找出水族箱換水的好方法 虹吸現象和連通管原理 連通管的生活運用 魔術水杯的遊戲

找出水族箱換水的好方法 ⒈水族箱要換水，可以怎麼做呢？ ⒉用一條水管，我們也來做做看。 ⒊試試看，發現了什麼？ ⒋這種方法有什麼好處？ ⒌換完水後，有什麼方法可以讓水再流回原來的 水箱嗎？ ⒍改成寶特瓶裝置，水瓶中的水能流來流去嗎？ ⒎如何決定兩個瓶子的水流方向?

水族箱每隔一段時間就需要換水，該怎麼做呢？ ▲慢慢舀水 ① 水族箱每隔一段時間就需要換水，該怎麼做呢？ →可以用圖示的方法…… ▲裝水龍頭 ② ▲直接倒水 ③ ▲用抽油器抽水 ④

如何用一條水管讓水族箱中的水流出來？我們也來試試看！ ◄水管完全 充滿水 ① ▲用拇指頂住水管兩端的開口 ② ▲抽水 ③

成功了嗎？有什麼問題？你發現了什麼？ →水管先不加滿水，實驗就會失敗。 →出水口低於水面，水就會流出。 →出水口平於水面，水停止流出。 →出水口高於水面，水會反向流回箱中。

用這種方法幫水族箱換水，有什麼好處？ 你可以控制水管中的水嗎？ →它可以輕鬆地為大型水族箱換水。 →它可以只換掉下層的髒水。 →它可以只用一條水管完成抽水和放水的工作。 你可以控制水管中的水嗎？ →可透過調整水管的位置來控 制水流出來的快慢也可以控 制水流的方向。 →當出水口低於乙箱水面時， 水會從乙箱流出來。 →當出水口和乙箱水面一樣高 時，水就不再流了。 甲箱 乙箱

換完水後，有什麼方法可以讓甲箱的水再流回乙箱之中呢？ →只要把甲箱的位置抬高，當甲箱比乙箱高時， 水就會從甲箱流回乙箱了。

改成寶特瓶裝置，瓶中的水能流來流去嗎？ →做做看，完成這樣的 裝置。 →我們發現必須將瓶子 、水管同時浸在水中 ，才能成功！ ▲水管內先充滿水 ▲準備兩個裝水寶 特瓶 ▲將水管和寶特瓶 都放入水箱中充 滿水 ▲完成裝置圖 →做做看，完成這樣的 裝置。 →我們發現必須將瓶子 、水管同時浸在水中 ，才能成功！

兩瓶水的水流向要怎麼控制？當兩瓶水不 再流動時，會看到什麼現象？ →哪邊水位高，水就 流出去。 →哪邊水位低，水就 流過來。 →兩瓶水位一樣高的 時候，水就靜止了。

虹吸現象和連通管原理 ⒈上一個遊戲中，水管中為什麼要有水？ ⒉虹吸現象。 ⒊水族箱換水是虹吸現象嗎？ ⒋連通管原理和虹吸現象。 ⒌連通管原理。 ⒍連通管原理可以拿來測量什麼？

上一個活動中為什麼要在水管中充滿水呢？ →因為水管中有水才能將兩瓶的水連接起來，流 來流去。 →如果管中有空氣，或一端管口離開水面，水就 連不起來了。 →水管的兩端也必須分別插在兩個瓶子的水中。

有水連通的兩瓶水，高度不同時，水往會哪兒流？ →水會往低處流。 →有水連通的兩瓶水，兩 端高度不同，水位較高 的一端，水會自動流出 來，這種現象叫做虹吸 現象。 →虹吸現象的規則：⑴抽水管需完全充滿水。 ⑵抽水管之出口須低於水箱 之水面。

水族箱換水也是虹吸現象嗎？ →因為兩側水的流動都要靠 水管中的水使水連通。 →水箱抽水要看水箱中的 水面是否高出水箱外的 ▲水管中沒有水， 水流不出來。 →水箱抽水要看水箱中的 水面是否高出水箱外的 管口，但是水管中必須 有水， 水才能流出來。 →綜合以上，水箱換水是利用虹吸現象。

