這種“活塞式抽水機模型”的原理,與以前農村常用的“壓水井”上的“壓水機”原理是相同的,結構也基本一樣,有過農村生活經歷的朋友相信很容易理解。
它利用了大氣壓的原理,當活塞向上運動的時候,活塞下面的空間體積增大,氣壓變小,里面的水面受到的壓力小于大氣壓,于是水就在外界大氣壓的作用下向上運動;當活塞向下運動時,單向閥門關閉,提上來的水不能回流,就被“擠”出來了,重復這一動作,我們就看到水被從井里提了出來。
下面是原理圖:
1個圓筒浸在水里,圓筒下端有一個單向閥門。里面有一個可以上下運動的活塞,活塞上也有單向閥門。當通過活塞桿向上提活塞的時候,活塞上的單向閥門在大氣壓的作用下關閉,下方大氣壓變低,這時圓筒下方的單向閥門被水頂開,水被提了上來。
活塞運動到圓筒頂端,開始向下運動。這時圓筒底部的閥門在水的壓力下關閉,水不能流出去了;而活塞上的閥門被頂開,水被緊到了活塞上面。當活塞再次向上運動的時候,下方的水被提起來的同時,上方的水被活塞推著從出水口流了出來。重復這樣的動作,水就會源源不斷被抽上來。
這是一個很好的科技小制作題目,不但可以演示大氣壓的原理,還能夠做出一件非常實用的工具,或許在以后的生活里,關鍵時刻能夠幫你解決困難。
用到的材料和工具:
1個圓柱形的塑料瓶,下圖中用的是裝網球的;1根金屬桿,與用圓塑料片做成的活塞;1段吸管做出水口;1把剪刀;1些透明膠帶(這里用的是不太透明的黃色的那種);
大圓筒的塑料瓶,就是這個自制活塞式抽水機外面的圓筒。我們先制作圓筒下端的單向閥門。把塑料瓶的蓋子取下,鉆1個圓孔,然后取一塊透明膠帶粘在蓋子內側,圓孔的旁邊。膠帶要留的長一些,然后對折,把有粘性的一面粘在一起。
就是說,蓋住圓孔的那塊膠帶是雙層的,外面不帶粘性的。這就制成了一個單向閥門,可以在外界壓力的作用下隨時打開或關閉。
下圖是活塞的結構,上面單向閥門的制作方法相同。
活塞要求是正圓形,且邊緣與塑料桶正好配合,保證順暢地上下運動的同時,還要有良好的密封性。用普通塑料片制作活塞有一定的難度,使用塑料拖鞋的泡沫鞋底,或者其它容易加工的泡沫材料,制作難度就大大降低了。
這是泡沫活塞的細節圖:
按照原理圖把這個活塞式抽水機模型組裝起來:
把抽水機底部的小孔放進水里,上下抽動活塞,水就會被抽上來。
但是實際情況是,活塞與圓筒之間的密封性能往往不好,不能造成足夠的氣壓差,從而把水提上來。所以一般先要在活塞上面裝一部分水,利用水來加強活塞的密封性能。使用過“壓水井”的朋友都知道,長時間不用的壓水機,都要先加一些水,才能抽出水來。
反復抽動活塞,水被抽了上來,這個活塞式抽水機模型制作成功了!
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抽水機
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