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力學 標題:連通管原理還是虹吸現象
1:(國小)張貼:2008-07-10 09:58:02:

    我的課本說:「戶外的水族箱在下雨時可以利用連通管的原理讓水箱中的水位保持不變,水族箱的水不會滿出來,方法如下圖:」
我的考卷也出現一樣的圖,題目問我們:「下圖是利用什麼原理來保持水位?」我回答:「虹吸現象。」老師說:「答案只有連通管原理,沒有虹吸現象。」
    請問所謂的連通管原理,連通管相連的部份可以高過水面嗎?
    在下圖的情況下,兩邊水面要達到一致,水的流動才會停止,這難道不是虹吸現象嗎?


2:question榮譽點數3點(國小)張貼:2008-07-10 10:49:01: [回應上一篇]

 「虹吸現象」就是利用虹吸管兩端作用於水平面大氣壓力差來運送流體,可以把虹吸管當作是兩端水槽的平壓管,當兩邊水位等高時(兩水槽無位能差),其作用於水面之大氣壓力相等,無壓差,虹吸現象停止。

「連通管原理」,其中「連通管」指的是幾個液體容器的底部都相通的裝置。而連通管原理指的是,若任一容器內注入液體,則當液體靜止時,各容器的液面必在同一水平面。

 兩種原理所造成的液體流動(虹吸管)與液面平衡(連通管)確實也是來自於液體的壓力差,所以在有引力的情況下都可以使用,即使是真空狀況也是一樣,所以在無大氣壓力的地方(例如月球),兩種原理依舊成立,也可以觀察到。

虹吸現象 vs 連通管原理

原理---壓力差 vs 壓力差

形狀---雙開口 vs 多(雙)開口

開口位置---水平面之下 vs 水平面之上

 

 



[ 這篇文章被編輯過: question 在 2008-07-10 11:07:16 ]

3:黃福坤(研究所)張貼:2009-06-12 22:55:20: [回應第1篇]
Quote:
在 2008-07-10 09:58:02, Anonymous 寫了:

    我的課本說:「戶外的水族箱在下雨時可以利用連通管的原理讓水箱中的水位保持不變,水族箱的水不會滿出來,方法如下圖:」 我的考卷也出現一樣的圖,題目問我們:「下圖是利用什麼原理來保持水位?」我回答:「虹吸現象。」老師說:「答案只有連通管原理,沒有虹吸現象。」   



其實學習科學最主要的就是學習如何用科學的方法去思考 去論理
很高興看到這位同學很認真的思考
反而失職的卻是該位老師
只回答說 答案為何? 若只是這樣 轉述書商提供的答案 何需這位老師?
老師的功能是要能以自己的專業 引導學生的思考
當然老師不見得所有知識都了解 但是可以引導學生去查閱資料或進行討論
而不該是以上的回覆!

4:aslp榮譽點數1點(國小)張貼:2009-10-17 13:35:27: [回應第1篇] ,本留言獲[]給賞金共 1 點

請問下圖兩邊水位一樣高的原理是虹吸現象還是連通管原理?

 

如果我把管子加長一點點這樣子沒有影響到原來題目吧?

問題1:請問管子水位=水族箱水位的液面高度,這是虹吸現象還是連通管原理?

問題2:當下雨造成水族箱水位上升,此時,水館內水位跟著上升,這是虹吸現象還是連通管原理?

問題3:當水位超過水管出口高度而滿出來,這是什麼原理造成?

 

另外

請發問者回來的時候回答下面兩個問題

    請問所謂的連通管原理,連通管相連的部份可以高過水面嗎?
    在下圖的情況下,兩邊水面要達到一致,水的流動才會停止,這是虹吸現象嗎?

 

另外我覺得需要一個良好的環境

重點在於探討問題而不是一昧的批評

 


5:(研究所)張貼:2012-03-24 22:34:21: [回應上一篇]
近日正與朋友探討此問題仍帶有疑惑..