用條水管加水，兩端用手抓住，兩手上下移動，看到什麼？ →管中兩端水面高度相同。 這和之前的實驗有什麼關係？ →水在水管或連通的容器 裡靜止的時後，兩側水 面高度會一樣。 →這就是連通管原理。

將底部相通的容器中倒入水，會有什麼現象產生？ ◄準備一 個底部 相通的 容器 ① ◄倒入色 水，以 便於觀 察水面 高度。 ② ▲等待液面靜止後，再做觀察。 ③ →可以發現最 後每個容器 的水面高度 都一樣高。

連通管原理可以拿來測量什麼？ →可以用來測量物體的兩側高度是否相同。 ▲量桌子有沒有水平 ▲量窗戶有沒有歪

連通管的生活運用 ⒈熱水瓶。 ⒉抽水馬桶。 ⒊洗手臺和茶壺。 ⒋下雨時，如何讓戶外水族箱的水位不會上升？ ⒌如何固定戶外水族箱中的軟水管？ ⒍該如何解決魚從水管中流失？

熱水瓶可以從外表看到裡面還有多少水嗎？怎麼解釋？ →這是因為它利用了連通管原理。

抽水馬桶 為什麼沖下去的水會保留在那兒呢？ →抽水馬桶用過以後，一沖 水，骯髒的東西就沖走了。 →水箱中有水，馬桶底端 也會有水。 →底部一直都有水，是為了隔離臭氣，不然化糞池 的氣味就會跑出來。

上網去查查看，還有什麼事利用連通管原理的例子。 洗手臺和茶壺 →洗手臺底部也有類似的構 造，可以看到排水管成彎 曲的形式，也是為了集水， 隔開臭氣。 →看看茶壺的嘴，高度不可 以太低，否則茶壺的水會 裝不滿。 上網去查查看，還有什麼事利用連通管原理的例子。

下雨天時，有什麼辦法可以保持戶外水箱中水位不變？ →在水族箱外的管口須和箱內 的水面同高，管中充滿水。 若是下雨雨水會由水管中流 到管外，使水位不會上升。 這個問題可以用連通管原理來解決嗎？請用下列設計圖來討論。 →管口須和水 面同高。

這條管子如何固定？做得出來嗎？ 這樣的設計用了什麼原理？ →用鐵絲或鋁線固定管子的彎曲形狀及位置 →加水加到跟水管口同高度 →連通管原理 ① ② →用鐵絲或鋁線固定管子的彎曲形狀及位置 →加水加到跟水管口同高度 這樣的設計用了什麼原理？ →連通管原理

戶外水族箱的照片跟我們所做得實驗有什麼關係？哪裡的水面高度相同？ 水箱中的魚會由管子流失，如何解決？ →可以用紗網包住水管入 水口。 戶外水族箱的照片跟我們所做得實驗有什麼關係？哪裡的水面高度相同？ →水箱水面和出水管口水面保 持一樣高度，可以防止雨天 時水位上升的情況發生，因 為雨水會由管口流掉。

魔術水杯的遊戲 ⒈魔術水杯變變變。 ⒉魔術水杯的構造。 ⒊製作魔術水杯的材料。 ⒋製作魔術水杯的步驟。 ⒌什麼是九龍杯？ ⒍九龍杯的內部構造。

這裡有一個保麗龍杯，將一杯小水杯到下去大家看到什麼？ →倒進去的水只是一小杯，流出來的水卻變成好幾 杯，好像在變魔術喔！ →保麗龍杯中裝很多水嗎？ →保麗龍杯中有特別構造嗎？ →這個特別構造是什麼呢？

魔術水杯的特別構造是什麼樣子？ →杯中吸管的一側符合連通管原理。 →杯中吸管上方彎曲處高於水面， 此處是無水的。 →杯中吸管另一側也是無水，符合 連通管原理。 →加入小杯水，保麗龍杯水位提高，淹過吸管上方彎 曲處，則水會排去吸管中的空氣，使水流出來，符 合連通管原理。 →水一開始流下之後，由於水杯中的水位一直高於底 部之吸管出口處的水位，所以水會繼續流出來，符 合虹吸現象。

