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虹吸管原理说明的“错误”与百米高树上水的“误解”

已有 8242 次阅读 2012-11-27 15:10 |个人分类:镜子大全|系统分类:博客资讯| 虹吸管

虹吸管原理说明的“错误”与百米高树上水的“误解”
作者: mirror (*)
日期: 11/26/2012 19:05:49

虹吸管的原理似乎是个人就懂,不需要人细琢磨。不明真相的人就以为镜某是在“忽悠”。这里引用的百度里的虹吸现象的解释,就是个充满矛盾的陈述。

虹吸管虽然多用于吸水,但是说原理时不能拿水的特性和大气压来说事儿。

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开篇百度曰:
虹吸现象是液态分子间引力与位能差所造成的,即利用水柱压力差,使水上升后再流到低处。

这个说法相当不错。但是“水柱压力差”的说法,给人一种暗示,仿佛这事儿与大气压有关。果然,在紧接着的句子里

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百度说:
由于管口水面承受不同的大气压力,水会由压力大的一边流向压力小的一边,直到两边的大气压力相等,容器内的水面变成相同的高度,水就会停止流动。利用虹吸现象很快就可将容器内的水抽出。
原理简介:由于压强差在起作用。当弯管两侧中同一液面的压强不同时,管中的液体就会向着压强较小的一侧流动。

在此,解说就“跑偏了”。能成立的说法只有一个“容器内的水面变成相同的高度,水就会停止流动”。最明显的错误是条目最后的

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利用虹吸原理必须满足三个条件:
  1、管内先装满液体
  2、管的最高点距上容器的水面高度不得高于大气压支持的水柱高度。
  3、出水口比上容器的水面必须低。这样使得出水口液面受到向下的的压强(大气压加水的压强)大于向上的大气压。保证水的流出。

短短的三句里错了两句(黑体字处),很是遗憾。但愿能及时改正。

在概况处,百度的解说也是很混乱。

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事实上,虹吸作用并不完全是由大气压力所产生的,在真空里也能产生虹吸现象。使液体向上升的力是液体间分子的内聚力。在发生虹吸现象时,由于管内往外流的液体比流入管子内的液体多,两边的重力不平衡,所以液体就会继续沿一个方向流动。

这段表述很不错,指出了在0大气压时也可以有虹吸,虹吸是重力(势能的)不平衡造成的。既然如此,何苦在文中各处用大气压啦、压强的说法呢?!

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后边的文字比较费解:
在液体流入管子里,越往上压力就越低。如果液体上升的管子很高,压力会降低到使管内产生气泡(由空气或其他成分的气体构成),虹吸管的作用高度就是由气泡的生成而决定的。因为气泡会使液体断开,气泡两端的气体分子之间的作用力减至0,从而破坏了虹吸作用。因此管子一定要装满水。在正常的大气压下,虹吸管的作用比在真空时好,因为两边管口上所受到的大气压提高了整个虹吸管内部的压力。

显然,这个“气泡”是指的气体的隔断(非液体中的小气泡)。液体的蒸汽压是温度和压力的函数。在高压环境下,液体里不容易产生气泡。这一点,开个啤酒瓶子就可以看到。因此,这个段落里,只有“管子一定要装满水”是个正确的表述,其余的都是不定的事情。

因此,虹吸至少有两个条件:1)管内先装满液体,2)出液口要比容器里的液面面低。至于途中管子能提升多高,只能说不知道,因汽化隔断产生的条件而定。如果没有隔断产生,在原理上不论中途的高度。如果要说有三个条件的话,3)有重力。

所谓“管的最高点距上容器的水面高度不得高于大气压支持的水柱高度。”纯属画蛇添足。从真空中用真空油做思考实验的结果看,没有大气压都可以有虹吸,所以“最高高度”的说法基本上是属于无稽之谈。

有人给镜某列出了一些“研究”百米大树上水的论文。也许因为是洋码的作品,看上去就让人觉得有说服力。可惜,镜某不是被吓大的,这点儿小伎俩对镜某这样的“大忽悠”没有作用。讨论在树里是如何流的课题是个好题目。导管有两种也是个知识。但是,解释为什么能过百米高就不是个好问题了。实际上,在地面上藤蔓爬一百米时输水的道理,应该是、也必须是与高一百米的高树的道理相同。细节根本就不必谈,相信“造物主”的智慧就是了。如果能明白这个道理,就不会去思考为什么能爬一百米高的问题了。到了思考毛细现象、表面张力的时候,重力已经不是支配性的因子了。

这类事情,不看到现实,专家们也会犯错误。当年NASA曾说过:太空没有重力,可以长大晶体,创药、制药。如今已经不大说这个事儿了。一个理由是因为同步辐射的进步,使得小晶体的蛋白也可做结构分析。一个理由是重力少了,表面张力的影响凸显了。按倒了葫芦起来了瓢。

高一百米的高树里的水是如何上去的?虹吸条件中的“管内先装满液体”的说法应该依然有效。直立细管里的水,虽是两端开放,但也流不下(出)来。为什么?不是没有重力作用,而是重力不管用了。这样的管子再朝天空长一些,水柱再多一些,那里面的水就可以流出来了么?显然不能。因为在短的时候就没有能成,变长了也不过是水涨船高罢了。

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就“是”论事儿,就“事儿”论是,就“事儿”论“事儿”。

如果把这类事情理解成镜子在“抖机灵”,那就是大错特错了。
作者: mirror (*)
日期: 11/26/2012 19:32:36

镜某想说的,是“虹吸”这类事情不过是个例子。人们(包括镜某在内)的思考,很多时候往 往就如同百度这个解释那样:漏得跟筛子似的(镜某中学化学老师语)还不能自己觉察。

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就“是”论事儿,就“事儿”论是,就“事儿”论“事儿”。



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