科学小实验：有趣的虹吸现象--水竟然往高处流

37°

吸管

水杯

液面

小孔

液体

虹吸

位置

杯中

虹吸现象

科学

儿童科学小视频，激发孩子好奇心，培养动手创造力

小朋友及大朋友们，下午好！今天的【科学大发现】时间，我们的口号是“小实验大科学”。现在，你们准备好和我一起探索神秘的科学世界了吗？让我们变身科学小侦探，开启今天的科学实验吧！

【今日任务】探索虹吸现象的科学原理。

【问题分析】将液体充满一根倒U形吸管后，水杯内的液体会持续通过吸管从位置更低的吸管口流出，由于没有施加人为外力作用，初步判断与液体及大气压强有关。我们通过一组实验来进一步探索分析。

【课程目标】培养孩子发现、分析、解决问题的能力。

实验所需材料：
塑料水杯10个、折叠塑料吸管3根

食用色素3支（可用红蓝黑墨代替）、502胶水、剪刀1把

实验操作步骤：

1.用剪刀分别在3个塑料杯中间部位戳个小孔。

2.将吸管较短的一端插入小孔，使吸管口贴近塑料杯底。

3.往小孔与塑料吸管相接的部位，滴1到2滴502胶水，风干2分钟，确保密封。

4.将水杯依次叠加成一个梯形，并将带有吸管的水杯放在每堆水杯最高位置，同时将吸管的下出水口放置于前一个水杯中用于接水。

5.分别往带有吸管的水杯各滴入1滴食用色素，并往该水杯倒入少量清水，确保液面低于小孔位置。

6.往最高处的水杯中倒入清水，确保液面高于小孔位置，然后观察各个水杯中的水的流动情况。

现象及原理分析：

通过上面的实验我们发现，当水杯液面持续升高但不超过小孔位置时，杯中吸管内的液面始终与杯中液面保持平齐。当水杯液面高于小孔位置后，水开始从吸管的最高处往另一端流出，并且当水杯中的液面低于小孔位置后，吸管中的水依然持续往另一端流出，直到杯中吸管底端与液面平齐才停止。最终，3个杯中的水汇集到最下端的杯子。

虹吸（syphonage）是利用液面高度差的作用力现象，将液体充满一根倒U形的管状结构内后，将开口高的一端置于装满液体的容器中，容器内的液体会持续通过虹吸管向更低的位置流出。

虹吸本质是水分子链的重量在起作用，只要水分子连接在一起，那水就会向水分子链长的一侧（即质量大的一侧）移动，这就是虹吸的原理，就好比一根项链搭在杯沿，当外面一端更重时，会把里边一端一直拉出到杯子外面去一样

虹吸的实质是因为液体压强和大气压强而产生。因为h1<h2,，所以根据帕斯卡定律p=ρgh，装置中左管中的液体压强小于右管的液体压强，另外，在B点跟C点分别有大气压的作用，大气压表现为上低下高，但在此处B点与C间高度相对地球的大气压计算高度来说，可以忽略两者间的大气压强差值。所以，p1-ρgh1>p2-ρgh2，那么在A左端的压强就大于A右端的的压强，在大气压和液体压强的共同作用下，水朝一个方向移动。

实验注意事项：

谨防502胶水粘住皮肤、剪刀戳伤手指。

互动及思维创新：

你能举例生活中的虹吸现象吗？

比如汽车油箱里的油，怎么把油取出来呢？那就需要一根管子，利用虹吸原理，就可以把油取出来了！