大家來動手作魔術水杯吧！ 要準備的材料有哪些呢？ →可彎吸管兩隻、保麗龍杯、小紙杯、水族箱、 油土、剪刀和膠帶等……

魔術水杯的製作步驟 →用兩隻可彎吸管套成ㄇ字型的 水管。長度配合保麗龍杯。 →保麗龍杯底部刺破一個小洞， 將吸管較長一端由內向外穿出。 →加水入杯中，水位不能高過水 管上端橫的那一段（此時水不 會由上方流出）。 →開始表演時，使水靠連通管原 理流入水管，由杯底流出，再 利用虹吸現象讓水完全流出來。

九龍杯的介紹 →宋代有人製作九龍杯，杯子有一個中空 的底座，杯子中央有一隻龍柱，龍柱的 下端有一個小孔。用此杯盛酒，不能貪 心，只能裝酒九分滿，若過多了一些， 整杯酒會自動由杯底消失。

九龍杯的內部構造 →它的龍柱中應該有一條水管構造， 管子一端和龍柱下方小孔相連接， 另一端通入下方底座。管呈倒U字 型，上端橫管接近杯口。 ① →它的龍柱中應該有一條水管構造， 管子一端和龍柱下方小孔相連接， 另一端通入下方底座。管呈倒U字 型，上端橫管接近杯口。 ② →酒杯內水位未高出橫管， 杯中酒不會流出來。 ③ →等酒杯內水位上升，淹過橫管，杯 中的酒就會利用連通管原理和虹吸 現象而流出來。

虹吸現象是水壓的問題。 ⑴在同一地點（指氣 壓相同）有A、B兩 個水箱。 ⑵兩個水箱的水位高 度不同（B＞A），軟水管內充滿水，水管 由C2流向C1。 ⑶若將A、B兩個水箱的水位高度改變，使A高 、B低，則水會由C1流向C2。

此活動的瓶子必須透明，以便觀察。 瓶子大小以放得進水族箱為準。若是有 大的水槽，就可以選用大一點的瓶子。 此裝置必須放在水中完成。

本活動為前一活動的另一個形式，主要 在加強學生對抽水、進水裝置和規則的 學習效果。

本活動主要是要將連通管原理跟虹吸現 象接軌。

馬桶下方排水管的積水原 理，提示： ⑴如果馬桶構造如圖一， 水就不會保留在底部， 會完全流失。 ⑵正確構造如圖二，沖水 時，水一位一定要高過 b，不沖水時，水位會 保持在a水位以上。 圖一 圖二

戶外漁業養殖人家若用水族箱養殖，均知 使用本活動介紹的方式，以一條（或多條） 水管即可利用連通管原理避免雨水造成水 箱水位上升，養殖物流失的困擾。

戶外淡水小魚，如大肚魚、鬥魚均可靠陽光 下水草的光合作用得到氧氣與食物（水草上 的藻類），而水草得到魚排泄物作為有機肥。 水箱中放深色岩石（火山岩），則水中可溶 出水草需要的礦物質。 水草又可以得到魚兒呼吸放出的二氧化碳在 陽光下去行光合作用，形成一個獨立自給自 足的生態系。 有水族箱在戶外，靠小魚吃掉蚊子產卵孵出 的孑孓。

