虹吸

虹吸（syphonage）是利用液面高度差的作用力现象，将液体充满一根倒U形的管状结构内后，将开口高的一端置于装满液体的容器中，容器内的液体会持续通过虹吸管向更低的位置流出。

虹吸的实质是因为液体压强和大气压强而产生。因为h1<h2,，所以根据帕斯卡定律p=ρgh，装置中左管中的液体压强小于右管的液体压强，另外，在B点跟C点分别有大气压的作用，大气压表现为上低下高，但在此处B点与C间高度相对地球的大气压计算高度来说，可以忽略两者间的大气压强差值。所以，p1-ρgh1>p2-ρgh2，那么在A左端的压强就大于A右端的的压强，在大气压和液体压强的共同作用下，水朝一个方向移动。

特别提醒：（1）这不是什么连通器，连通器的概念是上端开口下端连通的仪器；（2）这里面有液体压强，也有大气压的作用，辟如没有大气压的作用，只有液体压强，那么管子中的水就会以A点为界线，左端往左流，右端往右流，中间形成一段真空层。

中文名虹吸 外文名syphonage 所属学科物理学 应用领域市政排水，金融

虹吸发现

中国人很早就懂得应用虹吸原理。应用虹吸原理制造的虹吸管，在中国古代称“注子”、“偏提”、“渴乌”或“过山龙”。东汉末年出现了灌溉用的渴乌。西南地区的少数民族用一根去节弯曲的长竹管饮酒，也是应用了虹吸的物理现象。宋朝曾公亮《武经总要》中，有用竹筒制作虹吸管把峻岭阻隔的泉水引下山的记载。中国古代还应用虹吸原理制作了唧筒。唧筒是战争中一种守城必备的灭火器。宋代苏轼《东坡志林》卷四中，记载了四川盐井中用唧筒把盐水吸到地面。 [2]   [3] 
其书载：以竹为筒，“无底而窍其上，悬熟皮数寸，出入水中，气自呼吸而启闭之，一筒致水数斗。“明代的《种树书》中也讲到用唧筒激水来浇灌树苗的方法，对于虹吸原理，中国古代也有论述。 [4] 

汉朝的发明虹管灯也应用了这个原理，虹管灯也称釭灯，其灯体有虹管，灯体为带空腔的容器，内部盛清水，利用虹管（导烟管）将灯罩内的烟火导入灯体溶于水中，就可净化空气。

 南北朝时期成书的《关尹子·九药篇》说：“瓶存二窍，以水实之，倒泻；闭一则水不下，盖（气）不升则（水）不降。井虽千仞，汲之水上；盖（气）不降则（水）不升。”有两个小孔的瓶子能倒出水，如果闭住一个小孔，另一个小孔外面的空气压力会比瓶里水的压力大，水就流不出来。 [3] 
唐代王冰《素问》注中，有关大气压力的物理现象记述得较清楚，王冰曰：“虚管溉满，捻上悬之，水固不汇，为无升气而不能降也；空瓶小口，顿溉不入，为气不出而不能入也。”指出一个小口的空瓶灌不进水是因为瓶里气体出不来。 [2] 

宋代俞琰在《席上腐谈》中补充了前人的发现，说；“予幼时有道人见教，则剧烧片纸纳空瓶，急覆于银盆水中，水皆涌入瓶而银瓶铿然有声，盖火气使之然也；又依法放于壮夫腹上，挈之不坠。”在空瓶里烧纸，由于火把瓶里的一部分空气赶出瓶外，火熄灭后瓶里就形成负压，造成一定的真空，瓶外的空气压力就把瓶紧紧地压在人腹上。如果把瓶放在水里，水就立即涌入瓶里。 [4] 

明代庄元臣在《叔苴子·内篇》中也指出把葫芦勺倒压入水中，水并没有进入葫芦里，这是因为葫芦里有空气。 [5] 

虹吸原理

物理现象

管内最高点液体在重力作用下往低位管口处移动，在U型管内部产生负压，导致高位管口的液体被吸进最高点，形成虹吸现象。 [6] 

右图针对“管口气压差”说，如图，由于两边的气压基本相同，高位管口由于伸入液面的深度远低于低位管口伸入液面的深度，故从管口处来说，低位管口处的压强要大于高位管口处的压强，但液体仍会从高位容器流入低位容器。之所以会产生这种现象，是因为这里的压力仅仅只能传导到液体的上表面。所以低位的杯子里的管子虽然压力较高，但是无法传导到高位杯子里去，所以也无法阻止液体下落。 [6] 
  

虹吸应用

工程应用

上个世纪60年代，瑞典的几位科学家把虹吸的原理应用到现代建筑上去，最初解决了建筑屋面的雨水排水系统，当时在研究的初期，采用的是一种满管压力流的系统，从而在管道式屋面雨水排放系统方面取得了重大突破。虹吸原理在建筑排水，市政排水，水利工程等各方面均有应用。 [6] 

金融应用

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