虹吸現象 - 華人百科

虹吸(siphon)是一種流體力學現象，可以不借助泵而抽吸液體。

處于較高位置的液體充滿一根倒U形的管狀結構（稱為虹吸管）之後，開口于更低的位置。

這種結構下，管子兩 ... 虹吸現象虹吸(siphon)是一種流體力學現象，可以不借助泵而抽吸液體。

處于較高位置的液體充滿一根倒U形的管狀結構（稱為虹吸管）之後，開口于更低的位置。

這種結構下，管子兩端的液體壓強差能夠推動液體越過最高點，向另一端排放，主要是由萬有引力讓虹吸管作用。

2010年5月澳洲昆士蘭科技大學休斯博士（Dr Stephen Hughes）說：“是由重力讓虹吸管內的液體由上端往下端流動，借由較長且朝下的那一端，將較短上端那一邊的水往上引出再流到下端。

” 中文名稱虹吸外文名稱syphonage所屬學科物理學套用領域市政排水，金融基本簡介虹吸現象該現象是由于液態分子間引力與位能差所造成的，早再公元前1世紀，就有人發現了這一奇特現象。

基本原理​虹吸現象虹吸現象是液態分子間引力與位能差所造成的，即利用水柱壓力差，使水上升後再流到低處。

由于管口處承受不同的壓力，水會由壓力大的一邊流向壓力小的一邊，直到管口處壓力相等，容器內的水面變成相同的高度，水就會停止流動。

利用虹吸現象很快就可將容器內的水抽出。

當然，重力在虹吸過程中也扮演了重要的角色。

歷史記載虹吸管是人類的一種古老發明，早在公元前1世紀，就有人造出了一種奇特的虹吸管。

中國人很早就懂得套用虹吸原理。

套用虹吸原理製造的虹吸管，在中國古代稱“註子”、“偏提”、“渴烏”或“過山龍”。

虹吸現象東漢末年出現了灌溉用的渴烏。

西南地區的少數民族用一根去節彎曲的長竹管飲酒，也是套用了虹吸的物理現象。

宋朝曾公亮《武經總要》中，有用竹筒製作虹吸管把峻嶺阻隔的泉水引下山的記載。

中國古代還套用虹吸原理製作了唧筒。

唧筒是戰爭中一種守城必備的滅火器。

宋代蘇軾《東坡志林》卷四中，記載了四川鹽井中用唧筒把鹽水吸到地面。

其書載：以竹為筒，“無底而竅其上，懸熟皮數寸，出入水中，氣自呼吸而啓閉之，一筒致水數鬥。

“明代的《種樹書》中也講到用唧筒激水來澆灌樹苗的方法，對于虹吸原理，中國古代也有論述。

南北朝時期成書的《關尹子·九葯篇》說：“瓶存二竅，以水實之，倒瀉；閉一則水不下，蓋（氣）不升則（水）不降。

井雖千仞，汲之水上；蓋（氣）不降則（水）不升。

”有兩個小孔的瓶子能倒出水，如果閉住一個小孔，另一個小孔外面的空氣壓力會比瓶裏水的壓力大，水就流不出來。

唐代王冰《素問》註中，有關大氣壓力的物理現象記述得較清楚，王冰曰：“虛管溉滿，捻上懸之，水固不匯，為無升氣而不能降也；空瓶小口，頓溉不入，為氣不出而不能入也。

”指出一個小口的空瓶灌不進水是因為瓶裏氣體出不來。

宋代俞琰在《席上腐談》中補充了前人的發現，說；“予幼時有道人見教，則劇燒片紙納空瓶，急覆于銀盆水中，水皆涌入瓶而銀瓶鏗然有聲，蓋火氣使之然也；又依法放于壯夫腹上，挈之不墜。

”在空瓶裏燒紙，由于火把瓶裏的一部分空氣趕出瓶外，火熄滅後瓶裏就形成負壓，造成一定的真空，瓶外的空氣壓力就把瓶緊緊地壓在人腹上。

如果把瓶放在水裏，水就立即涌入瓶裏。

明代庄元臣在《叔苴子·內篇》中也指出把葫蘆勺倒壓入水中，水並沒有進入葫蘆裏，這是因為葫蘆裏有空氣。

主要作用事實上，虹吸作用並不完全是由大氣壓力所產生的，在真空裏也能產生虹吸現象。

使液體向上升的力是液體間分子的內聚力。

在發生虹吸現象時，由于管內往外流的液體比流入管內的液體多，兩邊的重力不平衡，所以液體就會繼續沿一個方向流動。

液體流入管內，越往上壓力就越低。

如果液體上升的管子很高，壓力會降低到使管內產生氣泡（由空氣或其他成分的氣體構成），虹吸管的作用高度就是由氣泡的生成而決定的。

因為氣泡會使液體斷開，氣泡兩端的氣體分子之間的作用力減至0，從而破壞了虹吸作用，所以管子一定要裝滿水。

在正常的大氣壓下，虹吸管的作用比在真空時好，因為兩邊管口上所受到的大氣壓強提高了整個虹吸管內部的壓力。

套用實例1.抽取液體時用虹吸管，當源液面高于待裝容器液面時，開始僅需人工擠壓吸氣虹吸現象，至液體充滿管體後再無需外力液體即可在虹吸作用下自動流向待待裝容器。

2.虹吸馬桶，相比較早使用的直沖式馬桶，其能達到節水且沖排更幹凈的效果。

工程套用上個世紀60年代，瑞典的幾位科學家把虹吸的原理套用到現代建築上去，最初解決了建築屋面的雨水排水系統，當時在研究的初期，採用的是一種滿管壓力流的系統，從而在通路式屋面雨水排放系統方面取得了重大突破。

虹吸原理在建築排水，市政排水，水利工程等各方面均有套用。

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