《希罗喷泉》实验

一个适合低年级动手做的能理解大气压强原理的小实验

下面是2014 年3月6日晚8点，“跟孩子玩转科学”QQ群中由东莞市光明学校张国华老师分享的《希罗喷泉》实验过程，及其他热爱科学小实验的老师们的共同探讨内容，为突出主题，就省去了所有人的名字以及跟主题无关的一些内容，通用技术网站长将实验探究及讨论过程整理、增添一些内定并制作了相关的原理图，使其完整、规范，发布如下。

各位亲们，晚上好，今天我分享的实验是《希罗喷泉》。

实验材料：3个瓶子、吸管、软管、热熔胶枪、打火机、剪刀。

为什么叫希罗喷泉呢？它是有由来的。

希罗（公元10年－70年），是古希腊的一位著名的科学家和发明家。希罗有很多发明，比方希伦蒸汽机、风力机械装置、注射器等。最有趣的是一种自动售货机，向里面投入硬币，这台机器就会自动流出一定分量的“圣水”，很像现在的自动咖啡机。

普通喷泉：利用了连通器的原理。比方在山上修建一个蓄水池，用一根管子把池子里的水引到山下，因为山上水的液面高于山下，压力差会使山下水管里的水喷向空中，成为喷泉。

但是这种喷泉喷出的水会高于山顶的水池吗？显然不会，最多只能与山顶的水面等高，这是很简单的物理原理（水往低处流，如图下图示）。

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也有一些小孩制作如上右图所示这种喷泉：那就是用两根吸管、一个瓶子制成的简易喷泉。这种喷泉通过往里面吹气，使水喷出来。而希罗喷泉呢，它可是不用借助任何东西，可以“自动”喷起来哦，这么神奇又好看的喷泉，我们一起来学一学吧。

希罗喷泉：喷泉相当于建在山顶，但是喷出的水柱远高于山顶的蓄水池。仿佛它违反了最基本的物理定律，实现了“水往高处流”的现象。想想在几千年前的古希腊，那时候没有水泵也没有电动机，山顶的喷泉的确算是一个奇观。

★制作过程

1、打孔

在3个瓶盖上面各打两个孔，孔的大小与软管口径相当。孔尽量打圆一些，这样在连接软管的时候就少用一些胶。如果工具齐备的话，可以将瓶盖放在木板上，用适当大小的圆凿或带孔的钢管打孔，这样就更好一些，另外，也可以用加热的铬铁头来打孔，也能达到同样的效果（加热的铬铁头打的孔需要用木工刀清理），只是加工的时候要注意安全。

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2、制作接头

①先量取一段比瓶身长一点的软管，把这根软管连接相背的两个瓶盖（如上右图），用热熔胶固定。

再截取两根长软管，把剩下的瓶盖也连起来，如下图示。

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3、制作喷头

把一个瓶子的底部去掉（可适当多剪掉一点），将有瓶口的那段剪成好看的花瓣形，如上右图示，将喷管连接到这个花瓣形的瓶子里。

★操作方法

很快接头就做好了，等接头上的热熔胶完全冷却后，先把中间的瓶子装满水，再接上这3个瓶盖。然后再往最顶端的瓶子倒水，等到水经过A号瓶子流到底下C瓶子时，喷泉启动。

★科学原理

这么神奇的喷泉是怎么回事呢？为什么可以自动喷水？下面四幅原理图可以让大家理解。

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http://s1/mw690/003wbBbTgy6H7HUpMVq40&690          http://s13/mw690/003wbBbTgy6H7HVaDU04c&690

它的原理就是从A容器的水流入到C容器后，C容器中的气压增大，然后C容器中的气体就压入B容器，这个压力又把B容器中的水给挤上去，通过管子在A容器中形成喷泉。

讨论：如果H₁慢慢接近H₂时，由于两者之间的压力差越来越小，B容器中的气压慢慢地变小，喷泉喷出的高度也就越来越小，当H₁=H₂，因为二者没有了压力差，喷泉就不喷了。反过来，如是H₁比H₂越来越大，则在A容器中看到的喷泉高度也就越来越高。

另外，在B容器中装入带有颜色的水，而在A容器中加入清水，但看到的喷泉却是带有颜色的水。如是这几个瓶子是不透明的，在演示时，则看到这种很神奇的水变色的现象。如果让孩子们带着好奇心来做这样的科学小实验，则能大大地激发孩子们对科学的热爱。

正是有这样一种水从低处往高处喷的有趣现象，才让这个《希罗喷泉》备受人们的好奇与热爱。

（说明：本文另发在通用技术网www.tyjs.org的《科学活动》栏目。）