水龍頭為什麼一開就有水？連通管原理加上水塔高度，讓水自己跑到你家

每天早上刷牙，手一轉，水就嘩啦啦流出來。你有沒有想過：水管裡明明沒有人在推，水怎麼知道要從水龍頭跑出來？

這篇要聊的是粉專的生活小教室：為什麼水龍頭一開就有水？（FB 原文）。答案一句話：因為你家比水塔低。水塔放在高處，水靠重力往低處流，再加上連通管原理，水會一路被「推」到你家的水龍頭，一打開就出來了。

圖說：高處的水塔、連通的水管、低處的水龍頭，就是自來水的基本路線。

水龍頭為什麼一開就有水？關鍵在「高度差」

抬頭看看大樓或透天厝的屋頂，常常會看到一個大大的不鏽鋼桶，那就是屋頂水塔。水塔裡隨時裝滿了水，透過水管一路往下接到每一層樓的廚房、浴室。

水跟所有東西一樣會被地球的重力往下拉，所以它永遠「想」往低處跑。水龍頭關著的時候，水被擋在管子裡，憋著一股往外衝的力氣；你一轉開，出口打開了，水就順著高度差衝出來。這股憋著的力氣，就是我們常說的水壓。

重點速記：自來水不用人推的三個原因

• 重力：水總是往低處流。
• 高度差：水塔比水龍頭高，高度越大，水壓越大。
• 連通管原理：連在一起的管子，水面會想保持一樣高，所以水會被推過去。

連通管原理是什麼？水面為什麼會一樣高

底部相連的容器，水面會「對齊」

把兩個杯子用一根管子從底部接起來，往其中一杯倒水，你會發現另一杯的水也跟著升高，最後兩邊的水面停在同一個高度。這就是連通管原理（communicating vessels）。

原因是水的壓力跟「水有多深」有關：越深的地方，上面壓著的水越多，壓力就越大。如果左邊水面比右邊高，底部左邊的壓力就比較大，會把水往右邊推，一直推到兩邊一樣高、壓力打平，水才會停下來。

水塔和你家的水龍頭，其實就是一組超大的連通管：一端在屋頂，一端在你家浴室。

水龍頭比水塔低，水就會一直想「爬上來對齊」

套回家裡的水管：水塔那一端的水面在屋頂，而水龍頭那一端低得多。照連通管原理，水龍頭這端的水「想」升到跟水塔一樣高，可是它根本沒地方升，只能從出口噴出來。所以只要水塔比水龍頭高，水就會源源不絕地流。

粗略來說，水的高度每多 10 公尺，壓力大約增加 1 個大氣壓。這也是為什麼住低樓層的人，水常常衝得比較大力。

影片：為什麼水龍頭一開就有水？30秒搞懂「連通管原理」與自來水秘密！
https://www.youtube.com/watch?v=ECZOlUADrUI

水塔的水又是怎麼上去的？

你可能會問：水往低處流，那水塔裡的水是怎麼跑到屋頂的？在台灣很多大樓，自來水先流進地下室或一樓的蓄水池，再用抽水馬達打到屋頂水塔。水塔裡有一個像馬桶水箱一樣的浮球開關，水滿了就停，水位低了就再補。

也就是說，馬達只負責「把水抬上去」，之後送水到每一戶的工作，全部交給重力和連通管原理免費完成。這設計很聰明：就算短暫停電，水塔裡存的水還是能靠高度差繼續供應一陣子。

生活裡的連通管：其實到處都是

• 茶壺：壺嘴和壺身是連通的，所以壺嘴通常做得跟壺身一樣高，不然水還沒裝滿就從壺嘴溢出來了。
• 水平管：裝潢師傅在透明水管裡裝水，兩端水面一定一樣高，就能在牆的兩頭標出等高的點。
• 洗手台下的 U 型管：彎管裡永遠留著一點水，像一道水門，把下水道的臭味擋在外面。

留個小謎題給你

如果你住在大樓最頂樓，就在水塔正下方，你覺得洗澡時的水會比一樓大還是小？為什麼有些頂樓住戶要另外裝「加壓馬達」？先想想看，再到粉專留言區說說你的答案。

帶走這三句就夠用

• 水塔放在高處，水靠重力往低處的水龍頭流。
• 連通管裡的水面想保持一樣高，所以水會被推到你家。
• 高度差越大，水壓越大；馬達只負責把水抬上水塔。

完整圖卡在這裡：為什麼水龍頭一開就有水？（FB 原文）。更多生活科學小教室，歡迎到粉專追蹤留言，和 Kai、Ethan 一起問為什麼！

圖片來源：好奇實驗室粉專貼文