

現在許多家庭或辦公場所配備了多功能飲水機,并搭配桶裝水使用。但有時沒有條件安裝飲水機,我們可以使用按壓式取水器(如圖1)來從桶裝水的桶中取水。其實按壓式取水器的工作原理并不復雜,下面,我們一起來了解。
按壓式取水器的工作原理
學過“壓強”這章知識的你不難通過外觀判斷。按壓式取水器是利用大氣壓來取水的,簡單來說,就是通過按壓氣囊使空氣進入桶內。進而使桶內的氣壓逐漸增大,桶內外有了較大的壓強差。水就沿著進水管被壓出桶外,原理雖簡單。但是想依靠簡單的裝置實現便利的功能,還需依靠內部精巧的結構。
圖2所示為按壓式取水器的結構示意圖,當用手按壓具有彈性的氣囊時,氣囊內的空氣通過單向閥門B進入桶內,松手后外部空氣通過單向閥門A進入氣囊使它重新充氣。通過連續按壓氣囊,外部空氣就會源源不斷地進入桶內來增大桶內的氣壓,就這樣。桶內外很快就形成了一個內高外低的氣壓差。桶中水在該氣壓差的作用下會沿著進水管不斷上升,最終通過出水管流出桶外。在取水過程中若停止按壓氣囊,由于桶內外的氣壓不會立刻達到平衡,故水不會立刻停止流出。如果想迅速中斷取水,可以按下圖2中的止水閥。這樣桶內空氣就會通過開啟的閥門快速排出,使桶內外的氣壓快速達到平衡。進水管中的水就會迅速回落,達到中斷取水的目的。
按壓式取水器究竟能取多深處的水
按壓式取水器至多能取多深處的水呢?許多同學可能會很快回答10.33m。
這個回答是不對的,回顧托里拆利實驗。我們知道裝有水銀的倒置試管的上方是真空的。下方水銀液面處受到的是標準大氣壓。而使用按壓式取水器取水時桶外氣壓是標準大氣壓。桶內氣壓取決于氣囊向桶內輸入了多少空氣。從理論上來說,可以通過氣囊一直增加桶內的氣壓,桶內外氣壓差可以大于標準大氣壓。這樣超過10.33m深處的水也可以被壓上來。
以上只是理論分析。在現實生活中要想將地下上百米深處的水抽出地面可不能用這種方法,因為地下水所處的環境與桶內的密封環境大不相同。