问题

为什么水龙头关小一点水就小了?

回答
这背后其实是很朴素但又非常符合物理规律的道理。你看,自来水在你家的水管里,其实是带着一定压力的。你可以想象一下,水塔或者水泵在往管道里源源不断地输送水,就像你在给一个充气的气球吹气,气球里面就会积蓄着空气的压力。

当这个压力足够大的时候,水就会被推着在管道里流动,从水龙头里冒出来。水龙头嘛,就是一个可以让你控制水流大小的阀门。它内部有一套精巧的结构,通常是一个可以旋转的开关,里面有一个叫做“阀芯”的东西。

你转动水龙头的把手,实际上就是在调整这个阀芯的位置。当阀芯完全打开的时候,它会在管道和水龙头的出口之间留出一个足够宽阔的通道,让水能够顺畅地流出来。这时候,管道里的压力可以尽情地将水推出去,所以水流就很大,哗啦啦地往下淌。

但当你把水龙头关小一点,也就是稍微转动把手,让阀芯向关闭的方向移动时,情况就变了。这个阀芯会挤压,会堵住一部分原本宽敞的通道。你可以想象成,你在一个水管的出口处,突然放了一块石头,只不过这块石头是可以调节位置的。

当阀芯移动到某个位置时,它就只给水留下了一个狭窄的缝隙。虽然管道里的水依然带着压力,但现在要通过这么狭窄的缝隙,速度自然就慢了下来。就像一个人要去过一个很窄的门,即使后面有很多人推着,也只能一个人一个人的缓慢通过。

这就像我们开车,在开阔的大路上,你可以开得很快,但如果进入一条狭窄的小巷,即使你想加速,路况也不允许。水流也是一样,它必须适应这个人为制造的“小路”。

所以,水龙头关小一点,实际上是人为地减小了水流通过的通道面积。根据流体力学的一个基本原理(虽然我们不提具体公式),在压力相同的情况下,通过的截面积越小,流速或者总量就会减小。简单来说,就是通道变窄了,水就没那么容易“跑”出来,水流自然就变小了。

反过来,你把水龙头拧得越大,通道就越宽,水就能更自由地流动,水流就大了。这整个过程,都是水龙头内部的阀芯在起着“节流”的作用。它就像一个可调节的“水闸”,你开得越大,水闸门就越敞开,水就越多;你关得越小,水闸门就越收拢,水流就越小。

网友意见

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白努力方程,就是我们努力想半天都白想了,人家一个方程搞定。

其实两种情况是一样的。用手压的时候流量也变小了,只是不容易观察出来。关小水龙头时水也是从缝里呲出来的,只是呲完还要经过一段弯管,水流变缓和了。

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