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机械联动喷泉装置

发布时间:2022-09-11 11:17:13

Ⅰ 希罗喷泉

读者们大概都知道一种普通形式的喷泉,这种喷泉相传是古代的力学家希罗设计的。我在这里先谈一下它的构造,然后再谈这种有趣装置的新的形式。希罗喷泉(图205)是由三个容器组成的,上面一个是没有盖的碟子(a),下面两个是密闭的球(b和小这三个容器用三根管子连了起来,连接的方法见图。在碟子a里装着一些水、球b里装满水、球c里装满空气的时候,喷泉就开始起作用了:水沿着管子从a流到c,把c里的空气排到球b里;球b里的水受到进来的空气的压力,就沿着管子往上冒,在容器a上形成喷泉。到球b里的水流完为止,也就是说它里面的水全部流进了球C里的时候,喷泉就停止喷水了。这就是希罗喷泉的老的形式。在今天,一位意大利学校教师已经改造了这种喷泉。这位教师由于自己的物理实验室设备太少,不得不运用自己的创造性来简化希罗的喷泉装置,结果他想出了一种用最简单的设备来制造新喷泉的方法。在新装置里,药瓶代替了球形容器,橡皮管代替了玻璃管或金属管。上面那个容器也不一定要穿孔,只要像图206的上图所画的那样,把橡皮管的一端放在里面也成。

经过这样改造以后的仪器,使用起来就十分方便:当瓶b里的水经过碟a全部流进了瓶C的时候,只要简单地把b、C两个瓶子换一下位置,喷泉就会重新喷水;不过不要忘记,同时也要把喷嘴移到另一条管子上去。

改造以后的喷泉还有一种方便的地方,就是使我们有可能任意变动容器的位置,来研究各个容器的水面之间的高度差对水流喷射高度的影响。

如果你想把喷泉的喷射高度加大好几倍,只要把这个装置下面的两个瓶里的水换成水银,空气换成水,同时把喷嘴移一下(图207)就可以做到。这个装置所起的作用是容易明白的:水银从瓶C流进瓶b的时候,就把瓶b里的水排出去,造成喷泉。水银的密度是水的13.5倍,我们知道了这点就可以算出,这时候的喷泉可以喷多么高。让我们用h1、h2、h3来表示各个液面之间的高度差。现在我们可以研究一下瓶C里的水银是用多大的力在向瓶b流去的。两瓶之间的连接管里的水银受到了两方面的压力。在右面对它起作用的是h2的这么一段水银柱的压力(这个压力等于13.5h2这么高的水柱的压力),加上h1这么高的水柱的压力。在左面起作用的是h3这么高的水柱的压力。总起来看,水银所受的压力等于这么高的水柱的压力:

13.5h2+h1-h3

但是,h2-h1=h2,所以我们可以用-h2来代替h1-h3,上面那个式子就变成

13.5h2-h2

也就是12.5h2。这样看来,水银压进瓶b里去的压力是一根高达12.5h2的水柱的重力。从理论上来说,喷泉喷射的高度应该等于两个瓶里的水银面的高度差的12.5倍。但是摩擦力会把这个理论上的高度稍微降低一些。

虽然是这样,这个装置仍旧使我们有可能得到很高的喷射水流。譬如说,为了使喷泉达到10米的高度,只要把一个瓶移到比另一个瓶大约高1米的位置就够了。奇怪的是,从我们的计算可以看出。碟a离水银瓶的高低对水流的高度一点没有影响。

Ⅱ 喷泉实验装置原理是什么

根据克拉伯龙方程(也称理想气体状态方程):PV=nRT,推出P=(nRT)/V (R为常数)。

要使P变小,可改变n、T、V中的一个变量。

所以减小气压的方法有三种:①减少气体的物质的量(n);②降低气体的温度(T);③增大气体的体积(V)。

减少气体的物质的量有两种方法:物理方法与化学方法。

物理方法可把气体抽走或物理溶解,化学方法可通过化学反应或化学溶解;降低气体的温度,我们可以采用冷水浇注或用湿毛巾放于瓶底,也可以把装置转移入较低温的环境;而增大气体的体积,可以采取,升高温度(如:用热水浇注或热毛巾放于瓶底)或改变容器的体积的方法。

对于用化学方法来减少气体的物质的量的方法又和气体的溶解度、吸收液的种类有关。

①气体溶解性大小会对喷泉的形成产生影响。如,易溶于水的气体、在水中溶解度不大的气体、难溶于水的气体;由于它们在水中的溶解度不一样,从而就使得压强的减少不一样,是喷泉能否产生以及喷泉大小的关键。

