連通器簡(jiǎn)介

連通器定義

上端開(kāi)口相通，或底部相通的容器叫連通器。

連通器性質(zhì)

兩端開(kāi)口或相通的目的其實(shí)是防止大氣壓強(qiáng)對(duì)液面的干擾，如果把連通器里的液體都看成一個(gè)整體，那么同一深度壓強(qiáng)相同時(shí)才會(huì)靜止，如果同一深度壓強(qiáng)不同，液體會(huì)向低壓的地方流動(dòng)直到平衡。但是如果某一個(gè)液面上被施加了一個(gè)額外的力，這個(gè)位置的液體壓強(qiáng)就會(huì)疊加（如果液體上方有氣體，就是疊加氣體的壓強(qiáng)）。為了保證兩個(gè)（或多個(gè)）液面上施加的都是同一個(gè)大氣壓強(qiáng)，所以要兩端開(kāi)口。其實(shí)如果把整個(gè)連通器封閉也可以，不過(guò)兩個(gè)液面上的空氣必須連通（就好比把兩個(gè)連通器對(duì)接并密封）

把一根橡皮管兩頭舉起不讓液體出來(lái)就是連通器，把兩頭對(duì)接在一起變成一個(gè)環(huán)也是連通器。

應(yīng)用：鍋爐的液位計(jì)就是在邊上連通一根透明管子，上下兩端都連進(jìn)鍋爐。

茶壺壺嘴和壺身就是好比是連通器的兩個(gè)管子。

連通器原理

連通器的原理可用液體壓強(qiáng)來(lái)解釋。若在U形玻璃管中裝有同一種液體，在連通器的底部正中設(shè)想有一個(gè)小液片AB。假如液體是靜止不流動(dòng)的。左管中之液體對(duì)液片AB向右側(cè)的壓強(qiáng)，一定等于右管中之液體對(duì)液片AB向左側(cè)的壓強(qiáng)。因?yàn)檫B通器內(nèi)裝的是同一種液體，左右兩個(gè)液柱的密度相同，根據(jù)液體壓強(qiáng)的公式p=ρgh可知，只有當(dāng)兩邊液柱的高度相等時(shí)，兩邊液柱對(duì)液片AB的壓強(qiáng)才能相等。所以，在液體不流動(dòng)的情況下，連通器各容器中的液面應(yīng)保持相平。（理想模型法）

連通器的特點(diǎn)是只有容器內(nèi)裝有同一種液體時(shí)各個(gè)容器中的液面才是相平的。如果容器傾斜，則各容器中的液體即將開(kāi)始流動(dòng)，由液柱高的一端向液柱低的一端流動(dòng)，直到各容器中的液面相平時(shí)，即停止流動(dòng)而靜止。如用橡皮管將兩根玻璃管連通起來(lái)，容器內(nèi)裝同一種液體，將其中一根管固定，使另一根管升高、降低或傾斜，可看到兩根管里的液面在靜止時(shí)總保持相平。

連通器在生產(chǎn)實(shí)踐中有著廣泛的應(yīng)用，例如，水渠的過(guò)路涵洞、牲畜的自動(dòng)飲水器、鍋爐水位計(jì)，以及日常生活中所用的茶壺、灑水壺等都是連通器。世界上最大的人造連通器是三峽船閘。

所謂連通器，是液面以下相互連通的兩個(gè)或幾個(gè)容器。盛有相同液體、液面上壓力相等的連通器，其液面高度相等。

（1） 連通器盛有相同液體，但液面上壓力不等，則液面的壓力差等于連通器兩容器液面高差所產(chǎn)生的壓差。

（2） 連通器液面上壓力相等，但兩側(cè)有互不相混的不同液體，自分界面起兩液面之高度與液體密度成反比。

連通器原理在工程上有著廣泛的應(yīng)用。如各種液面計(jì)（水位計(jì)、油位計(jì)等），水銀真空計(jì)，液柱式風(fēng)壓表，差壓計(jì)，煤氣漏氣的檢測(cè)裝置等，都是應(yīng)用連通器原理制成的。

在g（重力加速度）≠0且其相對(duì)于連通器內(nèi)的各個(gè)部分的值都相等的情況下，向連通器內(nèi)注入同一種密度均勻的液體，當(dāng)液體相對(duì)于連通器靜止時(shí)，連通器的各個(gè)容器內(nèi)的液面保持相平。

先來(lái)看特殊情況，當(dāng)連通器為U形管時(shí)，在g≠0且其相對(duì)于U形管內(nèi)的各個(gè)部分的值相等的情況下，向U形管內(nèi)注入同一種密度均勻的液體，當(dāng)液體相對(duì)于U形管靜止時(shí)，在U形管內(nèi)的液體中假想有一片薄膜將其兩側(cè)的液體完全隔離，顯然，此時(shí)薄膜是平的，即薄膜一側(cè)的液體（設(shè)為a）對(duì)薄膜的壓強(qiáng)等于薄膜另一側(cè)的液體（設(shè)為b）對(duì)薄膜的壓強(qiáng)，即p_a=p_b，又因?yàn)橐后w壓強(qiáng)的公式為p=ρgh，且已知ρ_a=ρ_b，g≠0且其為定值，所以h_a=h_b，即U形管的兩個(gè)容器內(nèi)的液面保持相平。一般情況同理。

（注：g≠0且其相對(duì)于連通器內(nèi)的各個(gè)部分的值都相等?g≠0且其為定值，同一種密度均勻的液體?ρ_a=ρ_b。）2100433B