小玩童科技小實驗—流體力學現象虹吸與噴泉

一輛車沒有油，一輛車有油，想把有油車的油分給沒有油車，怎麼辦呢？總不能把車掀翻，把油倒出來吧。虹吸現象就可以顯出它的作用了。這時，汽車司機通常用虹吸管從油桶中將油吸入沒有油的車。再比如，河南、山東一帶常應用虹吸管把黃河裡的水引到堤內灌溉農田；還有，在日常生活中給魚缸換水的裝置所用到的也是虹吸原理。現在我們實際玩一玩。

實驗重點：中小學生做實驗掌握虹吸現象在生活中的應用

實驗目的：

1、能夠製作出一、二種虹吸效果的實驗。

2、掌握噴泉、虹吸現象其科學原理。

實驗認知：虹吸是一種流體力學現象，可以不借助泵而抽吸液體。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。中國人很早就懂得應用虹吸原理。應用虹吸原理製造的虹吸管，在中國古代稱“注子”、“偏提”、“渴烏”或“過山龍”。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，也是應用了虹吸的物理現象。噴泉原是一種自然景觀，是承壓水的地面露頭。園林中的噴泉，一般是為了造景的需要，人工建造的具有裝飾性的噴水裝置。噴泉可以溼潤周圍空氣，減少塵埃，降低氣溫。噴泉的細小水珠同空氣分子撞擊，能產生大量的負氧離子。因此，噴泉有益於改善城市面貌和增進居民身心健康。

實驗步驟：

1.實驗準備：實驗器材：天平尺、大立柱、注射器、多用尺、細軟管、橡皮筋、透明軟管、吸管、注射器筒、軟塞、螺絲螺母、底座、針筒軟塞。

2.把穿過多用尺下端的小孔,再穿過天平尺最邊上的孔,並通過立柱頂端上的圓孔用螺母固定,用另一個螺絲穿過多用尺上的另一個小孔,再穿過天平尺上的圓孔,並用螺母固定好。另一端按同樣方法操作。圖1所示。

3.把兩個針筒軟塞分別插入兩根吸管，一根插得高一點作進水管，一根插得低一點，幾乎與軟塞平作出水管；然後用一根細軟管把一個軟塞上的出水吸管和另一個軟塞上的進水吸管連線起來，其他的一個進水管和出水管，分別用細軟管和透明軟管連線好，最後把軟塞推入針筒內。針頭口塞上軟塞密封。如圖所示。

4.把步驟2的注射器筒，用橡皮筋固定在多用尺上，用水箱裝滿水（方便觀察實驗水裡可放少許顏料）把插入沒有處理吸管的注射器筒作為入水口的裝置，把此裝置的透明軟管放入水箱內，另一個注射器筒則是出水口的裝置，另備一個空的水箱，把出水口的透明軟管放入,（注意：出水口的水箱位置一定要低與進水口的水箱位置）,最後用注射器從出水口的透明軟管向外抽出裝置內的空氣，直到水從入水口流出出水口，觀察兩個器筒內的水流現象，試想在出水口裝置中看到的“噴泉”現象，是怎樣產生的?

提示：中小學生做實驗注意事項：注射器同內吸管的插入，出水口要低，入水口要高；出水口的水箱放置一定要低於入水口的水箱位置。

知識拓展：

虹吸原理可以運用到方方面面，大到水利工程，小到家居排水，人們利用其物理特性，如不借助虹吸原理來移動流體物質移到另一處將費時費力。許多水利建設者運用虹吸原理將河、湖等內的水排出，節約了機械裝置的使用量與電能的消耗，十分有效的解決了很多問題。許多企業運用虹吸原理，製造出大量的實用新型產品，比如樓頂、屋面排水系統，大型體育、場館設施的排水系統，基本上均是按照虹吸原理設計施工。

中國古典園林崇尚自然，力求清雅素靜,富於野趣。在園林理水方面重視對天然水態的藝術再現。對於人工造成動態水的噴泉應用較少。《漢書·典職》記載：在漢上林苑中有“激上河水，銅龍吐水，銅仙人銜杯受水下注”的設施。。《賈氏談錄》記載：“唐代華清宮御湯池中“有雙白石蓮，泉眼自甕口中湧出，噴注白蓮之上”。《洛陽名園記》記述董氏西園中有水自花間湧出。有的水景儲存至今，如建於南宋淳佑年間（1241-1252）杭州黃龍洞的黃龍吐水。

實驗報告：描述一個自己見到的噴泉。