潜水泵停止以后水不倒流(阿基米德螺旋泵)
人往高处走,水往低处流。所有东西都是有重力的,在没有外力的情况下,最终都是会落地的。同学们回忆一下自己见过的山川河流,水是不是都是从地势高的地方流向地势低的地方?那同学们能相信水从低处往高处流吗?我们一起来看一下神奇的阿基米德螺旋泵,请这位小朋友来转动手轮,我们一起来感受一下神奇的水往高处流。
● 同学们知道水为什么能往高处流吗?
答案:这到底是怎么回事呢?其实这个的原理很简单,大家可以看到转动手轮时,螺杆一方面绕本身的轴线旋转,另一方面它又沿衬套内表面滚动,于是形成泵的密封腔室。螺杆每转一周,密封腔内的液体向前推进一个螺距,随着螺杆的连续转动,液体以螺旋形方式从一个密封腔压向另一个密封腔,最后挤出泵体。古希腊时期的阿基米德是有史以来最早的水泵发明者。一个星期天,阿基米德和朋友一起乘船在尼罗河上,忽然,他看到一群人在用木桶拎水,便问道:“他们干嘛要拎水?”
“河床地势低,农田地势高,农民只好拎水浇地了。”一位当地的同学告诉他.“这样拎水的效率太低了,浇一丘田不知要拎多少桶。”阿基米德心中产生了对农民的同情心。“可不可以让水往高处流呢?”阿基米德开始思考这一问题。渐渐地,在阿基米德的脑海中产生了一个设想:“做一个大螺旋,把它放在一个圆筒里.这样,螺旋转起来后,水不就可以沿着螺旋沟带到高处去了吗?”
阿基米德立即根据这一设想,画出了一张草图。他拿着这张草图去找木匠帮他做一个用于泵水的工具。阿基米德将这个工具搬到河边,果然让水从低处往高处流了。前来围观的农民,被这神奇的东西迷住了。他们纷纷赞扬阿基米德为农民做了一件大好事。不久,这种螺旋水泵在尼罗河流域,乃至更广大的范围流传开了。人们把这种水泵称为阿基米德螺旋泵。一些现代工厂仍然使用这种阿基米德螺旋泵来移动流质和粉物。
2.探索发现:阿基米德螺旋泵
● 准备材料:导管、皮筋2个、白板笔、色素、圆盘、烧杯、水
● 实验步骤:
将软管在马克笔上端绕一圈并用皮筋固定,固定好后将剩余部分继续缠绕在马克笔上,并把软管末端也用透明胶固定(注意透明胶不要太紧,管口压住的话不好进水)。往圆盘滴入几滴色素,并加入九分满的水,把做好的螺旋泵一端浸入水中一端处于圆盘外,握住马克笔不停旋转,一段时间后,水从另一端流出。
● 实验原理:
可以引导小朋友仔细观察,水一直停留在PVC管道中靠地面的一侧。当我们转动螺旋泵时,管子会舀起一些水,然后是空气,再才是水。空气一直占据着螺旋泵中一截一截的空间,形成空气柱。
由于水总是往下流,转动圆筒时,水从一个弯道缓缓流进下一个弯道,空气柱同时阻止了水的回流。随着圆筒的持续旋转,我们终于看见螺旋泵中的水位上升至顶端,水流也从水泵顶部流了出来。
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