②吸收液的种类也会对喷泉的形成产生影响,不同的吸收液,与气体之间能否反应、气体在其中溶解度的大小,都决定了喷泉实验的成功与失败

实验过程

实验者用滴管把少量的水挤入一个充满了氨气的干燥容器中。氨气溶解在水中,使容器内产生负压。因此更多的水在大气压的作用下从另一个入口处进入,产生喷泉效应。这一演示实验可用于向初学者介绍气体溶解度和气体定律等基本概念。

其他在水中具有相对较高溶解度的气体,例如氯化氢气体或二氧化硫气体,可用于替代氨气使用。

改进

改进之一是加入酚酞或紫甘蓝作为指示剂,产生彩色效果;另一种方法则是将氨气换成液体蒸汽(如水蒸气)。在这种情况下,实验者需要加热盛有少量水的容器,使之全部变为水蒸气,然后将容器快速降至室温。当其蒸汽压高于室温蒸汽压时,蒸汽会自发凝结为液态,从而产生相似的效果。

以上内容参考网络-喷泉实验

Ⅲ 古代没有机电设备喷泉是怎样运作的

喷泉是一种将水或其他液体经过一定压力通过喷头喷洒出来具有特定形状的组合体,提供水压的一般为水泵,经过多年的发展,现在已经逐步发展为几大类:音乐喷泉;程控喷泉;音乐+程控喷泉;激光水幕电影;趣味喷泉等,加上特定的灯光、控制系统,起到净化空气,美化环境的作用。

喷泉原是一种自然景观,是承压水的地面露头。园林中的喷泉,一般是为了造景的需要,人工建造的具有装饰性的喷水装置。喷泉可以湿润周围空气,减少尘埃,降低气温。喷泉的细小水珠同空气分子撞击,能产生大量的负氧离子。因此,喷泉有益于改善城市面貌和增进居民身心健康。

国外的喷泉

列宁格勒的彼得宫喷泉

喷泉起源很早,公元前6世纪在巴比伦空中花园中已建有喷泉。古希腊时代就已由饮用水的泉逐渐发展成为装饰性的泉。有一种说法认为,喷泉起源于伊斯兰国家的斋戒沐浴给水方法。在伊斯兰园林中,喷泉或沿轴线布置,或作为局部构图的中心。文艺复兴时期喷泉技术有很大的发展,这一时期的喷泉多与雕像、柱饰、水池等结合造景。有名的喷泉如意大利伊斯特别墅的著名“百泉步道”和莱恩脱的喷泉水渠。当时还从事水趣音响设计。如著名的猫头鹰喷泉,有一群铜鸟啁啾,猫头鹰一声尖叫之后,顿时鸦雀无声,稍停片刻,铜鸟又喧闹起来。有的喷泉同雕像、叠落的瀑布结合起来造景,如埃斯特别墅中的“水风琴”等。17-18世纪,喷泉在欧洲城市盛极一时。著名的如法国凡尔赛宫的太阳神喷泉,俄国彼得宫的带雕像群的大瀑布喷泉。罗马有3000多个喷泉,被称为喷泉之城。也有一些寓意很深的喷泉小品,如布鲁塞尔的于廉喷泉。它刻画了一个正在聚精会神地撒尿的孩子,相传敌军侵占布鲁塞尔后要炸毁城里的珍宝馆,小于廉发现燃烧着的导火线,急中生智,朝导火线撒了一泡尿;珍宝馆保住了,小英雄却壮烈牺牲。为了表彰他的功绩,1619年建造了这个喷泉。到20世纪,喷泉发展成为一种大型水雕塑,用水柱构成各种形态。如日内瓦莱蒙湖上耸入云表的大喷泉,建于1958年,它用两台1360马力的水泵,将水喷到145米的高空。夜晚,巨型探照灯照射着银色水柱直划夜空,景色壮观。英国伦敦的诺姆甲堡喷泉,高2.7米,由一个造型优美、形状不规则的金属壳体构成,在壳体边缘喷射出两个水的曲面造型。壳体的底部可以转动,喷水的压力可以调节,能形成多姿多彩的水造型。美国西雅图的一个喷泉,由两根粗大的不锈钢弯管组成,水由沿管壁安装的很多小喷嘴喷出,造成实体水柱的感觉。它的喷水量由人工控制,能形成富有雕塑味的水造型。现代技术的应用,产生了各种自控喷泉。日本的“会跳舞的喷泉”、美国的“华尔兹舞喷泉”,在彩色灯光的照射下,水花能随着音乐的旋律翩翩起舞。法国巴黎的德方斯广场上,有著名的“阿加姆”音乐喷泉,建于1980年,66个喷头呈“S”形布置,喷出1-15米高的水柱,能表演格什温的《蓝色狂想曲》、柴可夫斯基的《悲怆交响曲》、佩潘和阿乐纳德合作的《水上芭蕾舞曲》等十多个精彩节目。随着音乐的变化,水柱有时轻歌曼舞,有时又挺拔高耸,在绚丽多彩的水柱间还配有鲜艳夺目的火花。火花是由特制的火花喷射管喷出的,与水花交织在一起,景观奇妙。日本的水力喷射动物园,在一个直径10米水池内,安装着6036个旋转的喷头。它们能喷射出老虎和狮子搏斗、老鹰和羚羊厮杀等奇妙的场面。这些喷泉多是利用电脑控制水、光、音、色,使喷泉艺术进入崭新的时代。

