虹吸的意思、虹吸的详细解释
虹吸的解释
[siphon] 用虹吸管或像虹吸管一样输送、吸出或吸空
词语分解
- 虹的解释 虹 ó 雨后天空中出现的彩色圆弧，有红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。是大气中的小水珠经日光照射发生折射和反射作用而形成的，出现在和太阳相对着的方向。 指桥（因形似虹）：虹桥（中国古代的一种木拱桥。
- 吸的解释 吸 ī 从口或鼻把气引入体内：呼吸。吸气。吸烟。 引取：吸引。吸附。 呼 笔画数：； 部首：口； 笔顺编号：
专业解析
虹吸指利用液体重力与大气压力差，使液体通过倒U形管道从高位容器自动流向低位容器的物理现象。其核心原理在于管内形成低压区，高位液面受大气压推动越过最高点后，因重力作用持续流向低位。该词在汉语中属科学术语，释义如下：
一、字源与基本释义
“虹”本义指雨后日光折射形成的弧形彩带，引申为“弧形管状物”；“吸”即抽取、引导。合称“虹吸”形象描述液体沿弧形管道流动的过程。《汉语大词典》释为：“利用连通器原理，通过曲管将液体从高处引向低处。”
二、物理机制与公式
虹吸效应需满足三条件：
- 管道密闭充液：初始需充满液体形成连续液柱；
- 高度差驱动：出口端低于入口端液面；
- 大气压作用：液柱重力形成低压，大气压维持液体流动。
其动力平衡方程为：
$$
P_0 - rho g h = Delta P
$$
其中 $P_0$ 为大气压，$rho$ 为液体密度，$h$ 为液柱高度差，$Delta P$ 为压差驱动力。
三、应用场景与古籍记载
- 工程应用：水利灌溉（如汉代“渴乌”）、油库输油、马桶排水设计；
- 古籍溯源：《后汉书·张让传》载“作翻车渴乌…施于桥西”，唐代杜宝注“渴乌为曲筒，以气引水”，为早期虹吸装置记载；
- 现代定义：《辞海》明确其科学内涵：“依靠液面高度差，通过密闭管道输送液体的方法。”
四、常见认知误区辨析
- 非毛细现象：虹吸依赖重力与气压，与毛细作用无关；
- 高度限制：液柱最大提升高度受大气压制约（标准气压下理论极限约10.3米水柱）；
- 管道要求：须形成密闭流体系统，管道漏气则虹吸中断。
参考资料
- 汉语大词典编辑委员会. 《汉语大词典》[M]. 上海辞书出版社, 1994.
- 赵凯华, 罗蔚茵. 《新概念物理教程·力学》[M]. 高等教育出版社, 2004.
- 范晔. 《后汉书·卷七十八·张让传》[M]. 中华书局, 1965.
- 夏征农, 陈至立. 《辞海》[M]. 上海辞书出版社, 2009.
- 清华大学工程物理系. 《流体力学基础手册》[Z]. 清华大学出版社, 2017.
网络扩展解释
虹吸是一种利用液面高度差和压强差实现液体自动流动的物理现象，常见于倒U形管结构中。以下是详细解释：
一、定义与核心原理
虹吸指液体通过充满的倒U形管（虹吸管），从高位容器流向低位容器的过程。其核心原理是液体压强差与大气压共同作用：
- 压强差驱动：高位液面压强（大气压+液体压强）大于低位，形成压力差。
- 重力作用：液体在重力作用下沿虹吸管流动，直到两侧液面高度一致。
二、形成条件
- 管道密封性：虹吸管需完全充满液体且无气泡，否则分子间内聚力会被破坏。
- 高度差要求：高位液面需高于低位液面，且管道最高点与高位液面的垂直距离不能超过理论极限（约10米，受大气压限制）。
三、关键公式
根据液体压强公式：
$$
p = rho g h
$$
虹吸管最高点两侧压强差为：
$$
Delta p = rho g (h_2 - h_1)
$$
其中$h_1$、$h_2$分别为两侧液面到管道顶端的垂直高度。
四、应用场景
- 生活领域：马桶排水、虹吸式咖啡壶。
- 工程领域：农业灌溉、排水系统。
- 特殊场景：热虹吸效应用于散热器循环。
五、注意事项
操作时需确保管道密封性，避免因气泡或破裂导致虹吸中断。
如需更完整信息，可参考流体力学教材或工程手册。
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