连通器

连通器的特点是只有容器内装有同一种液体时各个容器中的液面才是相平的。如果容器倾斜，则各容器中的液体即将开始流动，由液柱高的一端向液柱低的一端流动，直到各容器中的液面相平时，即停止流动而静止。如用橡皮管将两根玻璃管连通起来，容器内装同一种液体，将其中一根管固定，使另一根管升高、降低或倾斜，可看到两根管里的液面在静止时总保持相平。

连通器定义

上端开口相通，或底部相通的容器叫连通器。

连通器性质

两端开口或相通的目的其实是防止大气压强对液面的干扰，如果把连通器里的液体都看成一个整体，那么同一深度压强相同时才会静止，如果同一深度压强不同，液体会向低压的地方流动直到平衡。但是如果某一个液面上被施加了一个额外的力，这个位置的液体压强就会叠加（如果液体上方有气体，就是叠加气体的压强）。为了保证两个（或多个）液面上施加的都是同一个大气压强，所以要两端开口。其实如果把整个连通器封闭也可以，不过两个液面上的空气必须连通（就好比把两个连通器对接并密封）

把一根橡皮管两头举起不让液体出来就是连通器，把两头对接在一起变成一个环也是连通器。

应用：锅炉的液位计就是在边上连通一根透明管子，上下两端都连进锅炉。

茶壶壶嘴和壶身就是好比是连通器的两个管子。

连通器原理

连通器的原理可用液体压强来解释。若在U形玻璃管中装有同一种液体，在连通器的底部正中设想有一个小液片AB。假如液体是静止不流动的。左管中之液体对液片AB向右侧的压强，一定等于右管中之液体对液片AB向左侧的压强。因为连通器内装的是同一种液体，左右两个液柱的密度相同，根据液体压强的公式p=ρgh可知，只有当两边液柱的高度相等时，两边液柱对液片AB的压强才能相等。所以，在液体不流动的情况下，连通器各容器中的液面应保持相平。（理想模型法）

连通器在生产实践中有着广泛的应用，例如，水渠的过路涵洞、牲畜的自动饮水器、锅炉水位计，以及日常生活中所用的茶壶、洒水壶等都是连通器。世界上最大的人造连通器是三峡船闸。

所谓连通器，是液面以下相互连通的两个或几个容器。盛有相同液体、液面上压力相等的连通器，其液面高度相等。

（1） 连通器盛有相同液体，但液面上压力不等，则液面的压力差等于连通器两容器液面高差所产生的压差。

（2） 连通器液面上压力相等，但两侧有互不相混的不同液体，自分界面起两液面之高度与液体密度成反比。

连通器原理在工程上有着广泛的应用。如各种液面计（水位计、油位计等），水银真空计，液柱式风压表，差压计，煤气漏气的检测装置等，都是应用连通器原理制成的。

在g（重力加速度）≠0且其相对于连通器内的各个部分的值都相等的情况下，向连通器内注入同一种密度均匀的液体，当液体相对于连通器静止时，连通器的各个容器内的液面保持相平。

先来看特殊情况，当连通器为U形管时，在g≠0且其相对于U形管内的各个部分的值相等的情况下，向U形管内注入同一种密度均匀的液体，当液体相对于U形管静止时，在U形管内的液体中假想有一片薄膜将其两侧的液体完全隔离，显然，此时薄膜是平的，即薄膜一侧的液体（设为a）对薄膜的压强等于薄膜另一侧的液体（设为b）对薄膜的压强，即p_a=p_b，又因为液体压强的公式为p=ρgh，且已知ρ_a=ρ_b，g≠0且其为定值，所以h_a=h_b，即U形管的两个容器内的液面保持相平。一般情况同理。

（注：g≠0且其相对于连通器内的各个部分的值都相等⇒g≠0且其为定值，同一种密度均匀的液体⇒ρ_a=ρ_b。）2100433B