可否針對您上述的問題稍作說明及回答?

另外
查了許多資料對於兩者定義都不太相同
可否請求解答以下問題

1.連通管原理及虹吸現象的定義為何?
2.連通管原理定義上有限制"底部"相通的管子嗎?
3.兩著原理皆為"壓力差",反言之,壓力差"同時"造成此兩種現象,又如何分辨為何種現象?
4.一般來說"原理"為規則或根據,"現象"為"事實狀態",可因"原理"產生"現象",所以定義上是否應更加明確?

以上麻煩專家協助指導
感激不盡!

6:黃福坤(研究所)張貼:2012-03-25 17:22:54: [回應上一篇]
一個是原理 一個是現象 定義為何會相同?
既然查了許多 資料
請張貼你所查到資料內容 然後針對內容 寫下你的看法 與疑惑之處
這樣討論會更實際!



7:(研究所)張貼:2012-03-25 20:59:22: [回應上一篇]

抱歉~
1.我文章說所說是定義"不"相同...

2.至目前為止沒人清楚的說明,兩者的差異,只針對現象不斷的解釋。個人認為是定義不明造成的。所以想理解是否有完整的定義,有清楚的定義才能解決後面衍生而來的問題!


8:黃福坤(研究所)張貼:2012-03-26 00:12:56: [回應上一篇]
請詳細寫下你所收集到資料的內容 並指出其差異與定義不明之處
才知道你所想討論的重點(與怎樣才算清楚的定義)
也好針對你的想法討論




9:游子昱榮譽點數3點(國中)張貼:2013-07-22 21:46:55: [回應上一篇] ,本留言獲[]給賞金共 3 點

我搜尋了一下有關虹吸現象和連通管原理的資料,僅此紓發拙見。



 一、先講定義



(1)虹吸現象:處於較高位置的液體充滿虹吸管之後,開口於更低的位置。管子兩端的液體壓力差能夠推動液體越過最高點,向另一端排放,主要是由大氣壓力和地球引力讓虹吸管作用。



(2)連通管原理:「連通管」指的是幾個容器底部相連(事實上,只要液面底下相通即可)的裝置。不論容器的形狀、大小與粗細是否相同,若從任何一個容器上方倒入液體,當液體靜止時,連通管內各容器的液面,都會維持在同一個水平面上,這個現象即稱為「連通管原理」。



二、原理

(1)虹吸現象:

兩端虹吸管內的水因地球引力而下墜,同時因大氣壓力作用在AD兩水槽液面上,將液體推向管內,此推向管內的壓力為(大氣壓力-管內液柱產生的水壓),意即該推力F=(Patm-PH2O)A



因為D槽上的液柱較A槽上的液柱來得高,所造成的水壓也較大,故D槽液柱的水壓槽液柱的水壓



由於水會由高壓處往低壓處流動(流體皆是如此),故液體便會由A槽經虹吸管流至D槽了。 



(2)連通管原理:



至於連通管原理的解釋,我個人認為,當液體注入任一容器時,該容器的液壓增加,因為水會由高壓處往低壓處流動,故液體會向其他容器流動,直到各容器的水壓都相等為止。



 三、限制



由液體壓力P=hD可知:



1atm=76cm-Hg=1033.6 cm-H2O



所以,當A槽液柱大於等於1033.6 cm 時,此液柱的壓力相當於1 atm,故大氣壓力會與之抵銷,使得虹吸現象無法進行。



四、結論




















現象/原理



虹吸現象



連通管原理



原理



液體壓力差(地球引力和大氣壓力所造成)



液體壓力差



產生的現象



讓高水位水槽的水往上爬並注入低水位水槽的過程



使每個容器液面等高




所以現在回到原來的問題,應該就可以明瞭到底是「連通管原理」還是「虹吸現象」了……^____^



 




[ 這篇文章被編輯過: 游子昱 在 2013-07-22 21:50:24 ]

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