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壓縮空氣使水向上流動的原理是什麽?

城市的供水系統需要建壹個高高的水塔,比供水系統中的所有建築都要高。否則,住在水塔上面樓層的人就不需要水了。這是因為水只比它流得低。“水往低處流”是最常識,但不是絕對真理。有沒有註意到餐廳賣啤酒的場景?我看到啤酒桶裏伸出壹根管子,管子上裝有水龍頭。只要水龍頭壹開,啤酒就流出來了。說也奇怪,啤酒桶低龍頭高。啤酒為什麽會流的很高?

所以這是壓縮空氣玩的把戲。把空氣壓入容器,它就變成了壓縮空氣。我們給自行車輪胎和籃球打氣,然後輪胎和籃球就充滿了壓縮空氣。如果泵的出氣口堵住了,妳就得把泵的活塞往裏推,這就很難了。我們會感覺到壹股向外的力量。活塞向內推得越遠,向外推的力就越大。只要壹松手,活塞就會自動推出。當活塞還沒有推入時,氣泵裏有空氣,它的壓力等於外界大氣的壓力,處於平衡狀態。當活塞向內推動時,氣缸內的空氣被壓縮,氣缸內的氣體壓力增加;這樣,妳壹松手,活塞就會被缸內的空氣推回去,直到缸內外壓力相等。這告訴我們,當空氣被壓縮時,壓力增加,而當其體積膨脹時,壓力減小。

啤酒廠灌裝啤酒時,將壓縮空氣泵入裝滿啤酒的鋼桶,就像給汽車輪胎打氣壹樣;啤酒桶裏的壓縮空氣用巨大的壓力把啤酒壓在下面。難怪水龍頭壹開,啤酒就從下往上流。

我們可以自己做壹個簡單的實驗。拿壹個空酒瓶,用橡皮塞塞住。壹根細玻璃管緊緊地插在橡皮塞的中央。玻璃管壹端有細尖口,另壹端通過橡膠管與註射器連接。用註射器把瓶子裏的空氣盡可能地抽出來,然後用手捏住橡膠管的管口,把瓶子倒過來,讓橡膠管的壹端伸入有色的水中。妳會看到,壹旦我們放開握著橡膠管管口的手,彩色的水立刻穿過橡膠管,沿著玻璃管,從下往上,從玻璃管的細尖噴出,就像壹個彩色的噴泉。彩色噴泉的形成並不令人費解。原來我們把瓶子裏的空氣抽出來之後,瓶子裏的空氣少了,壓力降低了。抽走的空氣越多,瓶內壓力越小,有色水上方有大氣壓力,大於瓶內壓力,所以有色水從低壓流向高壓。

似乎只要高處的壓力比低處低,水就能從低處流到高處。墨水被吸進筆裏,壓力也在起作用。

知識點壓力單位“帕斯卡”

我們知道,壓力的國際標準單位是帕斯卡,縮寫為Pa。那麽為什麽壓強的標準單位命名為帕斯卡呢?帕斯卡這個單位是什麽意思?

原來,帕斯卡是法國著名的數學家、物理學家、哲學家和散文家。他在人類歷史上第壹次用帕斯卡的球實驗證明了液體可以向各個方向傳遞它所受到的壓力,而且它所受到的各個方向的壓力是相等的。這就是著名的帕斯卡定律。所有水力機械都是根據這條定律設計的。為了紀念這位科學家的偉大發現,人們把壓力的單位命名為“帕斯卡”。國際上把1牛頓力在1平方米上產生的壓力定義為1帕斯卡。

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