流不出来。唐代王冰《素问》注中，有关大气压力的物理现象记述得较清楚，王冰曰：“虚管溉满，捻上悬之，水固不汇，为无升气而不能降也；空瓶小口，顿溉不入，为气不出而不能入也。”指出一个小口的空瓶灌不进水是因为瓶里气体出不来。宋代俞琰在《席上腐谈》中补充了前人的发现，说；“予幼时有道人见教，则剧烧片纸纳空瓶，急覆于银盆水中，水皆涌入瓶而银瓶铿然有声，盖火气使之然也；又依法放于壮夫腹上，挈之不坠。”在空瓶里烧纸，由于火把瓶里的一部分空气赶出瓶外，火熄灭后瓶里就形成负压，造成一定的真空，瓶外的空气压力就把瓶紧紧地压在人腹上。如果把瓶放在水里，水就立即涌入瓶里。明代庄元臣在《叔苴子·内篇》中也指出把葫芦勺倒压入水中，水并没有进入葫芦里，这是因为葫芦里有空气。

原理  利用液体重力和大气压力使液体越过一较高障碍达到较低目的地的最简单的装置。先将充满液体的虹吸管的短壁置于贮槽中，然后开启长臂出口处的阀3，液体即因重力作用由管中流出，在管上端造成负压，同时贮槽中的液体因大气压力的作用流入短臂。这样，液体将不断自动流动，直至贮槽中液而降至虹吸管的入口处为止。使液体充满虹吸管的方法，以人工为主，也可利用真空泵。先将阀3和5关闭，使液体由阀4吸升，直至充满两臂为止。

当虹吸管装满液体时,两端都受大气压及管内液体的压强作用,由于高度差不大,两端都受大气压相等,但管内液体的压强就不相等到了,低端液体柱度大,管内液体的压强就大了,因此管两端的总压强分别为:
P高=P0-ρgh1,P低=P0-ρgh2,P高>P低,管内液体受到压力差为
F=(P高-P低)*S,方向由高端指向低端,所以管内液体由高端流向低端,当P高>0时,大气压会把液体不断压向管内,所会形成连续液体流.

利用液体重力和大气压力使液体越过一较高障碍达到较低目的地的最简单的装置。先将充满液体的虹吸管的短壁置于贮槽中，然后开启长臂出口处的阀3，液体即因重力作用由管中流出，在管上端造成负压，同时贮槽中的液体因大气压力的作用流入短臂。这样，液体将不断自动流动，直至贮槽中液而降至虹吸管的入口处为止。使液体充满虹吸管的方法，以人工为主，也可利用真空泵。先将阀3和5关闭，使液体由阀4吸升，直至充满两臂为止。当液体上升至观察罩后，关闭阀4，开启阀3，虹吸管就发生作用，使液体泻流而出。如果要停止输送，开启阀5，使虹吸管与大气相通，就不再有虹吸作用。

你見過別人換魚缸的水嗎？如果用倒的，魚會不會不小心一起倒掉了呢？有經驗的人是怎麼做的呢？我們可以利用虹吸管原理。  
如右圖，可以把膠管的一端插入水中，另一端垂在魚缸之外，並且，其出水口要低於水面。我們先用口在出水口吸啜，把水充滿膠管，當膠管充滿水之後，就不必再用嘴吸，而能把整缸水自動吸出。這就是虹吸管現象。  
為什麼當膠管充滿水之後，我們不再用嘴吸桶中的水，水還能自動流出呢？主要原因是重力與水分子之間的吸引力。當膠管充滿水，並且B點低於A點時，因為重力的關係，水會開始由B點流出；同時，因為水分子之間的吸引力，CB段流出的水，會帶動CA段膠管的水流向B點，因而桶中的水便源源不絕地流出，直至液面A點與B點平行為止。  
你知道自己家裡哪裡有用到虹吸管嗎？看看家中洗手盆下面的去水管，必有一段彎成U形的部分；街外的污水管的下端也有這樣的彎管。這段彎管有什麼功用呢？凡去水管最終都通到大污水管去。污水管必有臭氣。怎樣阻止污水管的臭氣進入屋內呢？  
去水管的彎曲部分，是使每次去水都能保留一些水在U形管部分，這部分叫做「水封」(water  seal)。「水封」的功用就是阻止臭氣進入屋內。如下圖所示。  
由於在「水封」的下游，有一條很重要的分支管，這段支管一直通到天台與大氣連通，管內沒有水。有了這支管，去水管的虹吸作用就不會發生，「水封」就不致被破壞。因此這分支管叫做「抗虹吸管」(anti-siphon  tube)。你曾留意過屋外的去水管怎樣連接的嗎？