关于虹吸

Question

管子的直径取多大值，虹吸现象才能形成~！！

Answer 1

管子相当细时，毛细现象明显，在一定条件下，可以不必事先让管子里充满水，虹吸现象就可能自动发生。当管子较粗时，也会出现外部气体钻入管口的现象（类似于我曾给你解答过的那个问题，记得吧？），这些气体会使管内水体断开，从而提前结束虹吸现象。附：上次那个问题的一些说明——我猜想你可能有这样的疑惑：普通矿泉水的瓶口一般只有20毫米左右的直径，而我算的临界直径是49.3毫米，另外我又说只跟瓶口的大小有关，跟瓶底有多大无关，那么按理说，倒置水瓶中的水应该不太容易流出才对，但事实是几乎从来没有不流出的情况，哪怕你再小心翼翼以减少扰动仍是如此。是这样吗？ 问题的关键在于我选择的扰动模型是最简单的一种，见图

，左侧的那个就是我当初选择的有同样底宽的两峰一谷的扰动，这样就有R=3r；但实际的扰动千变万化，有可能是右侧的那样，两个倒着的水峰细而高，中间那个倒着的水谷宽而浅，这样r就很接近R了，极限情况下，有R=r，这时的临界直径就是49.3/3=16.4毫米！ 对于20毫米直径的瓶口，如果扰动是图左侧那样的，那么扰动的幅度h要超过12.7毫米（由我导出的公式可计算得到），水才会流出来；但是如果扰动是图右侧那样的，那么无论扰动幅度有多小，水总是要流下来。 各种扰动的可能性都存在，而且瞬息万变，在一个有限的时间里，各种扰动都会出现，各种扰动对应的临界直径的数值各不相同，但我想16.4毫米应当是相当接近于其中最小的了。因此，只有比16.4毫米小的瓶口才有可能在扰动幅度足够小时不流出水来。

Answer 2

虹吸现象跟管子的直径无关。
体系内部和外部气压一致的情况下，虹吸现象的充分必要条件：1、虹吸管最高处的下管壁高于虹吸管在内部进口的最高点。2、出口低于虹吸管跨过体系内外分界的最低点。

当液面高过虹吸管的最高点时，在压强的作用下，液体被压出。此时，虹吸管就变成了“U型管”。直到液面低于虹吸管的任意一端（低于进口，空气被吸入而终止；低于出口，内外压力相等，失去动力。）。
| 内 | 外 /\
| 部 | 部 //\\ 虹吸管最高点的下内壁
| /\ // \\
| //\\ // \\
| // |\\ // \\
| | \\// \\
\/ \\出口

Answer 3

与管子的直径无关，虹吸是在自然中利用大气压力及势能引导的无动力自动引水现象。