智力挑戰(zhàn)：不能用嘴，如何只用吸管吸出水？

本文由公眾號 “把科學帶回家” 提供

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給你一個智力題——如何在不用嘴的情況下，只用吸管吸到水呢？

給你一屏的思考時間。想好了再往下拉。

其實，你需要虹吸現(xiàn)象！

虹吸現(xiàn)象很多人都聽說過，如果你家有魚缸，需要換水的時候，就會用上虹吸現(xiàn)象。

有些人會先把管子注滿水，然后放入魚缸里啟動虹吸；有些人直接用嘴巴把水吸出來，用嘴制造真空啟動虹吸。但是我們的題目要求只能用吸管，那該怎么辦呢？

如果你能想出解決方案，那么你為你家魚缸換水的時候，就再也不用愁了。畢竟，魚缸里的水里有魚的便便和尿尿，萬一吸到嘴里還是比較惡心的。

想出來了嗎？你的答案是什么樣的呢？一起來看看解決方案吧。

關鍵概念

自虹吸（self-priming siphon）

材料和操作

其實，不用嘴，不放水就產(chǎn)生虹吸現(xiàn)象的設備叫做自虹吸設備。

自虹吸的設計有很多。今天教你一些比較簡單的版本。

需要的材料如下：

3根可以拐彎的吸管

軟管

繩子

水缸

第一種方法是這樣的，做出這樣形態(tài)的吸管就可以了——

看效果——

制造過程不復雜，就是這樣組裝起來，不要漏水就可以了。你可以用打火機烤一下連接處，讓塑料融合。

注意：彎管的沒入水中的轉(zhuǎn)角的高度要低于沒有沒入水中的那個，否則虹吸現(xiàn)象不會產(chǎn)生。

制作視頻——

除了這種形式的自虹吸管，還有下面這樣子自虹吸軟管，原理類似。你也可以試一試。

原理

虹吸是一種流體力學現(xiàn)象，虹吸管兩端的液體存在液壓差，因此液體會越過最高點，向低端排放。

我們介紹的這個自虹吸管看起來很巧妙，但原理很簡單。

當?shù)谝粋€轉(zhuǎn)角沒入水中時，水就會自然地流入。

由于流入的水流具有動能，不會剛好流到水平面處就立刻停止，還會因為慣性繼續(xù)向前沖。

一旦水流沖入了第二個轉(zhuǎn)角，虹吸就會發(fā)生，和你用嘴吸的方式?jīng)]差了。這就是這款自虹吸管的基本原理了。

其實，達芬奇是設計自虹吸設備的第一人，他的自虹吸設備出現(xiàn)在他的科學手帳——《萊斯特手稿》（Codex Leicester）里。

萊斯特手稿中的《維特魯威人》和人體解剖

自虹吸設備的用處很多，比如制造提取核酸的微流體設備，還有污水處理設施也能用得上。

想想也是嘛，污水管道工人是不可能靠嘴吸來啟動虹吸的嘛。