酒杯之谜

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创建于08-28
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  温州市实验小学2020级(2)班 陈慕璇

在暑假,我观看了一部关于朱元璋的影视剧。在这个影视剧中,一个细节吸引了我,那便是九龙杯的出现。

九龙杯,一个传奇酒杯,也是朱元璋的心腹酒杯。这杯子可神奇着呢!在酒杯里灌满酒水,酒水就会从一个小洞里流出来;但如果只倒半杯的话,那就什么事都不会发生。哎?为什么水倒少一点就不会漏出来,而水倒多一点就会漏出来呢?

我带着疑问,打开了电脑查阅资料,九龙杯原来是利用虹吸原理运作的。杯内竖立一个龙头,龙颈底有小孔,杯外面亦有一孔;龙颈内有复管,其外管上方与内管相通,外管对杯内开小孔,该小孔即为龙颈底之孔,内管则下连杯外之孔。如果加水不超过内外管相通之上口,则此杯与常杯相同;若水面超过了上口,则水就会注满内外管壁之间,水即会循内管完全流出。

哦,原来是这样。这么神奇的杯子,谁不想做一个呢?可我既没有玉质龙头,也没有玉做的复管,那就做一个简化版的九龙杯吧。话不多说,我便马上开始了实验。

实验材料:两个相同容量的瓶子,一次性纸杯,弯曲吸管,小锥子,铅笔,剪刀,卷尺等。

实验步骤如下:

1.在纸杯底部中间扎一个和吸管直径大小的孔。

2.吸管弯成倒U型,将吸管较长的一端从杯子内的小孔中穿出。

3.在纸杯里逐渐加满水。

4.当水位低于吸管的顶部时,杯子里的水没有任何变化,但是当水位高于吸管的顶部时,杯子里的水将会从吸管中倒流出来,流得一滴不剩。

我迫不及待的开始了第一次实验。哎?为什么我做出的九龙杯不会流水呢?吸管呈倒U型,水位线超过吸管的顶部,究竟是哪里出了问题呢?在仔细比对图纸后才发现,吸管小头的那一面必须紧贴杯底,不然就不会流出来。唉,我也太粗心了吧。

经过一番修改,开始了第二次实验。我在爸爸的帮助下小心翼翼的开始了实验。一滴,两滴,三滴!水一下子流了出来,真的一滴不剩。耶,成功了!

在这喜悦之际,我不免又产生了一个新的问题:虹吸原理是什么?是大气压的作用吗?在真空环境下也会产生吗?我赶紧查了资料,得到了一个不错的答案:事实上,虹吸作用并不完全是由大气压力所产生的,在真空里也能产生虹吸现象!使液体向上升的力是液体间分子的内聚力。在发生虹吸现象时,由于管内往外流的液体比流入管内的液体多,两边的重力不平衡,所以液体就会继续沿一个方向流动。液体流入管内,越往上压力就越低。如果液体上升的管子很高,压力会降低到使管内产生气泡(由空气或其他成分的气体构成),虹吸管的作用高度就是由气泡的生成而决定的。因为气泡会使液体断开,气泡两端的气体分子之间的作用力减至0,从而破坏了虹吸作用,所以管子一定要装满水。在正常的大气压下,虹吸管的作用比在真空时好,因为两边管口上所受到的大气压强提高了整个虹吸管内部的压力。通常认为液体内不能承受负压,即高度差不能太大,但事实上,液体分子间有内聚力,可承受一定负压,但有一定限度,并且负压下,稍一扰动,液柱就会断裂。

关于九龙杯的奥秘还有很多,有些知识在本文中还未提到,有些知识可能还未发现。剩下的秘密就等着我们去研究和发现了。

九龙杯,一个充满传奇色彩的杯子。从中,我们既可以了解历史,也可以知道:在中国,人们很早以前就已经掌握并利用虹吸原理了。

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