水是如何被迫向上流动的。图纸、说明

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古代阿拉伯手稿为我们带来了古代发明家亚历山大海伦的惊人创造的故事。其中之一是寺庙里的一个美丽的奇迹碗，里面有喷泉喷出。到处都看不到供水管道，里面也没有任何机械装置。水从哪里来？为什么要冲上去？！

即使是现代人也会感到惊讶。毕竟，这违背了万有引力定律！

但你可以在最近举办的青年科技创造力展上看到苍鹭喷泉的曾曾曾孙。展品中有一件与古代碗非常相似的器皿。还喷出了水。这个容器可以被触摸、捡起……但是喷泉如何以及从哪里喷出仍然是一个秘密。奇迹？

- 不， - 玩具作者维克托·日古诺夫回答。他用最简单的模型向我们解释了作用原理。

取一根约400毫米长的管子，在其中插入两个致密的橡胶塞，并将一支圆珠笔插入塞子中，如图1所示。然后将管子翻过来，将塞子之间的空间注满水。将所有东西恢复原位后，将设备浸入装满水的浴缸中，并确保垂直。您将看到细流如何从顶杆流出。为什么？解决方案很简单。浴缸中的水对塞子下方的空气施加压力，而空气又对塞子之间充满的水施加压力，并将其推出。海伦的秘密就在这里解释一下！

水是如何被迫向上流动的

你会问，当海伦的容器没有受到任何作用力并且它没有浸入水中时，是什么让水喷涌而出？

让我们构建另一个模型 - 喷泉机。拿彩色塑料立方体（很多人都把它们放在身边）。如图 2 所示连接它们并固定到线框上。用热钉子在立方体上戳孔。将从电线上取下的橡胶或塑料管编织物插入其中。理想的是它们的内径不超过2-3mm。确保立方体中的一些管子几乎接触底部，其他管子几乎接触顶部。所有连接必须紧固。

从合适的破损玩具中拿起一个“碗”，或者从旧橡胶球的外壳上切下它，并从圆珠笔上切下笔尖。

喷泉已经准备好了。现在需要加载它。将水一点一点地倒入碗中。水会逐渐溢出到左下方的立方体中。填充后，将设备翻转过来 - 水会流入顶部的立方体。再次翻转并在碗中加水。一次又一次重复该操作，直到所有顶部的立方体都被填满。现在喷泉即将喷涌而出。

当电量耗尽时，将设备翻转 180° - 它会重新充电，整个过程将重复。

这种装置的工作原理并不难理解，在这个实验中，水在一些立方体中升高到相对于其他水平面的一定高度。

维克多·日古诺夫并不是唯一一个尝试建造苍鹭喷泉工作模型的人。在美国，发明家约翰·福尔基斯也致力于解决同样的问题。图 3 显示了他开发的工作模型。它由有机玻璃制成，因此透过透明的墙壁您可以看到水在哪里以及如何流动。

在图 3a 中，喷泉已准备好运行。在重力的作用下，水从上层隔室流入下层隔室。那里的空气逐渐被压缩，并开始对中间隔室中的液体施加压力——毕竟，它们是相互连通的。结果，液体通过喷嘴管上升并开始喷出（图 3b）。继续这种情况，直到中间隔间的水位下降到标记，此时水仅接触到尖端的下端（图3c）。现在，为了使设备投入运行，有必要再次“充电” - 重新分配隔间中的水。将其翻转 180°，一切都会重演，只是顺序相反（图 3d、e 和 f）。

这位美国发明家按照类似的原理制作了另一个奇怪的玩具，他使用了水车。水（见图 4）从管子溢出，导致其旋转。对于许多第一次看到这个玩具的人来说，他们面前似乎有一台永动机。但现在你解释它的工作并不困难。

海伦的喷泉、日古诺夫和福尔基斯的装置——它们只能用有趣的把戏让我们感到惊讶吗？维克托·日古诺夫认为，这种设计可以具有相当重要的工业应用。例如，利用海伦原理，可以制造出高性能的连续抽水机，可以将水提升到几米的高度，而不消耗一克煤或汽油，或一瓦特的电能。图 5 清楚地显示了如何做到这一点。河对岸安装了一座大坝，大坝的上边缘略低于水位。水从边缘溢出，落到转子上，转子由几个通过管连接的大桶组装而成，就像我们的一个模型一样，并旋转它。

但是，如果同一个转子（如图 6 所示）在浸没状态下在轴上旋转，则可以完全不用水坝。串联桶系统将交替吸入空气或水并将其升高。因此，河水的自由能将能够为花园和果园的灌溉、灌溉系统供水以及用于其他工业需求而无需中间转换器。

尝试借鉴古代工匠及其追随者（我们同时代的人）的建议。

作者：V.Aleshkin

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