趣味喷泉

趣味喷泉

西安市昆仑中学

仝平

在讲大气压强时，为了让学生比较直观形象的认识

到大气压的存在和利用大气压的现象，我们总是喜欢做

一些既能说明问题又能激发学生学习兴趣和学习积极性

的小实验．以往我们做的各种喷泉实验就是一例，这里

笔者给大家推荐一种能连续喷水的喷泉实验．

1．仪器的装置如图所示．

（1）上端封闭的玻璃管：管子越长效果越好，最好选

用牛顿管之类的玻璃管．（2）喷水管：选用长度约20ｃｍ左右的尖嘴玻璃管，其一端接有橡胶管．（3）出水管：上端用玻璃管，下端用有一定硬度的橡胶管．（4）储水槽：可与自来水嘴相连，用来提供持续的水源．（5）接水槽：盛接出水管流出的水，也可直接把出水口与下水道相通．（6）橡皮塞：用于封闭玻璃管口．2．安装与调试

（1）将喷水管和出水管插入橡皮塞，然后用止水夹夹住进水口和出水口．（2）将玻璃管装适量的水后并盖紧橡皮塞．将整个装置倒置，然后固定在支架上．（3）将喷水管插入储水槽后，再同时打开止水

夹，这时喷泉就可以工作了．（4）如玻璃喷管中水面高于喷嘴时将对喷水高度有影响，这时可调整出水口到进水口的高度差．如果水面较低时由于管外空气压强要比管内空气压强大，这时空气容易通过出水管进入玻璃喷管，使整个装置停止工作．

3．工作原理

当水沿出水管流出时，封闭的玻璃管中空气的体积增大，压强减小，使管外大气压强大于管中空气的压强，所以水能从喷嘴喷出．喷射的水柱高度由储水槽到接水槽水平面的高度差来决定．

水柱喷射高度的计算方法如下：设空气压强为ｐ0，玻璃喷管中的空气压强为ｐ，接水槽到储水槽的高度差为Ｈ，储水槽液面到玻璃管中液面的高度差为ｓ，喷射水柱高度为ｈ．

则储水槽液面的压强应满足

ｐ0＝ρｇｓ＋ρｇｈ＋ｐ

接水槽液面的压强也应满足

ｐ0＝ρｇＨ＋ρｇｓ＋ｐ

由以上两式可得Ｈ＝ｈ，即水柱高度等于出水口到进水口的高度差，由于水与管之间有阻力，因而实际上ｈ＜Ｈ．该实验不仅说明了大气压的存在，同时也是利用大气压的一个很有趣的实验．