杯中的美酒哪儿去了.docx

上海科技馆
杯中的美酒哪儿去了
（脚本）

（讲述民间故事）
明代洪武年间，官府在景德镇开设“御器厂”专门为皇宫制造御瓷。当时的景德镇隶属于江西浮梁县。浮梁县令为了讨好皇帝，指令瓷工半年内制出一种“九龙杯”进贡皇帝。洪武皇帝朱元璋看着艺术珍品“九龙杯”爱不释手，便使用这种珍品盛酒宴请文武大臣。在宴会上，洪武皇帝有意奖赏几位心腹大臣多喝一点酒，特意为他们把御酒倒得满满的，而对一些平时喜欢直言不讳、进谏忠言的大臣则将酒添得浅浅的。结果事与愿违，那几位被皇上有意照顾的大臣滴酒未喝，御酒全部从九龙杯中“消失”了，而其他大臣都高高兴兴地喝上了皇帝恩赐的御酒。皇帝对此甚是不解。在座的观众朋友们，有没有哪位可以为我们的皇帝解开这个谜团呢？酒杯中的酒又到哪里去了呢？
我们现在看到的这个杯子就是九龙杯了。

Q：请大家发挥自己的聪明才智，想一想酒杯中的水到底去了哪里？
（请观众上台观察过程、解答问题）
A：其实九龙杯是运用了虹吸原理而制成的，而酒杯中的水注入过满，恰好满足了虹吸现象的产生条件，杯中之水就被“吸”走了。

虹吸现象就是连通器的原理。加在密闭容器里液体上的压强，处处都相等。虹吸管里灌满水，没有气，来水端水位高，出水口用手掌或其他物体封闭住。此时管内压强处处相等。一切安置好后，打开出水口，虽然两边的大气压相等，但是来水端的水位高，压强大，推动来水不断流出出水口。
让我们来做个试验，了解一下虹吸现象是如何形成的。
（在饮料瓶中装满水，将塑料管一头放入饮料瓶底端，另一头放入未放水的饮料瓶中，用吹气球将塑料管中的空气吸出，水就会一直向外流，直到饮料瓶内水面低于瓶中塑料管管口。）
通过实验，我们了解了虹吸现象的产生原理。那么，我们现在变换一下塑料管的放置方式，观察一下会有什么情况发生。
（将水慢慢倒入瓶中，当水没过瓶中塑料管弯曲点时，瓶中的水会全部经过塑料管流出。）
由此联想到九龙杯，大家想一想，杯中的水到底藏到哪里去了呢？
原来，九龙杯中也存在有一个虹吸管，杯中的虹吸管呈倒“U”字放置，将杯中注水，水如果没有没过虹吸管的顶端，水杯中的水就不会有任何变化；当注入的水没过虹吸管顶端时，虹吸管就产生了虹吸现象，将水“吸”入杯子底部。

Q：有没有观众可以将杯中之水的下落找到？
（观众互动）
A：在九龙杯下部有一个蓄水处。

（揭开谜底，当众演示如何找出杯中之水。）
九龙杯的谜底被我们揭开了，这个杯子特性我们也了解了。入注水很浅时，杯中的水就滴水不漏；相反，想把酒杯灌满，那么杯中之水就会流尽。

Q：那在我们的现实生活中有没有利用了虹吸原理的事物呢？
（观众互动）
A：医院中吊针、加油站油枪、诱导式太阳能热水器等。

（说明）

观察虹吸现象（一）
道具：
塑料量杯2只、塑料软管1根、吸气球1只、清水1杯。
操作：
将两只量杯通过塑料软管连通，其中一只放于稍高处。将清水注入高处的瓶中，用吸气球将塑料管中的空气吸出，水会由高处瓶子流向低处的瓶子。
当低处的塑料瓶举高，瓶中的液面与高处瓶中液面等高时，看看水流流向有什么变化？这时，水会停止流动。
继续举高塑料瓶，使其超过原先处于高位的塑料瓶，再观察一下水流流向的变化。水会反向流动。
可以发现，当两个容器连通时，如果容器中液面高度不同，那么位于高处的液体会流向低处，直到容器中液面高度相同。
原理：
虹吸现象是利用连通管内流体柱的压力差，使液体上升后再流到低处的现象。将两个容器用软管连通，如果两个容器内液面高度不同，液体就会由高液面处流向低液面处，直到两个容器内的液面高度相同。
虹吸现象的产生条件：（1）吸管内充满液体；（2）出水口水位低于进水口水位；（3）吸管的最高点距高处水面的高度不能大于大气压支持的水柱高度。

观察虹吸现象（二）
道具：
饮料瓶1只、剪刀1把、塑料软管1根
操作准备：
将塑料瓶底端剪去，在瓶盖上开一个小口并将软管穿过小口置于瓶中。将软管管头弯曲放置，形成一个倒“U”字。
操作：
将水慢慢倒入瓶中，瓶中的水不会发生流动；当水没过瓶中软管弯曲点时，瓶中的水会经过软管流出，直到瓶中的水流尽为止。
原理：
向瓶中缓缓注水，由于软管的一个端口在塑料瓶中，所以软管中的水面也会随着注水的高度上升，当水位达到软管的弯曲处时，继续注水，软管中的水会受到重力作用，通过弯曲处继续流动。同时，倒置的软管的一端放置在瓶中，而另一端位于瓶口的下方，两个端口存在高度差，因此引发了虹吸现象。

上海科技馆