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《希罗喷泉》实验
更新日期:2014-3-5    作者:网络综合    编辑:admin    点击量:8530

下面是2014 36日晚8点,“跟孩子玩转科学”QQ群中由东莞市光明学校张国华老师分享的《希罗喷泉》实验过程,及其他热爱科学小实验的老师们的共同探讨内容,为突出主题,就省去了所有人的名字以及跟主题无关的一些内容,通用技术网站长将实验探究及讨论过程整理、增添一些内定并制作了相关的原理图,使其完整、规范,发布如下。

 

各位亲们,晚上好,今天我分享的实验是《希罗喷泉》。

实验材料:3个瓶子、吸管、软管、热熔胶枪、打火机、剪刀。

为什么叫希罗喷泉呢?它是有由来的。

希罗(公元10年-70年),是古希腊的一位著名的科学家和发明家。希罗有很多发明,比方希伦蒸汽机、风力机械装置、注射器等。最有趣的是一种自动售货机,向里面投入硬币,这台机器就会自动流出一定分量的“圣水”,很像现在的自动咖啡机。

普通喷泉:利用了连通器的原理。比方在山上修建一个蓄水池,用一根管子把池子里的水引到山下,因为山上水的液面高于山下,压力差会使山下水管里的水喷向空中,成为喷泉。

但是这种喷泉喷出的水会高于山顶的水池吗?显然不会,最多只能与山顶的水面等高,这是很简单的物理原理(水往低处流,如图下图示)。

        水往低处流          水往低处流

也有一些小孩制作如上右图所示这种喷泉:那就是用两根吸管、一个瓶子制成的简易喷泉。这种喷泉通过往里面吹气,使水喷出来。而希罗喷泉呢,它可是不用借助任何东西,可以“自动”喷起来哦,这么神奇又好看的喷泉,我们一起来学一学吧。

希罗喷泉:喷泉相当于建在山顶,但是喷出的水柱远高于山顶的蓄水池。仿佛它违反了最基本的物理定律,实现了“水往高处流”的现象。想想在几千年前的古希腊,那时候没有水泵也没有电动机,山顶的喷泉的确算是一个奇观。

★制作过程

1、打孔

3个瓶盖上面各打两个孔,孔的大小与软管口径相当。孔尽量打圆一些,这样在连接软管的时候就少用一些胶。如果工具齐备的话,可以将瓶盖放在木板上,用适当大小的圆凿或带孔的钢管打孔,这样就更好一些,另外,也可以用加热的铬铁头来打孔,也能达到同样的效果(加热的铬铁头打的孔需要用木工刀清理),只是加工的时候要注意安全。

加工的时候要注意安全             加工的时候要注意安全

2、制作接头

①先量取一段比瓶身长一点的软管,把这根软管连接相背的两个瓶盖(如上右图),用热熔胶固定。

再截取两根长软管,把剩下的瓶盖也连起来,如下图示。 

    制作接头          制作接头

3、制作喷头

把一个瓶子的底部去掉(可适当多剪掉一点),将有瓶口的那段剪成好看的花瓣形,如上右图示,将喷管连接到这个花瓣形的瓶子里。

★操作方法

很快接头就做好了,等接头上的热熔胶完全冷却后,先把中间的瓶子装满水,再接上这3个瓶盖。然后再往最顶端的瓶子倒水,等到水经过A号瓶子流到底下C瓶子时,喷泉启动。

★科学原理

这么神奇的喷泉是怎么回事呢?为什么可以自动喷水?下面四幅原理图可以让大家理解。

原理图        原理图

原理图        原理图               

它的原理就是从A容器的水流入到C容器后,C容器中的气压增大,然后C容器中的气体就压入B容器,这个压力又把B容器中的水给挤上去,通过管子在A容器中形成喷泉。

讨论:如果H1慢慢接近H2时,由于两者之间的压力差越来越小,B容器中的气压慢慢地变小,喷泉喷出的高度也就越来越小,当H1=H2,因为二者没有了压力差,喷泉就不喷了。反过来,如是H1H2越来越大,则在A容器中看到的喷泉高度也就越来越高。

另外,在B容器中装入带有颜色的水,而在A容器中加入清水,但看到的喷泉却是带有颜色的水。如是这几个瓶子是不透明的,在演示时,则看到这种很神奇的水变色的现象。如果让孩子们带着好奇心来做这样的科学小实验,则能大大地激发孩子们对科学的热爱。

正是有这样一种水从低处往高处喷的有趣现象,才让这个《希罗喷泉》备受人们的好奇与热爱。

 

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  这样的小实验验很好的。   [爱科学   2017-1-18]

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