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給孩子最好的科學教育
給你一個智力題——如何在不用嘴的情況下,只用吸管吸到水呢? 給你一屏的思考時間。想好了再往下拉。 其實,你需要虹吸現象! 虹吸現象很多人都聽說過,如果你家有魚缸,需要換水的時候,就會用上虹吸現象。 有些人會先把管子注滿水,然后放入魚缸里啟動虹吸;有些人直接用嘴巴把水吸出來,用嘴制造真空啟動虹吸。但是我們的題目要求只能用吸管,那該怎么辦呢? 如果你能想出解決方案,那么你為你家魚缸換水的時候,就再也不用愁了。畢竟,魚缸里的水里有魚的便便和尿尿,萬一吸到嘴里還是比較惡心的。 想出來了嗎?你的答案是什么樣的呢?一起來看看解決方案吧。 關鍵概念 自虹吸(self-priming siphon) 材料和操作 其實,不用嘴,不放水就產生虹吸現象的設備叫做自虹吸設備。 自虹吸的設計有很多。今天教你一些比較簡單的版本。 需要的材料如下: 3根可以拐彎的吸管 軟管 繩子 水缸 第一種方法是這樣的,做出這樣形態的吸管就可以了—— 看效果—— 制造過程不復雜,就是這樣組裝起來,不要漏水就可以了。你可以用打火機烤一下連接處,讓塑料融合。 注意:彎管的沒入水中的轉角的高度要低于沒有沒入水中的那個,否則虹吸現象不會產生。 制作視頻—— 除了這種形式的自虹吸管,還有下面這樣子自虹吸軟管,原理類似。你也可以試一試。 原理 虹吸是一種流體力學現象,虹吸管兩端的液體存在液壓差,因此液體會越過最高點,向低端排放。 我們介紹的這個自虹吸管看起來很巧妙,但原理很簡單。 當第一個轉角沒入水中時,水就會自然地流入。 由于流入的水流具有動能,不會剛好流到水平面處就立刻停止,還會因為慣性繼續向前沖。 一旦水流沖入了第二個轉角,虹吸就會發生,和你用嘴吸的方式沒差了。這就是這款自虹吸管的基本原理了。 其實,達芬奇是設計自虹吸設備的第一人,他的自虹吸設備出現在他的科學手帳——《萊斯特手稿》(Codex Leicester)里。 萊斯特手稿中的《維特魯威人》和人體解剖 自虹吸設備的用處很多,比如制造提取核酸的微流體設備,還有污水處理設施也能用得上。 想想也是嘛,污水管道工人是不可能靠嘴吸來啟動虹吸的嘛。