這裡的實驗只涉及觀察現象，不用壓差 公式和計算。

各組製作魔術水杯時，可用水族箱承接，大 紙杯下方刺洞不可太大，可使吸管穿出即可 。如果孔洞太大而導致漏水，可用油土將縫 隙填滿。

九龍杯若將酒加滿，酒將 由杯底消失，其情況如右： 九龍杯的原理跟魔術水杯 是一樣的。

找出水族箱換水的好方法 將充滿水的軟水管放入水族箱，更換水族箱的水，如何控制水的流向？ 下圖中出水口的高度都不同，請你實際做做看，並在正確的空格中打ˇ ：

ˇ ⒈出水口在哪個高度時，水管 內的水會靜止不動？ ⒉出水口在哪個高度時，水管 內的水會反向流回水箱中？ ⒊出水口在哪個高度時，水箱 ⒋出水口在哪個高度時，水會 水箱外，但卻不會完全流光？ ⒊出水口在哪個高度時，水箱 內的水會完全流出水箱外呢？ ⒉出水口在哪個高度時，水管 內的水會反向流回水箱中？ ⒈出水口在哪個高度時，水管 內的水會靜止不動？ 丁 丙 乙 甲 水流情形 出水口位置 ˇ

如下圖，兩瓶子和水管中都有水 ⒈兩瓶之間「水往哪兒流」 是怎麼決定的？ 答：_________________ _____________________ 由水位高的流向水位低處。 ⒉承上題，甲、乙兩瓶的水不再 流動時，甲、乙兩瓶水面有什 麼關係？你看到什麼現象？ 答：______________________ 甲、乙兩瓶水面一樣高

⒊甲、乙兩瓶的「水」主要是靠什麼構造來「連通」 的呢？請在正確的（ ）裡打ˇ。 （ ）⑴充滿水的水管。 （ ）⑵充滿空氣的水管。 （ ）⑶有空氣也有水的水管。 ˇ

連通管的生活運用 ⒈下方圖中的三個洗手臺，哪一個可以在沖水之後保留一 段積水，隔開下方廢水的臭氣呢？請在（ ）裡打ˇ。 ˇ 段積水，隔開下方廢水的臭氣呢？請在（ ）裡打ˇ。 ˇ ⒉水管中的水在兩側的水面一 定會________，所以用一條 水管就可以知道這幅畫掛歪 了。 一樣高

⒊如右圖，壺中的水最多能 裝多少？請將最高的水位 線畫入圖中。 ⒋上圖的茶壺可以裝滿水嗎？ 為什麼？ 答：_______________________________________ ___________________________________________ 不能。因為茶壺的壺嘴太低了，水沒有裝滿就會流出來。

⒌戶外養殖箱 ⑴雨天時，該怎麼用一條水管來保持水族箱中的水 位高度呢？請在下圖中畫出。 將軟水管彎成S型，並在水管中注滿水，將水管一端放入水箱中，一端放於水箱外，作法如下圖）

⑵請用色筆畫出上圖 水管中，此時的水 位高度。 （依實際情形作答） ⑶承上題，為什麼這樣做就能保持水箱中的水位高低？ 答：_________________________________________ _____________________________________________ 利用連通管原理，水族箱中的水會由水箱中流出來，所以水族箱內的水位不會上升。

虹吸現象和連通管原理 水族箱靠著一條水管換水時，如下圖水會流到水族箱 外，下列說法哪些合理？請在（ ）裡打ˇ。 外，下列說法哪些合理？請在（ ）裡打ˇ。 （ ）⑴水族箱中水很多，所以有力量衝出來。 （ ）⑵整條水管充滿水，水族箱中水面⒝一定比 要比管口⒞位置高。 （ ）⑶管口⒞不可以高於水管最高點⒜，水就可 以不斷的流出來。 ˇ

魔術水杯 ⒈右圖中，魔術水杯 的管內會有水嗎？ 請用色筆畫出管中 有水的部分。 ⒉此時水從哪裡進入管中？ 答：____________________________________ ⒊為什麼水會進入管中？ 甲 因為連通管原理

⒋杯中的水位至少要加到多高，魔術水杯的乙開口 才會有水開始流出？請畫在下圖中。 （水面須高過於水管最高那一段）

⒌乙處會有水流出來的條件是什麼？ 答：___________________________________ ⒍魔術水杯中的水會流出來，是運用了哪些原 理？請在正確的（ ）裡打ˇ。 （ ）⑴虹吸現象 （ ）⑵毛細現象 （ ）⑶連通管原理 （ ）⑷浮力原理 因為乙比液面低，所以水會由甲流向乙。 ˇ