虹吸現象的物理學解釋是什麼？

01-07

網上有兩個版本：
版本一：即先在連接管中創造一個低壓環境，利用管內的氣壓與高位液體液面的大氣壓的氣壓差，將液體導入到連接管中，待液體通過連接管的最高點，並且連接管出口側液位低於高位液體液位後，在重力的作用下，高位液體持續流入低位液體容器，直到高、低位液體的水平高度相同，液體停止流動。
版本二：虹吸現象是液態分子間引力與位能差所造成的，即利用水柱壓力差，使水上升後再流到低處。由於管口水面承受不同的液壓，水會由壓力大的一邊流向壓力小的一邊，直到兩邊的大氣壓力相等，容器內的水面變成相同的高度，水就會停止流動。利用紅吸現象很快就可將容器內的水抽出。
哪個是正確的?

試翻譯。

虹吸管

請不要和賽風網頁代理混淆。（兩者單詞分別是siphon和psiphon）

siphon這個詞（在希臘語中是「管子」、「通道」的意思，有時也被寫作syphon）通常被用於指代包含液體在管子內流動的一種數量繁多的設備——見【虹吸術語】（原文此處有鏈接）——但是就狹義而言，這個詞特指一種在沒有水泵的情況下導致液體向上流動，離開水槽上表面的倒U型管子。

虹吸管的動力來源於重力勢能使液體下落，液體從低於上端水槽液面的U型管下端開口被瀉出。

注意，虹吸管上端必須接觸到水槽的液面（或者說水槽液面需要淹沒U型管的進水口），而下端並不必須和液面接觸，液體可以排泄在空氣中。

在實際的虹吸現象中，和氣壓表原理相類似，氣壓推動液體向上進入管道中壓力較低的頂端部分。事實上，由於原理相似，虹吸管內部液體所能上升的最大高度和氣壓表是一致的。而促使液體流動的壓力差是由液體向出口端落下引起的。

當虹吸管兩端都在大氣壓力作用下的時候，液體從高的那一端向另一端流動。然而，如果低處的那一個出口被密封加壓的話，液體也會像虹吸式咖啡壺那樣從低的那一端向上流動。在通常情況下，虹吸現象的驅動力是大氣壓；但是在特殊情況下也會有其他原理成為驅動力。在實驗室條件下，一些虹吸管被用於在真空條件下展示——見【真空虹吸現象】（原文此處有鏈接）——表明液體的抗張強度對於超低壓環境下的虹吸實驗有一定貢獻。最常見的虹吸現象使用水作為虹吸液，不過試驗中也經常使用水銀，其他物質例如有機溶液，甚至二氧化碳都可以被用於虹吸實驗。

http://en.wikipedia.org/wiki/Siphon

綜上，我覺得維基百科比較傾向於第一種答案。

一般的虹吸現象，如@陳小川所解釋的，很清楚，是在大氣壓推動下，由於高度差(重力)產生的液體流動；@陳小川所引的答案已經很清楚了。我們中學物理上學習的原理也是這樣的。

有時候，把純粹壓差導致的液體反重力移動也叫虹吸現象，比如虹吸咖啡壺， @陳凱所提的設備，題主問的應該不是這個。

@王剛提到的，我不認同。教科書，和wiki上關於虹吸的解釋沒有錯誤，虹吸是大氣壓和重力共同作用，這個從來沒有混淆過。

煎蛋的這段文字完全是錯誤的+標題黨！！！

我特意看了Stephen Hughes在《科學報告》的原文，http://www.nature.com/srep/2014/140422/srep04741/pdf/srep04741.pdf

