Question

廁所的坐便器在沖水之后由自來(lái)水自動(dòng)上水，當(dāng)水箱內(nèi)的水達(dá)到一定深度時(shí)，浮標(biāo)帶動(dòng)杠桿壓住進(jìn)水口，停止上水（如圖10-8中圖甲所示）。有一種水箱的浮標(biāo)，形狀是中間有隔斷的圓柱體，隔斷的中部有小孔通過(guò)塑料管連在一個(gè)閥門(mén)上（如圖10-8中圖乙所示）。閥門(mén)安裝在便器坐圈的下面，平時(shí)是閉合的，當(dāng)坐圈落在便器上并受到壓力時(shí)閥門(mén)打開(kāi)，塑料管與大氣相通。

（1）說(shuō)出這種設(shè)計(jì)的目的。

（2）說(shuō)出這種設(shè)計(jì)的工作原理，特別要指出在什么地方用到了什么物理知識(shí)。

Answer 1

(1)這一設(shè)計(jì)的目的是為了節(jié)約用水．

(2)這種設(shè)計(jì)的工作原理是：閥門(mén)不打開(kāi)時(shí)，圓柱形浮標(biāo)內(nèi)部的空氣不會(huì)逸出，浮標(biāo)排開(kāi)水較多，水箱中水面上升較少(此時(shí)水箱中水也就較少)就能浮起，浮標(biāo)即帶動(dòng)杠桿壓住進(jìn)水口；閥門(mén)打開(kāi)時(shí)，圓柱形浮標(biāo)內(nèi)的空氣與外界相通，水可以進(jìn)入圓柱體內(nèi)部，圓柱形浮標(biāo)排開(kāi)水較少，水箱中水面更高時(shí)浮標(biāo)才會(huì)浮起，即只有水箱中水較多時(shí)浮標(biāo)才能帶動(dòng)杠桿壓住進(jìn)水口．

由上述可知這一裝置涉及多方面的物理知識(shí)，主要有杠桿的平衡原理和阿基米德原理及氣體的壓強(qiáng)與體積的關(guān)系等．

這種特殊結(jié)構(gòu)的水箱能起到節(jié)約用水的作用是對(duì)比于普通水箱來(lái)說(shuō)的．用普通水箱時(shí)，人們每次大、小便后都要用去一滿(mǎn)箱水來(lái)沖水；而用這一特殊結(jié)構(gòu)的水箱來(lái)沖水時(shí)，則可以根據(jù)需要或打開(kāi)閥門(mén)或不打開(kāi)閥門(mén)，不打開(kāi)閥門(mén)而進(jìn)行便后沖水時(shí)，則用去的就不是一滿(mǎn)水箱水了。