中国的喷泉

中国古典园林崇尚自然,力求清雅素静,富于野趣。在园林理水方面重视对天然水态的艺术再现。对于人工造成动态水的喷泉应用较少。《汉书·典职》记载:在汉上林苑中有“激上河水,铜龙吐水,铜仙人衔杯受水下注”的设施。《贾氏谈录》记载:“唐代华清宫御汤池中“有双白石莲,泉眼自瓮口中涌出,喷注白莲之上”。《洛阳名园记》记述董氏西园中有水自花间涌出。有的水景保存至今,如建于南宋淳佑年间(1241-1252)杭州黄龙洞的黄龙吐水。18世纪,西方式的喷泉传入中国。1747年清乾隆皇帝在圆明园西洋楼建“谐奇趣”、“海晏堂”、“大水法”三大喷泉。“大水法”的中央水池中有十只铜狗,口中齐射急流,直指铜鹿,称为“猎狗逐鹿”。在“海晏堂”,有身穿罗汉袍的“十二生肖”像,每个生肖都能喷水,用以报时。这是由人工操纵的提水机械——龙尾车扭水旋转上升,形成高位水,由机械控制,每隔一个时辰(相当两小时)由十二生肖依次喷水,到正午时分,十二个生肖同时喷水。近年来,随着城市现代化的发展,中国先后在北京的双秀园、天坛公园等和城市广场中建造了时控喷泉、彩色声控喷泉、可移动式喷泉和微电脑控制的音乐喷泉。

Ⅳ 这种喷泉装置叫什么

水景喷泉。现代音控、电子技术,加上按设计程序控制水、光、音、色形成科技水平较高的其已经关,并且运用计算机进行控制,配合激光造影,这些都能够直观地显示现代科学技术发展的水平。
壁泉:由墙壁、石壁和玻璃板上喷出,顺流而下形成水帘和多股水流。
涌泉:水由下向上涌出,呈水柱状,高度0.6-0.8m左右,可独立设置也可以组成图案。
间歇泉:模拟自然界的地质现象,每隔一定时间喷出水柱和汽柱。
跳泉:射流非常光滑稳定,可以准确落在受水孔中,在计算机控制下,生成可变化长度和跳跃时间的水流。
雾化喷泉:由多组微孔喷泉组成,水流通过微孔喷出,看似雾状,多呈柱形和球形。小品喷泉:从雕塑伤口中的器具(罐、盆)和动物(鱼、龙)口中出水,形象有趣。
组合喷泉:具有一定规模,喷水形式多样,有层次,有气势,喷射高度高。
旱喷泉,又叫旱地泉:放置在地下,喷头和灯光设置在盖板下端,喷水时,水柱通过盖板筚子或花岗岩铺装孔喷出,流回落到广场硬质铺装上,沿地面坡度排出。

Ⅳ 跪求喷泉实验的原理,装置,注意事项,具体操作及视频

视频就没拉,资料就有

喷泉实验
【制作方法】

取一玻璃瓶,瓶口塞入一打孔胶塞。塞孔中插入一尖嘴玻璃管,外端套一胶管
【使用方法】

用注射器从瓶内抽气若干次,然后用弹簧夹夹紧胶管。将玻璃瓶倒置于水槽中。去掉弹簧夹,则见有水经胶管从玻璃管尖嘴喷出,形成喷泉

【参考资料】

若在瓶中装满烫水(70-100℃),倒出热水后,迅速塞紧带尖嘴玻璃管的橡皮塞,并马上倒放过来,插入水槽的水中,同样可见喷泉现象。注意:过热的瓶子不能浸入冷水之中,以免瓶子炸裂。

