水往高处流?

郭亮

实验器材

塑料瓶、玻璃杯、长橡皮（塑料）管、弯折吸管、剪刀、强力夹、透明胶（防水布）、食用色素、水

实验步骤

1将塑料瓶从中上部剪开，保留底部一半以上，用剪刀在塑料瓶下方或侧方开洞，保证能让吸管穿入即可。

2将吸管长端从瓶中的孔洞穿出去，吸管弯折的短边留在瓶中，形成一个V字形，然后用防水胶布将孔洞边缘粘牢固，做到防水水平。

3在水中添加一定量的色素，保证液面接近但是不超过吸管的最高点，即弯折处。这时不会有液体流出来，这是因为有一部分液体被封住，导致吸管中的液体无法连通。

知识链接

“小小”的虹吸现象是怎样影响市政排水的？

虹吸原理在建筑排水，市政排水，水利工程等各方面均有应用。20世纪60年代，瑞典的几位科学家把虹吸的原理应用到现代建筑上去，最初解决了建筑屋面的雨水排水系统，当时在研究的初期，采用的是一种满管压力流的系统，从而在管道式屋面雨水排放系统方面取得了重大突破。虹吸排水系统与传统的雨水系统相比，管径小，排出量大，立管少，对建筑立面和空间的影响小。

实验步骤

4再加少量液体，使液面超过最高的弯折处，观察出水口的变化和最终状态的变化。

5接下来将塑料瓶放置在桌子等相对高些的位置，在塑料中放置长橡皮（塑料）管，由于管子較长可能有一定重量，可以悬挂在某一个位置，保证管子能够延伸到嘴边位置。

6下面需要你坐在比桌子矮的椅子上，用嘴吸一下长管喝到瓶中水，之后无需再用力吮吸，水就会自动流入口中，不想继续享用时，可用强力夹封住出口端，待想喝时，打开夹子即可。

实验原理

本实验利用了物理中的虹吸现象，虹吸现象是液态分子间引力与位差形成的。即应用水柱压力差，使得高压一端的液体能够越过某个高点再向低压端持续排出。直到两边的大气压力相等，容器内的水面变成相等高度，水就会终止活动。看起来好像有一种水往高处走的错觉。

知识拓展：马桶中的虹吸原理

家里常用的抽水马桶，大部分都采用了虹吸的原理。虹吸式马桶的原理是根据虹吸现象，借助冲洗水在马桶中的排污管道内充满水后构成的，当冲马桶的时候，水箱中的水会流入马桶，使马桶中液面的最高点超过后方S形管道的最高点，即让后方管道中完全充满水，这时由于马桶和排水管处具有液面高度差，所以水会向着排水管尾部排出。而当马桶水面降低到低于S形管道最高处一定距离的时候，虹吸的水量不足，停止排水，马桶中会预留一部分水用来液封管道，避免味道返流。

（责任编辑/陈天昊 美术编辑/胡美岩）

家用虹吸马桶结构图