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        口吹噴霧器

        2023-12-22 03:13:15張軍
        初中生世界·七年級 2023年10期

        上期“口吹飛箭”的小實驗大家還有印象嗎?如果我拿一支吸管問你,里面有什么?你可能一下反應不過來——明明是空的??!其實,吸管里還有空氣。今天,我們就拿吸管和空氣“做文章”。

        名師簡介:

        張軍,江蘇省南京市玄武高級中學(梅園校區(qū))STEM項目主管,江蘇省首席科技傳播專家,高級青少年科技輔導員;曾經(jīng)多次擔任省級以上賽事評委,撰寫的科普作品多次獲省級以上獎項。

        相信大家對注射器都不陌生。當我們將注射器插入水中,拉動活塞,水就會被吸進注射器的針筒里。那么,水是如何被吸進注射器針筒內(nèi)的呢?其實,這與我們賴以生存的空氣有關(guān),水并不是被“吸”進針筒里的,而是被空氣“壓”進去的。當我們拉動活塞時,活塞與針筒底部之間的空氣體積會變大,導致氣壓減小,由于水面上方的大氣壓大于針筒內(nèi)的氣壓,水就會被空氣壓入針筒內(nèi)(如圖1)。這就與我們用吸管喝飲料或者膠頭滴管吸取液體的原理類似。

        大氣壓的變化還會產(chǎn)生很多其他有趣的現(xiàn)象。如圖2所示,我們將吸管插入水中,然后用手指堵住上面的管口,再將吸管從水中提起,這時便會看到,吸管里有一段水柱被提了起來。其原因也與大氣壓有關(guān),此時,外界大氣壓大于管內(nèi)氣壓,空氣從下方“托”住了水柱。當然,這也與液體表面張力有關(guān)系,露珠、水滴呈現(xiàn)出球形或橢球形,就是表面張力的杰作。我們可以把表層的水想象成一張“水膜”,正是這層“水膜”阻礙了水的流動。如果水珠太大,在重力的作用下,水就會突破水膜的“封鎖”而流出來。那么,如果我們使用更粗的吸管還能將水柱提起來嗎?大家可以自行嘗試一下哦!

        當流體流動時,流速越大,流體的壓強越小。利用這個原理,我們可以制作出“口吹噴霧器”:將一截吸管豎直插入水中,上端管口離水面盡量近一些;另外一支吸管水平放置,水平吸管與豎直吸管管口靠近且垂直;從水平吸管向豎直吸管吹氣,就會噴出水霧(如圖3)。吹氣時,豎直吸管上方管口空氣流速大,壓強小,在大氣壓的作用下水會被壓上來。當水上升到管口時又受到橫向氣流的作用,便形成了水霧。如果我們背著太陽吹,就有可能在水霧中看到彩虹哦。你們知道為什么會出現(xiàn)彩虹嗎?不妨自己查一查,然后動手試著讓彩虹出現(xiàn)吧!

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