喷泉实验是一个富有探索意义的实验,在高中化学教学中具有重要的地位。实验的基本原理是使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差,利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内,在尖嘴导管口形成喷泉(如图1)。这类实验的要求是:①装置气密性良好;②所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体快速反应。能进行喷泉实验的物质通常有以下几组:

气体(a)
液体(b)
液体(c)
实验原理

NH3


NH3溶解度为1:700

HCl


HCl溶解度为1:500

CO2
NaOH溶液
NaOH溶液
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

SO2
NaOH溶液
NaOH溶液
2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O

Cl2
NaOH溶液
NaOH溶液
2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O

NO2


3NO2+H2O=2HNO3+NO(不能充满)

喷泉实验能形象地说明某些气体极易溶于水(或特定溶液)。根据其原理进行拓展还可以探讨喷泉实验的多种应用。

一、根据实验装置和条件拓展

例如,2002年全国理综试题第29题给出如图2所示的装置,要求说明引发喷泉的方法。

通过分析产生喷泉现象的原理,不难发现。只要打开止水夹,用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热,氨气受热膨胀,赶出玻璃管内的空气,氨气与水接触后迅速溶解,使烧瓶内压强减小。就能发生喷泉。

二、根据实验中出现的问题拓展

例如,某同学用HCl气体做喷泉实验时,喷入烧瓶内的水不足烧瓶容积的1/3,其原因不可能是( )。

(A)烧瓶潮湿 (B)装置气密性不好 (C)水里没有加石蕊试液 (D)烧瓶内未集满HCl

喷泉实验失败的原因很多,要弄清本质进行大胆假设。很明显(A)(B)(D)都能使喷入烧瓶内的水不足烧瓶容积的1/3,所以答案为(C)。

三、根据实验中发生的现象拓展

如图3所示,甲学生在烧瓶中充满O2,并在反匙燃烧匙中加入一种白色固体物质,欲做O2的喷泉实验。实验开始,用凸透镜将日光聚焦于反匙燃烧匙中的固体,燃烧匙内出现一阵火光和白烟。等一会儿,打开橡皮管上的止水夹。看到有美丽的喷泉发生。请问他在反匙燃烧匙中加入了什么物质?

综合分析上述实验中产生的现象,结合喷泉实验的原理,我们会很容易想到反匙燃烧匙中加入的物质是白磷。白磷与烧瓶内的O2反应生成P2O5固体,使烧瓶内压强减小。打开止水夹后烧杯中的水被压入烧瓶内形成喷泉。

四、根据实验中的生成物拓展

喷泉实验是不是只能喷液体,能不能喷出别的什么物质呢?

如图4装置,实验前a、b、c活塞均关闭。若要在该装置中产生喷烟现象,该怎样操作?若想在该装置中产生双喷泉现象,该怎样操作?

分析:挤压胶头滴管,滴管中的水溶解右瓶中的部分NH3使瓶内压强减小。打开活塞a、b,左瓶中的HCl进入右瓶生成NH4Cl固体而产生喷烟现象。若此时打开活塞c,则烧杯内的水会压向左右两个烧瓶,在左瓶中产生红色喷泉,在右瓶中产生蓝色喷泉。

五、根据实验中的反应物拓展

是不是只有无机物气体才能产生喷泉现象呢?

把充满乙烯的圆底烧瓶用带有尖嘴导管的橡皮塞塞紧,按图5安装好仪器。

松开弹簧夹A,通过导管C向盛溴水的锥形瓶中鼓入空气,使约10 mL溴水压入烧瓶,再把弹簧夹A夹紧。振荡烧瓶,溴水很快褪色,有油状物生成,烧瓶内形成负压。松开弹簧夹A,溴水自动喷入。喷入约10 mL溴水后,再把弹簧夹A夹紧,振荡烧瓶,溴水又很快褪色。如此重复操作几次。当喷入的溴水颜色不能完全褪尽时,说明烧瓶中的气体已经完全反应。松开弹簧夹B,让蒸馏水喷入烧瓶也可形成喷泉。只要反应完全,液体几乎可充满整个烧瓶。

