从马桶的冲水设计中 我学会了如何躺着轻松喝饮料
2021-01-21 22:24:35  出处:狂丸科学  作者:狂丸 编辑:陈驰     评论(0)点击可以复制本篇文章的标题和链接

来无影去无踪的偷油贼在新闻中不时出现,他们经常开车疾驰而来,轻车熟路地把路边卡车的油箱盖子打开,之后插入管子往油箱里面一插,开始偷油——不需要借助什么泵的外力作用,油就自己泵出来了。

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这种偷油,就是利用虹吸现象的经典操作。

什么是虹吸?简单理解,就是液体通过重力产生压力差,产生的一端高压使液体能够越过某个高点,最后持续排出。

在下面这张图里,B端到C端的水会由重力作用而排出。排出时,会使B端产生一个负压,于是在A端气压的作用下,水会源源不断压进B端,然后不断从C端排出,直到压力平衡。

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虹吸现象可不仅仅能偷油,它在人们的生活中发挥着重要的作用,例如在咱们的洗衣机和马桶上,都有应用。

国外科普博主Steve Mould演示了滚筒洗衣机里的虹吸现象,它被应用在加洗衣液的托盘上:

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整个结构很简单,由一个有水位孔的容器槽和一个盖子所组成。

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如果单纯往容器槽里面倒入液体,在漫过排出孔的高度时,液体高度便不会再增加了。

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而当盖上盖子之后,奇妙的事情就发生了:在没有外力干扰的情况下,所有的液体被全部从排出孔吸走了。

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为了更直观的看到这个排除孔里面发生了啥,Steve Mould特地制作了一个透明的板子来展示这个原理。

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在往这个板子里面加水的时候,可以看到水位在不断上升,最后漫过了排出孔,不过,这时候并没有发生虹吸现象。

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直到这两股水流聚合并彻底将空气挤出,这时候,水由于重力作用从排出孔排出,于是虹吸就发生了。排出孔两端的水位则不断下降,因为两侧的水因为气压作用,被不断压进排出孔,直到重新有空气进入排出孔,才使得压力重新得到平衡。

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此外,马桶里也有利用虹吸现象的设计,是用在马桶冲水上的。

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在拆开后的马桶结构中,右侧的细长的管子接通冲水的孔道,左侧的宽大部分连接的是蓄水箱。

通常情况下,蓄水箱的水位只能漫过这里。

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而一旦水位漫过了顶部,之后通过重力往冲水孔排出后,那么,就会发生虹吸现象,将蓄水箱里的水排出。

那么问题来了,如果蓄水箱的水位低于虹吸发生所需的水位,又该如何才能发生虹吸呢?

这时候,就不得不感慨一下设计的巧妙了。

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在这个设计中,有一个开关启动的提拉器,会将一部分水提出,使其漫过虹吸所需的水位。

而这个提拉,是通过一个塑料薄片实现的,同时也提到一个单向阀的作用,让底下的水可以上来,上面的水下不去。

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基于这个设计,在虹吸的作用下,冲水的时候,就能将蓄水箱里的水完全冲出。

而除了马桶和洗衣机,我们在生活中还可以利用虹吸原理来给鱼缸换水:

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亦或者是,躺着喝饮料——现在你应该知道了,当你这么玩的时候,运用的原理,其实和马桶是完全一致的。

从马桶的冲水设计中 我学会了如何躺着轻松喝饮料

 

- THE END -

#马桶#饮料

原文链接:狂丸科学 责任编辑:陈驰

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