塑料瓶“造”喷泉
2023-05-30李建陈青
李建 陈青
在公园、广场、小区等地方,我们经常能够看到喷泉。作为城市中的“风景”之一,喷泉能够改善环境,喷出的微小水滴与空气分子发生碰撞产生大量负氧离子,对人体也有益处。
利用废弃的塑料瓶,我们可以制作简易喷泉,在锻炼动手能力、提高自身创新素养的同时,享受喷泉带来的愉悦。
一、制作材料与工具
空塑料瓶、瓶盖、吸管、废弃泡沫、热熔胶、电烙铁、美工刀、记号笔、刻度尺,如图1所示。
二、制作方法与步骤
简易喷泉由底座、蓄水池、喷池三部分构成。我们先制作蓄水池,调节好吸管的长度后,再完成喷池部分,最后安装底座。
(一)制作蓄水池
第一步:打孔
取两个空塑料瓶A、B。用记号笔分别在空塑料瓶A和空塑料瓶B距离底部约3 cm和4 cm处做两个圆点标记,并在空塑料瓶B圆点标记的对侧距离底部3 cm和3.5 cm处再做两个圆点标记。接着,用电烙铁在标记处烙出圆形小孔。如图2、图3所示。
第二步:安放吸管
用美工刀截取3段长度不同的吸管,把空塑料瓶A和空塑料瓶B并排放置,圆孔相对,再将吸管穿过圆孔置于空塑料瓶内,其中两根吸管的一部分在空塑料瓶B外。然后,取两个瓶盖放在两个空塑料瓶之间,用热熔胶将两个空塑料瓶和两个瓶盖固定。最后用热熔胶封住吸管和圆孔边缘之间的缝隙。如图4、图5、图6所示。
(二)制作喷池
取另一个空塑料瓶,用美工刀将塑料瓶沿瓶身收口处分割,留下带盖部分,如图7所示。用电烙铁在瓶盖上烙出两个相距0.5 cm的小孔,将蓄水池B(空塑料瓶B)顶端的两根吸管穿过瓶盖孔,再用热熔胶封住吸管和瓶盖孔边缘之间的缝隙。如图8、图9所示。
(三)制作噴池底座
用热熔胶将泡沫固定在蓄水池A(空塑料瓶A)下方,如图10、图11所示。
三、操作过程与展示
(一)往蓄水池内倒水
往喷池口倒水,直到蓄水池A蓄满水,如图12所示。将装置倒置,使蓄水池A里的水全部流入蓄水池B,如图13所示。
(二)往喷池内注水
将装置正放,往喷池口注水,如图14所示,观察现象。
四、实验现象与原理分析
(一)实验现象
水从喷池上方的吸管喷出,效果如图15所示。
(二)原理分析
空气内部和液体内部都存在压强。简易喷泉利用不同容器间的水位差产生势能,驱动水在一定压强下喷射。第一次注水并倒置容器,目的是让蓄水池B蓄满水。第二次注水时,喷池内的液体流入蓄水池A,使蓄水池内气压增大,从而将水从蓄水池B压到与喷池连接的吸管内,水就会一直往外喷射。
科技知识窗
最古老的喷泉实例是根据古希腊物理学家、数学家亚历山大港的希罗在公元1世纪设计的原理制成的。希罗发现,两个具有一定高度差的大容器(A、C)通过管连接形成连通器,会造成很大的压力差。利用这种压力差,可将另一个容器(B)中的水通过A容器的喷嘴喷出,形成喷泉,喷泉的高度可能高出B容器的液面许多。图17是陈列在重庆科技馆内的“希罗喷泉”。
(栏目编辑 阳丹彦)