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科学实验 | 自制一个“九龙杯”

前言

在我国古代有一种很特别的酒器,叫做九龙杯,这种杯子很神奇,其中也藏着一个很有用的科学原理。

今天,我们就来动手做一只简易的九龙杯,并了解一下虹吸的科学原理。

实验报告

实验材料
  • 一只塑料杯
  • 一根吸管
  • 一把美工刀
  • 一支热熔胶枪
  • 一段透明胶带

实验材料

实验过程
  1. 用刀在塑料杯的底部中心划十字并展开
  2. 将吸管弯曲为平行,用透明胶带粘合
  3. 将吸管穿过杯底十字,开口处和杯底留一个缝隙
  4. 用热熔胶枪封住杯底十字周围,保证不漏水

杯底切口要小心,请爸妈代劳

我们来看一下 Vicky 制作九龙杯的过程:

制作一只简易九龙杯

实验结果

几分钟时间,一个简易版的九龙杯就做好了。

现在,我们来看一下九龙杯的神奇之处。

取一瓶水,慢慢的倒入九龙杯中。

一开始,水不会从下方的吸管流出。

随着水位的升高,当杯中的水到达吸管的最高点时,吸管下方的水就会源源不断的流出来。

最后整杯水几乎都流光了,只剩下杯底浅浅的一层。

我们来看一段演示的视频:

九龙杯的虹吸现象

科学原理

隐藏在九龙杯背后的科学原理是虹吸 siphon现象,杯中的吸管我们就称之为“虹吸管”:

九龙杯的内部构造

虹吸管两端液体的重量差距造成液体压力差距,液体压力差能够推动液体越过最高点,向低端排放。

Wikipedia

所以虹吸产生的原因主要在于液体的压力差,在现实生活中,也有一些应用了虹吸原理的生活场景:

利用虹吸放掉鱼缸里的水

利用虹吸抽出车里的汽油

第二个例子是很危险的,可能会吸入或喝进汽油而中毒,也有可能引发火灾,千万不要这么做。

一种替代的办法是把一根管子分为两段,采用吹气的方式使另一根管子产生虹吸:

一种替代的方案

虽然这种方式不会发生汽油中毒,但依然要注意防止失火的发生。

九龙杯在我国古代还有一个称呼,叫做“戒贪杯”,为什么?

因为如果你只是倒了一部分酒,酒是不会流走的,可以喝到美酒。

但一个人如果很贪心,想喝更多的酒,倒满了,反而酒会全部流光,所谓“知足者水存,贪心者水尽”。

这个朴素的道理我们至今也要牢记,做人不能贪心、骄傲 ——

谦受益,满招损