虹吸

虹吸（siphonage）是利用液面高度差的作用力現象，將液體充滿一根倒U形的管狀結構內後，將開口高的一端置於裝滿液體的容器中，容器內的液體會持續通過虹吸管向更低的位置流出。出自宋代蘇軾《東坡志林》。

虹吸的實質是因為液體壓強和大氣壓強而產生。因為h1<h2,，所以根據帕斯卡定律p=ρgh，裝置中左管中的液體壓強小於右管的液體壓強，另外，在B點跟C點分別有大氣壓的作用，大氣壓表現為上低下高，但在此處B點與C點高度相對地球的大氣壓計算高度來說，可以忽略兩者間的大氣壓強差值。所以，p1=ρgh1>ρgh2=p2，那么在A左端的壓強就大於A右端的的壓強，在大氣壓和液體壓強的共同作用下，水朝一個方向移動。

特別提醒：（1）這不是什麼連通器，連通器的概念是上端開口下端連通的儀器；（2）這裡面有液體壓強，也有大氣壓的作用，辟如沒有大氣壓的作用，只有液體壓強，那么管子中的水就會以A點為界線，左端往左流，右端往右流，中間形成一段真空層。

基本介紹

• 中文名：虹吸
• 外文名：syphonage
• 所屬學科：物理學
• 套用領域：市政排水，金融
• 原理：液體壓強、大氣壓強

虹吸發現

中國人很早就懂得套用虹吸原理。套用虹吸原理製造的虹吸管，在中國古代稱“注子”、“偏提”、“渴烏”或“過山龍”。東漢末年出現了灌溉用的渴烏。西南地區的少數民族用一根去節彎曲的長竹管飲酒，也是套用了虹吸的物理現象。宋朝曾公亮《武經總要》中，有用竹筒製作虹吸管把峻岭阻隔的泉水引下山的記載。中國古代還套用虹吸原理製作了唧筒。唧筒是戰爭中一種守城必備的滅火器。宋代蘇軾《東坡志林》卷四中，記載了四川鹽井中用唧筒把鹽水吸到地面。

其書載：以竹為筒，“無底而竅其上，懸熟皮數寸，出入水中，氣自呼吸而啟閉之，一筒致水數斗。“明代的《種樹書》中也講到用唧筒激水來澆灌樹苗的方法，對於虹吸原理，中國古代也有論述。

漢朝的發明虹管燈也套用了這個原理，虹管燈也稱釭燈，其燈體有虹管，燈體為帶空腔的容器，內部盛清水，利用虹管（導煙管）將燈罩內的煙火導入燈體溶於水中，就可淨化空氣。南北朝時期成書的《關尹子·九藥篇》說：“瓶存二竅，以水實之，倒瀉；閉一則水不下，蓋（氣）不升則（水）不降。井雖千仞，汲之水上；蓋（氣）不降則（水）不升。”有兩個小孔的瓶子能倒出水，如果閉住一個小孔，另一個小孔外面的空氣壓力會比瓶里水的壓力大，水就流不出來。

唐代王冰《素問》注中，有關大氣壓力的物理現象記述得較清楚，王冰曰：“虛管溉滿，捻上懸之，水固不匯，為無升氣而不能降也；空瓶小口，頓溉不入，為氣不出而不能入也。”指出一個小口的空瓶灌不進水是因為瓶里氣體出不來。

宋代俞琰在《席上腐談》中補充了前人的發現，說；“予幼時有道人見教，則劇燒片紙納空瓶，急覆於銀盆水中，水皆湧入瓶而銀瓶鏗然有聲，蓋火氣使之然也；又依法放於壯夫腹上，挈之不墜。”在空瓶里燒紙，由於火把瓶里的氧氣消耗掉，火熄滅後瓶里就形成負壓，造成一定的真空，瓶外的空氣壓力就把瓶緊緊地壓在人腹上。如果把瓶放在水裡，水就立即湧入瓶里。

明代莊元臣在《叔苴子·內篇》中也指出把葫蘆勺倒壓入水中，水並沒有進入葫蘆里，這是因為葫蘆里有空氣。

虹吸原理

物理現象

管內最高點液體在重力作用下往低位管口處移動，在U型管內部產生負壓，導致高位管口的液體被吸進最高點，形成虹吸現象。

圖例說明

右圖針對“管口氣壓差”說，如圖，由於兩邊的氣壓基本相同，高位管口由於伸入液面的深度遠低於低位管口伸入液面的深度，故從管口處來說，低位管口處的壓強要大於高位管口處的壓強，但液體仍會從高位容器流入低位容器。之所以會產生這種現象，是因為這裡的壓力僅僅只能傳導到液體的上表面。所以低位的杯子裡的管子雖然壓力較高，但是無法傳導到高位杯子裡去，所以也無法阻止液體下落。

虹吸套用

工程套用

上個世紀60年代，瑞典的幾位科學家把虹吸的原理套用到現代建築上去，最初解決了建築屋面的雨水排水系統，當時在研究的初期，採用的是一種滿管壓力流的系統，從而在管道式屋面雨水排放系統方面取得了重大突破。虹吸原理在建築排水，市政排水，水利工程等各方面均有套用。

金融套用

虹吸金融理論認為技術面分析可以解決基本面對於利用內幕訊息進行盈利群體，導致的基本面分析失效的局面，比如一個國家利用製造緊張關係影響商品價格進行風險投資盈利，這在金融信息化高度發達的現代社會是完全可能的，國際經濟一體化已經形成了可以容納國家財富的規模市場，如果利用內幕訊息套利，在基本面有時非常難以判斷，技術面就解決了這種不足，技術分析不是萬能的，但沒有技術分析的獨立基本面分析顯然無法規避許多未知事件。例如，一個軍事爭端地區決定進行和談，如果這對國際社會穩定起到重要作用，同時國際黃金市場足夠容納這個國家的大筆對沖資金，該地區國家完全有可能利用黃金市場進行風險放大交易牟利，如果單從基本面分析，很難把握該事件的進展情況，但如果從技術面分析，則可以從相關市場數據得出正確的判斷。在實際運用中，虹吸理論對各種實際投資品種投資有不同的認識，對紙黃金和實物黃金投資的理解為，長期持有將獲得可靠的收益，由於黃金儲量有限，而不斷的加工使用和新需求增加，則會使包括黃金礦產儲備在內的實際需求缺口增加，同時，有限的資源消耗會帶動黃金價格上揚。虹吸理論對黃金保證金交易有三個方面的理解：第一、風險投資。第二、黃金產品套利。第三、黃金產品套期保值。