有趣的喷泉

在谈论大气压力时，为了让学生直观形象地认识到大气压力的存在和利用大气压力的现象，我们总是喜欢做一些小实验，既能解释问题，又能激发学生的学习兴趣和积极性。我们过去做过的各种喷泉实验就是一个例子。在这里，作者推荐了一个可以连续喷水的喷泉实验。1.仪器的设备如图1所示。(1)上端封闭的玻璃管:玻璃管越长，效果越好，最好的选择是玻璃管，如牛顿管。

(2)洒水器:选用长约20厘米的尖头玻璃管，其一端与橡胶管连接。

(3)出水管:上端为玻璃管，下端为一定硬度的橡胶管。

(4)储水箱:可与自来水喷嘴连接，提供连续的水源。

(5)接水槽:可从出水管接水或直接将出水口与下水道连接。

(6)橡胶塞:用于关闭玻璃喷嘴。

图1

2.安装调试

(1)将喷水管和出水管插入橡胶塞，然后用止水夹夹住进水口和出水口。(2)在玻璃管中加入适量的水，并将橡皮塞盖紧。翻转整个装置，并将其固定在支架上。

(3)将喷水管插入储水箱后，同时打开止水夹，喷泉即可工作。(4)如果玻璃喷管中的水面高于喷嘴，此时可以调节出水口和进水口之间的高度差。当水面较低时，如果管外气压高于管内气压，空气很容易通过出水管进入玻璃喷管，使整个装置停止工作。

3.工作原理

当水沿着出口管流出时，封闭玻璃管中的空气体积增加，压力降低，使得管外的大气压力大于管中的空气压力，因此水可以从喷嘴喷出。喷射水柱的高度由储水箱和接水箱之间的高度差决定。

水柱喷射高度的计算方法如下:设定气压为P0，玻璃喷嘴内的气压为p，接水槽与储水槽的高度差为h，储水槽的液位与玻璃管内的液位的高度差为s，喷射高度为h

那么储水箱中的液位压力应满足以下要求

p0=ρgs+ρgh+p，

还应满足接水箱中的液位压力

p0=ρgH+ρgs+p。

从以上两个公式，h = h，即水柱的高度等于出水口和进水口之间的高度差。由于水和管道之间的阻力，实际上h