为什么吸盘在高海拔地区不起作用?

南国视角 2025-01-22 13:08:16
吸力是压差的结果,吸力软管依赖于大气压力,因此在高海拔地区工作效率低下。

吸管的工作取决于大气压。照片:IFL Science

吸管是一种常见的物品,看起来很容易使用,只需从一端吸一下,液体就会流动。但实际上,吸管的工作原理比许多人想象的要复杂。例如,并不是所有人都知道吸盘在高海拔地区使用起来比较困难,并且不能在真空环境中使用。

首先,吸力本质上是压差的结果,导致液体、气体和固体从一个区域移动到另一个区域。吸力和离心力一样,并不是真正的力。

当使用者握住管子并尝试吮吸时,会形成一条从嘴到饮料的封闭管道,将其与外部隔离。接下来,用户需要通过增加内部容积来降低口腔内的压力。他们会无意识地通过降低舌头或将舌头拉回到嘴里来做到这一点。

这会在口腔内部和外部环境之间产生压力差,口腔内部的压力较低。外面,大气压力压在饮料上,在相当于海平面的高度,大气压力达到约101千帕。吸管中的压力较低,因此液体被推到吸管上并进入口腔 - 也是低压环境。

由于吸盘依赖于大气压力,因此它们在高海拔地区运行效率低下。饮料上的压力较小,因此将液体推入口中的力较小。这意味着在真空环境之外,吸管将不起作用,因为没有压力作用在饮料上以将液体推入嘴中。

在相当于海平面的高度下,液体通过吸管上升的高度极限约为10m。这意味着,即使吸管内部形成完美的真空环境,海平面的外部压力也仅足以将水推高最多10 m。如果使用 15 m 高的吸水管,则水不能升得更高。

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