中学受験理科「サイフォンの原理」高さが違う水の移動

水が水面よりも高い場所を移動する現象についての問題です。サイフォンの原理について勉強します。

「サイフォンの原理」基本問題

Ｑ：下の図のように、ビーカーに水を入れ、水で満たしたホースをそれぞれのビーカーの水に入れた。水面の高さが図のような状態のとき、水はＡとＢのどちらに移動していると考えられるか。

管やホースなどを利用して、水などの液体を液面より高い地点を通らせ移動させるしくみをサイフォンの原理といいます。

下の図のように、水の入ったビーカーを２つ用意し、それぞれの水にホースを立て、ホースの片方を口で吸い、ホースの中を水で満たします。そうすると、液面が高い方のビーカーの水が低い方のビーカーに流れていきます（下図左）。

最終的に、両方のビーカーの水面の高さが等しくなるまで水の移動が続きます。このサイフォンの原理を使うことで、ホース１本で大量の水を移動させることができます。このしくみは、灯油のポンプや水洗トイレなどで実際に利用されています。

サイフォンの原理は、空気の重さである大気圧と、水の柱の重さを使って説明できます。少し難しい話になるので、ここでは水面が同じになるまで水の移動が続くと覚えておきましょう。

注目してほしいのが、液面の高さです。液面が高い方から低い方に水の移動がおこります。台にのせてあるビーカーの方が液面が低いので、右側の水が左側のビーカーに流れます。

Ａ　Ａ