马桶的科学

我们每天都要使用马桶,但你知道冲水的过程吗?马桶使用水来推动和拉动水。它是由马桶、马桶水箱、冲水机制和注水机制组合在一起工作的,它们有效率且合乎生态环保的完成工作。

马桶座在物理方面学问很大,其设计使它能极快速的排出大量水。马桶座的关键在于虹吸效应,虹吸管是有S形弯折的水管,将它塑在马桶座里,可以使得马桶座里的水量保持恒定。还有水封的作用,避免扰人的气体和臭味经由污水管上升,飘进家里。

如果水是慢慢的少量注入马桶座,马桶就不会冲水。所以在使用马桶时,水位稍微上升,溢流进虹吸管。可是还不足以引发虹吸效应。要引发虹吸效应,需要一次性注入大量的水。将虹吸管里的水推进弯折处,把一大桶水倒进马桶就会有效。注满虹吸管,引发冲水。水和内容物被虹吸顺着管子往下流,造成熟悉的冲水声。当马桶座里的水几乎漏光时,空气进入虹吸管,使冲水停止,造成另一种熟悉的咕噜声。

关键步骤是注满虹吸管。重力会完成其他工作。多亏液体的内聚力,这些力量使得水分子拉动邻居。当它们从虹吸管高点落下时,其实是重力,而非压力的改变造成虹吸现象。水箱就等于那桶水,当按下冲水把手,一条链子拉起盖住排水孔的冲水阀。水箱的水急流出去,在六秒钟左右注满马桶座。水经由旁边的孔洞进入马桶座。经由叫做喷射虹吸孔,将大部分水箱里的水,直接注入虹吸管,急促的水流引发虹吸管作用,将水和排泄物冲下排水管。

马桶冲水时,原本浮着的冲水闸在水箱里的水排光后落回原位。它盖住排水孔,水箱就能重新注入水了。水压让冲水阀回归原处,等候下次冲水。水的旋转方向,跟马桶所在位置在哪一个半球无关,它跟更平凡的因素有关,比如说马桶座形状,它的倾斜度,与水进入马桶座的方向等等。

当水箱的水排光时,一个浮球落到水箱底部,引发进水阀作用。当浮球落下时,水阀打开。进水阀让水朝两个方向进入,分别是水箱和马桶座。水注入水箱时,浮球往上升。到某个程度后进水阀就会关闭。假如进水阀没关闭,溢水管避免水漫出来,将多余的水排到下方的马桶座。

马桶虽然专精清除排泄物,不过漏水的马桶可能造成浪费。就算一分钟只露1/300盎司的水,一年就会浪费139加仑事的水。事实上马桶占家中用水量的三成以上,超过其他家用设备。多年以来,马桶的设计一直在改造,以减少顺利冲水需要的水量。也使得马桶更环保。

在1960年,每冲一次马桶会消耗5加仑水。今天的新型马桶只需要1.6加仑。真是充分利用虹吸效应的力量。所以说我们的生活中处处体现着科学和科技。

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