Question

廁所的坐便器在沖水之后由自來水自動上水，當水箱內(nèi)的水達到一定深度時，浮標帶動杠桿壓住進水口，停止上水（如圖10-8中圖甲所示）。有一種水箱的浮標，形狀是中間有隔斷的圓柱體，隔斷的中部有小孔通過塑料管連在一個閥門上（如圖10-8中圖乙所示）。閥門安裝在便器坐圈的下面，平時是閉合的，當坐圈落在便器上并受到壓力時閥門打開，塑料管與大氣相通。

（1）說出這種設計的目的。

（2）說出這種設計的工作原理，特別要指出在什么地方用到了什么物理知識。

Answer 1

(1)這一設計的目的是為了節(jié)約用水．

(2)這種設計的工作原理是：閥門不打開時，圓柱形浮標內(nèi)部的空氣不會逸出，浮標排開水較多，水箱中水面上升較少(此時水箱中水也就較少)就能浮起，浮標即帶動杠桿壓住進水口；閥門打開時，圓柱形浮標內(nèi)的空氣與外界相通，水可以進入圓柱體內(nèi)部，圓柱形浮標排開水較少，水箱中水面更高時浮標才會浮起，即只有水箱中水較多時浮標才能帶動杠桿壓住進水口．

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

這種特殊結構的水箱能起到節(jié)約用水的作用是對比于普通水箱來說的．用普通水箱時，人們每次大、小便后都要用去一滿箱水來沖水；而用這一特殊結構的水箱來沖水時，則可以根據(jù)需要或打開閥門或不打開閥門，不打開閥門而進行便后沖水時，則用去的就不是一滿水箱水了。