Question

物理兴趣小组的难题

物理兴趣小组李明同学的爸爸是个建筑工程师，有一次他给李明画了一个排水系统的简图，要他分析一下这样的结构能不能有效隔臭和顺利排水。图中装在地面G上有一个落水器的盖板A，上面有筛孔，跟盖板连在一起的有一个罩B，与排水孔的槽C构成一级水封隔臭，排水管D中又再加了一级水封隔臭E，然后从排水管F排出。
李明不能正确分析，便带到兴趣小组去讨论，结果仍然不清楚，主要有三种不同观点：1、认为二级水封能有效隔臭，排水会顺利；2、由于二级水封，将造成排水较慢，但考虑到隔臭作用，还是可以；3、完全不能排水，应加以修改。
请你分析一下，他们那一种观点正确，或者都不对，如果要修改，该如何修改才简便？
李明爸爸先提示：（1）A、B、C处所构成的水封，在正常情况下是顺畅的，平常左右水位一样高，空气通不过，当左边水位增高，水向右流出，空气仍然被有效阻隔（如图1）。
（2）E处的水封也类似，左边水位增高，水向右流出，空气也能被阻隔(如图2）。
不过这是分开来分析的，问题是当两处水封连在一起时，情况又是如何呢？
（图1）
（图2）





Answer 1

第3观点才是正确的。
这一装置分开来看，都是通畅的，初看是能顺畅排水，但是其实，它将一点水也排不了。为什么呢？分析一下这种下虹吸的原理，下虹吸管左边右边同样受到空气的压力，两边平衡，如果左边水位增加，则水从左边经下虹吸管向右边流出。但是这里出现了两个虹吸结构，中间部分形成了一个密闭的气室，当左边的水位增加，准备向右边流出时，右边是一个气室，受到第二个虹吸的阻隔，空气不能向左也不能向右排出，结果水不能流向中间部分，中间部分的水位没有增加，也就不能再向右边流出了。所以处理的方法是，要破坏中间密闭的气室，或者取消一级水封。最简单的一个办法是，把E处的横隔除去，或者在管道内E处钻一小孔。第二个办法是在落水器A的盖板B中间钻一个小孔，让空气逸出，由于存在着E处的水封，同样臭气也不能从A处冒出。假如已经施工，那么第二种办法将是最容易的了。平时我们看到供水系统在某个地方会有加装一个阀门，操作人员会在适当的时候打开阀门让空气跑出来，直到空气排空了，有连续的水喷出来为止，就是这个道理。

Answer 2

观点1正确，但是如果E处水比C处水深，则D中的臭气会从A冒出

Answer 3

观点1正确，但是如果E处水比C处水深，则D中的臭气会从A冒出.
请堵住A

Answer 4

赞同观点1。