智力挑战：不能用嘴，如何只用吸管吸出水？

本文由公众号 “把科学带回家” 提供

给孩子最好的科学教育

给你一个智力题——如何在不用嘴的情况下，只用吸管吸到水呢？

给你一屏的思考时间。想好了再往下拉。

其实，你需要虹吸现象！

虹吸现象很多人都听说过，如果你家有鱼缸，需要换水的时候，就会用上虹吸现象。

有些人会先把管子注满水，然后放入鱼缸里启动虹吸；有些人直接用嘴巴把水吸出来，用嘴制造真空启动虹吸。但是我们的题目要求只能用吸管，那该怎么办呢？

如果你能想出解决方案，那么你为你家鱼缸换水的时候，就再也不用愁了。毕竟，鱼缸里的水里有鱼的便便和尿尿，万一吸到嘴里还是比较恶心的。

想出来了吗？你的答案是什么样的呢？一起来看看解决方案吧。

关键概念

自虹吸（self-priming siphon）

材料和操作

其实，不用嘴，不放水就产生虹吸现象的设备叫做自虹吸设备。

自虹吸的设计有很多。今天教你一些比较简单的版本。

需要的材料如下：

3根可以拐弯的吸管

软管

绳子

水缸

第一种方法是这样的，做出这样形态的吸管就可以了——

看效果——

制造过程不复杂，就是这样组装起来，不要漏水就可以了。你可以用打火机烤一下连接处，让塑料融合。

注意：弯管的没入水中的转角的高度要低于没有没入水中的那个，否则虹吸现象不会产生。

制作视频——

除了这种形式的自虹吸管，还有下面这样子自虹吸软管，原理类似。你也可以试一试。

原理

虹吸是一种流体力学现象，虹吸管两端的液体存在液压差，因此液体会越过最高点，向低端排放。

我们介绍的这个自虹吸管看起来很巧妙，但原理很简单。

当第一个转角没入水中时，水就会自然地流入。

由于流入的水流具有动能，不会刚好流到水平面处就立刻停止，还会因为惯性继续向前冲。

一旦水流冲入了第二个转角，虹吸就会发生，和你用嘴吸的方式没差了。这就是这款自虹吸管的基本原理了。

其实，达芬奇是设计自虹吸设备的第一人，他的自虹吸设备出现在他的科学手帐——《莱斯特手稿》（Codex Leicester）里。

莱斯特手稿中的《维特鲁威人》和人体解剖

自虹吸设备的用处很多，比如制造提取核酸的微流体设备，还有污水处理设施也能用得上。

想想也是嘛，污水管道工人是不可能靠嘴吸来启动虹吸的嘛。