完全不是一回事。

好奇特的巧合，剛在煎蛋上看見一篇文章講這個的

我不是業內人士，不知物理學專業人士怎麼看，原文在：什麼？我們理解的虹吸原理是錯的？

般來說字典可以說是可靠的詞義權威，但是對於虹吸這個詞，字典的解釋卻錯了99年。《牛津英語詞典》和其它一些詞典錯誤地將虹吸現象的原因歸於大氣壓，所以Stephen Hughes博士做了一些研究來糾正這個錯誤。
2010年的時候，Hughes博士注意到《牛津英語詞典》上說虹吸的作用原因是大氣壓。而事實上，造成虹吸管液體在短臂上升後又在長臂下降的原因並非人們以為的大氣壓，而是重力。
一根玻璃、金屬或其他材料的大管或小管，彎曲成一臂長於另一臂的形狀，用於靠大氣壓將液體抽出，大氣壓會將短臂內的液體抬升，通過彎曲部分進入長臂。
所以，Hughes希望可以幫助詞典糾正這個錯誤，但是他必須要有證據。所以Hughes做了一個測試，他在低壓艙內進行了虹吸實驗，在低壓艙里他可以改變大氣壓，他要看看到底大氣壓對虹吸現象有沒有作用。按照我們的常識，如果你要糾正某人，首先你得確定自己是正確的。
Hughes的實驗里，不同水平的大氣壓對水的流動影響非常小，長時間看來大氣壓對水通過虹吸流走的量完全沒有影響。所以Hughes寫了一篇論文，發表在《科學報告》上，不但證明了自己比詞典還聰明，還證明了重力實際上才是虹吸真正的原因。
《牛津英語詞典》已經更改了虹吸的釋義並刪除了大氣壓的參照，但是Hughes還是不能滿意，他認為《牛》這麼多年來居然一直糊塗到沒有將虹吸現象背後真正的原因示人。不過他說，《牛》還是好過全世界其它詞典。
至少虹吸詞條的大氣壓參照被刪除了，目前所有語言的大多數詞典里依然錯誤記錄了虹吸是大氣壓造成的。
希望其它詞典也能儘快改正，因為在科學面前沒有任何一本書的錯誤可以一直保存下去。

感覺真是夠了。虹吸現象跟兩端的壓強和位置都有關係，需要計算能量綜合，怎麼開始強調哪個是主因了？

可以百度一下伯努利方程。流體靜止時的總勢能（壓能、位能、重力勢能之和）為一定值。如果總勢能不相等，則勢能大點開始向勢能小的地方流動。

所以位置夠低，流速就夠快；所以從出口密封並施加反向壓力還可能反向流動；所以如果最高點太高可能形成真空（勢能太大，兩端均無法達到）。

於是根據這些原理某些人為了在出口處保證低壓通過另一件裝置在該點附近用極高的流速噴射流體（另一種虹吸），噴泉、泵的工作原理也可以通過這些解釋，貌似扯遠了……

伯努利方程

同意 @陳小川的答案，補充下大氣壓的部分。缺少大氣壓是不能形成虹吸的。如圖（這裡假設液體不會因為壓強減小而氣化）

初始時，u形管中中充滿液體，兩頭分別浸入兩個容器中，然後逐漸直立u形管。如果管子長度足夠（跟液體密度有關，如：大氣壓能把水壓至10多米，具體數字這麼多年都忘記了），那麼u形管上端會形成真空。

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畫錯了，右邊得低一點，兩邊應該都是10米左右的高度（標準大氣壓）

有沒有人想到表面張力？經常有初三的學生會問這個，我也在思考。

參考young方程。

液體與固體之間具有潤濕作用。潤濕的作用使然，熱力學第二定率勝利。

看了這麼多我覺得是重力作用和分子間作用

虹吸現象是液態分子間引力與位能差所造成的，即利用水柱壓力差，使水上升後再流到低處。由於管口水面承受不同的大氣壓力，水會由壓力大的一邊流向壓力小的一邊，直到兩邊的大氣壓力相等，容器內的水面變成相同的高度，水就會停止流動。利用虹吸現象很快就可將容器內的水抽出。當然，重力在虹吸過程中也扮演了重要的角色。

第二種，我做實驗，揮髮油的提取，用的是索式提取法，就有個虹吸管，

你看看就知道了，應該是第二種答案。