六、关于生成物浓度的计算拓展

例如,同温同压下两个等体积的干燥烧瓶中分别 充满①NH3 ②NO2,进行喷泉实验,经充分反应后烧瓶内溶液的物质的量浓度为 ( )

(A)①<② (B)①>② (C)①=② (D)无法确定

分析:①设烧瓶的体积为V L,则充满NH3后气体的物质的量为mol。发生喷泉现象后,烧瓶将充满溶有NH3的溶液,即溶液的体积为V L,所以烧瓶内溶液的物质的量浓度为mol/L。

②设烧瓶的体积为V L,则充满NO2后气体的物质的量为 mol。发生如下反应:3NO2+2H2O=2HNO3+NO,反应后生成HNO3的物质的量为 mol。由于剩余L气体,所以烧瓶中溶液的体积为L,因此烧瓶内溶液的物质的量浓度也为mol/L。所以答案选(C)。

七、根据实验原理反向思维拓展

通常的喷泉实验是设法减小烧瓶内压强形成负压,使液体喷入烧瓶。能不能增大外面的压强将液体压入烧瓶呢?请看以下两个例子。

①如图6装置,在锥形瓶中加入足量的下列物质,能产生喷泉现象的是( )

(A)碳酸钠和稀盐酸 (B)氢氧化钠和稀盐酸

(C)铜和稀硫酸 (D)硫酸铜和氢氧化钠溶液

分析:碳酸钠和盐酸反应能产生大量的CO2气体使锥形瓶内的压强增大,从而将反应混合物压入烧瓶。也能形成喷泉。所以答案选(A)。

②如图7装置,在锥形瓶外放一个水槽,瓶中加入酒精,水槽中加入冰水后,再加入足量的下列物质,产生了喷泉,问水槽中加入的物质可以是( )

(A)浓硫酸 (B)食盐 (C)硝酸钾 (D)硫酸铜

分析:浓硫酸溶于水放热,可使锥形瓶内的酒精部分气化而使锥形瓶内压强增大,将酒精压入烧瓶形成喷泉。答案为(A)。

因此,通过化学反应或某些物理方法使烧瓶外面的压强大于烧瓶里面的压强也能形成喷泉。

以上两例的原理实际上就是人造喷泉和火山爆发的原理。

八、喷泉原理的迁移拓展

如图8所示,锥形瓶内盛有气体X,滴管内盛有液体Y。若挤压滴管胶头,使液体Y滴入锥形瓶中,振荡,过一会儿,可见小气球a鼓胀起来。气体X和液体Y不可能是( )

X
Y

A
NH3
H2O

B
SO2
NaOH溶液

C
CO2
6mol/L H2SO4溶液

D
HCl
6mol/L Na2SO4溶液

分析:当滴入的液体Y将锥形瓶中的气体X溶解或发生反应后,使锥形瓶中的压强减小,大气压通过导管将空气压入小气球a使它鼓胀起来。因此,不符合条件的只有(C)。这个实验虽然没有产生喷泉现象,但它的原理跟喷泉实验原理是相同的

Ⅵ 西门子s7-200,plc花样喷泉毕业设计

根据plc结构

Ⅶ 自动喷泉小制作方法

科学小制作喷泉的材料:三个空的矿泉水瓶、三根胶管,水族箱用的胶管比较好用,实在没有的话,饮料吸管也行,长度分别为20,30,40厘米、少量胶水。

自制希罗喷泉DIY工具:电钻(任何能打小孔的工具都行),钻头直径要和胶管外径差不多、剪刀。

自制希罗喷泉步骤:第一步:首先我们来制作喷泉的贮水池,用剪刀将其中一个瓶子剪成下列形状。第二步:接下来就是钻孔了,每个瓶盖都要钻两个小孔,注意安全,叫小朋友站远点。第三步:然后将第一个钻好的瓶盖倒扣在第二个瓶子的瓶盖上,透过第一个瓶盖钻好的孔去加工第二个瓶盖,这样就可以保证所有的瓶盖钻孔的位置都是一致的。使用同样的。第四步:零件都加工好了,我们来装配它吧。示意图如下,相信大家都很容易看懂。

自制希罗喷泉DIY教程注意事项:保证所有的接口处都要保证是密闭的;一号管20厘米,二号馆30厘米,三号管40厘米;使用胶水封闭管子与瓶盖的接口处;请确保胶管都处在适当的高度,参考装配图。

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