Question

家庭水暖又叫“土暖氣”，是我國(guó)北方廣大農(nóng)村及一些城市使用的一種取暖設(shè)備，下圖是一種家庭水暖的安裝示意圖，其中下水管的D端比A端略高，其坡度為1：100．請(qǐng)看圖思考并回答以下問(wèn)題：

（1）這種水暖設(shè)備并沒(méi)有應(yīng)用水泵，但是當(dāng)點(diǎn)燃鍋爐后，水便可以在管中按箭頭所示方向自行流動(dòng)．請(qǐng)具體分析管中的水流動(dòng)的原因是什么．
（2）為什么要安裝放氣閥？
（3）使用該套設(shè)備時(shí)，對(duì)水箱中的水位高低有什么要求？

Answer 1

分析：根據(jù)液體溫度的變化引起的水的密度的變化，從而使不同位置的壓強(qiáng)產(chǎn)生壓強(qiáng)差，及因水位差產(chǎn)生的水管內(nèi)的水的壓強(qiáng)差分析．

解答：答：（1）在管中A點(diǎn)附近取一截面，截面右側(cè)水管ABC段中的水溫高，密度ρ_A右小；
水經(jīng)暖氣片放熱后，溫度降低，所以水管CDA段中的水溫較低，密度ρ_A左較大，
根據(jù)液體壓強(qiáng)公式p=ρgh，A截面左側(cè)CDA段中的水產(chǎn)生的壓強(qiáng)大于右側(cè)ABC段水的壓強(qiáng)，因此水管中的水會(huì)按逆時(shí)針?lè)较蛄鲃?dòng)．
同時(shí)安裝水管時(shí)又有一定的坡度，即D端高、A端低，為水的逆時(shí)針流動(dòng)創(chuàng)造了有利的條件．
（2）當(dāng)水管中有空氣時(shí)，氣泡會(huì)沿管道向上移動(dòng)，并匯集在最高處，包括管道中向上凸起的部分、暖氣片的頂部等處．
如果匯集的氣體過(guò)多，會(huì)形成氣柱，分?jǐn)嗔怂�管中的水，阻礙水的流動(dòng)，從而影響用熱水供暖的效果．
（3）水箱中的水位一定要高于整個(gè)循環(huán)水路的最高點(diǎn)，才能在整個(gè)循環(huán)水路中灌滿水，
否則循環(huán)水路中就會(huì)有空氣，水就不能正常流動(dòng)，從而影響用熱水供暖的效果．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了水因熱脹冷縮而引起的密度變化而引起的壓強(qiáng)不同在生活中實(shí)際應(yīng)用，冬天利用這點(diǎn)來(lái)取暖時(shí)較清潔、污染小等優(yōu)點(diǎn)，深受人們的青睞．