口吹噴霧器

上期“口吹飛箭”的小實(shí)驗(yàn)大家還有印象嗎？如果我拿一支吸管問你，里面有什么？你可能一下反應(yīng)不過來——明明是空的?。∑鋵?shí)，吸管里還有空氣。今天，我們就拿吸管和空氣“做文章”。

名師簡介：

張軍，江蘇省南京市玄武高級(jí)中學(xué)（梅園校區(qū)）STEM項(xiàng)目主管，江蘇省首席科技傳播專家，高級(jí)青少年科技輔導(dǎo)員；曾經(jīng)多次擔(dān)任省級(jí)以上賽事評(píng)委，撰寫的科普作品多次獲省級(jí)以上獎(jiǎng)項(xiàng)。

相信大家對(duì)注射器都不陌生。當(dāng)我們將注射器插入水中，拉動(dòng)活塞，水就會(huì)被吸進(jìn)注射器的針筒里。那么，水是如何被吸進(jìn)注射器針筒內(nèi)的呢？其實(shí)，這與我們賴以生存的空氣有關(guān)，水并不是被“吸”進(jìn)針筒里的，而是被空氣“壓”進(jìn)去的。當(dāng)我們拉動(dòng)活塞時(shí)，活塞與針筒底部之間的空氣體積會(huì)變大，導(dǎo)致氣壓減小，由于水面上方的大氣壓大于針筒內(nèi)的氣壓，水就會(huì)被空氣壓入針筒內(nèi)（如圖1）。這就與我們用吸管喝飲料或者膠頭滴管吸取液體的原理類似。

大氣壓的變化還會(huì)產(chǎn)生很多其他有趣的現(xiàn)象。如圖2所示，我們將吸管插入水中，然后用手指堵住上面的管口，再將吸管從水中提起，這時(shí)便會(huì)看到，吸管里有一段水柱被提了起來。其原因也與大氣壓有關(guān)，此時(shí)，外界大氣壓大于管內(nèi)氣壓，空氣從下方“托”住了水柱。當(dāng)然，這也與液體表面張力有關(guān)系，露珠、水滴呈現(xiàn)出球形或橢球形，就是表面張力的杰作。我們可以把表層的水想象成一張“水膜”，正是這層“水膜”阻礙了水的流動(dòng)。如果水珠太大，在重力的作用下，水就會(huì)突破水膜的“封鎖”而流出來。那么，如果我們使用更粗的吸管還能將水柱提起來嗎？大家可以自行嘗試一下哦！

當(dāng)流體流動(dòng)時(shí)，流速越大，流體的壓強(qiáng)越小。利用這個(gè)原理，我們可以制作出“口吹噴霧器”：將一截吸管豎直插入水中，上端管口離水面盡量近一些；另外一支吸管水平放置，水平吸管與豎直吸管管口靠近且垂直；從水平吸管向豎直吸管吹氣，就會(huì)噴出水霧（如圖3）。吹氣時(shí)，豎直吸管上方管口空氣流速大，壓強(qiáng)小，在大氣壓的作用下水會(huì)被壓上來。當(dāng)水上升到管口時(shí)又受到橫向氣流的作用，便形成了水霧。如果我們背著太陽吹，就有可能在水霧中看到彩虹哦。你們知道為什么會(huì)出現(xiàn)彩虹嗎？不妨自己查一查，然后動(dòng)手試著讓彩虹出現(xiàn)吧！