为什么泵理论上只能吸十米高的水柱？

关于为什么泵最多只能吸十米水柱想到的。
大三学习了一门课程《泵与泵站》，里面提到了泵理论上最多只能将水吸上十米高空，而泵的扬程却可以达到一百多米，我非常想不通，为什么可以将水推送至一百多米高空，却只能吸十米高的水？当年学习虹吸管原理时我就被这一现象所迷惑，虹吸管可以让水不借助外力情况下自流，但为什么它也只能将水最多提高十米？我带着这两个问题进行了一番思考与查阅，最终找到了问题的答案。
在解决上述问题前我想先谈谈我们初高中物理的学习，因为我们往往忽略了那些最简单的物理知识所蕴含的巨大力量。曾经在初中时学习了一个物理定律深深的改变了我的世界观，古希腊哲学家亚里士多德提出：必须有力作用在物体上，物体才会运动，没有力的作用，物体就会最终停下来。这句话说得多么正确，以至于我听一遍就相信了。然而有个叫牛顿的家伙，提出了个叫牛顿第一定律的东西，完全把他否认了，说什么“一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态”，这一听就是个鬼话，简直在胡扯，怎么可能是这个样子呢，于是我怀疑这个理论有一年多时间，并始终认为这个在课本里的结论是错误的。当我后来理解了牛顿第一定律时，我第一次被物理学深深震撼，它让我用一种科学的思维去重新看待这个世界，这个世界是与我们平常状态下看上去完全不同的世界，不可思议而又合乎情理，这便是科学的魅力！
言归正传，在初中时我们还简单的学习了“大气压”这个概念，这个“大气压”就是解决上述泵为什么只能吸十米水柱问题的关键所在。定义告诉我们：大气压强是指地球上的空气产生的压强，地球表面的空气受到重力作用，由此而产生了大气压。也就是说我们都生活在大气压下，而这个大气压其实非常非常的大，但我们却感觉不到。之所以感觉不到，是因为我们身体内部也有大气压，内外抵消所以没有感觉。所以把你突然放到太空中，你的身体外部压强突然消失，而你的身体内部却还有压强，而且很大很大的，那么你就会……爆炸而死，这就是为什么宇航员上太空要穿宇航服的原因了。我们不能光空想，历史上也有人做实验去验证了大气压强的存在和大气压强到底有多么强大。1654年格里克在德国马德堡作了著名的马德堡半球实验，有力的证明了大气压强的存在，这个实验就是把两个半球里的气抽光，然后两个半球就被吸住了，用几匹马都拉不开。从传统的观念上我们认为球是被吸住的，为什么被吸住了呢，里面真空没气了，就被吸住了呗。然而科学又重重的打了我们一记耳光，球不是自己吸住的，而是被周围的大气压住而打不开，这个实验足以让人们明白大气压到底有多么强大。然而我们都是不长记性的人，我们依然用自己既定的思维去看待事物，我们宁愿相信有“吸”，也不相信是“压”在起作用。可事实是，我们必须换种思维去看待这个世界，这个世界根本不存在“吸”，所有的“吸”都是“压”的假象罢了。
如果你把一根试管装满水倒置在水箱中，那么试管里将充满水，并且这些水不会落下来，不要再认为管子自己会吸水所以水不会掉下来，正确的解释是：因为水管里没有气体，即没有大气压，所以外部大气压将水压到了半空中。但大气压强总得有个限度吧，17世纪意大利科学家托里拆利在一根1米长的细玻璃管中注满水银倒置在盛有水银的水槽中，发现玻璃管中的水银大约下降了24厘米后就不再下降了。这24厘米的空间无空气进入，是真空。托里拆利据此推断大气的压强就等于水银柱的长度，这就是著名的托里拆利实验。这个实验告诉我们大气压强有多大，有能够将水银压高至760毫米高那么大，那么如果压水能将水压多高呢？没错，正好能将水压至10米的高度，如果按这个实验的方法做，高于10米的水柱上方便是真空。其实我们也可以用计算的方法得出，液体产生的压强由高度和密度决定，水银的密度是13.6×10^3千克/立方米，水的密度是1×10^3千克/立方米，换算成水的高度就是13.6×0.76米=10.336米，我们一般将其近似为10米。当然，这也是为什么一个标准大气压可以用一个十米水柱表示的理论解释。
现在我们可以解释为什么水泵最多只能吸上10米高的水了，然而现实中由于能量损失和密封性问题，一般只能吸7米左右。水泵中的水并不是自身“吸”上来的，而是大气压帮它压上来的，它真应该好好感谢大气压！当泵在转动时，会产生负压，就是泵壳内的压强小于了大气压，此时大气压就会好心地将水从底部压上来，如此这样泵就不停的工作了。我们也可以试想一下，假如泵的吸水管超过了10米，那么大气压将水压到10米高处就再也压不上来，泵的叶轮只能在真空里空转，如果管内10米上端本来就有水，那么水也会往下掉，形成一截真空，泵当然也无法工作。虹吸管的原理和它是一样的。