Sicherlich kennen Sie den Trick, aus einer Wanne nur mit Hilfe eines Schlauches das Wasser herauszu-"pumpen". Man steckt den Schlauch in das Wasser, saugt es an und lässt es dann in ein Behältnis laufen, dass tiefer als die Wanne steht.
Kopfball hat das Ganze verfeinert und bietet nun ein Gerät an, mit dem auch ohne Ansaugen das Wasser abgepumpt werden kann: der "Doppelsaugheber".

Auf dem Experimentiertisch steht ein mit Wasser gefülltes Glas. Nun nimmt der Experimentator ein u-förmiges Rohr und hängt es kopfüber auf den Rand des Becherglases. Ein Schenkel taucht also in das Wasser hinein, der andere ist außerhalb des Glases. Beim Eintauchen steigt das Wasser in dem einen Schenkel bis auf die Höhe des Wasserspiegels an. Weiter geschieht zunächst jedoch nichts. Erst wenn etwas Wasser über die Krümmung des U-Rohres herübergesaugt wird, sieht man, dass das Wasser dann auch von alleine aus dem Becherglas in den Auffangbehälter läuft.

Nun kommt die Kopfball-Erfindung zum Einsatz: Zwei geschickt hintereinander geschaltete U-Rohre vollführen das "kleine Wunder":
Der "Doppelsaugheber" wird, wie in der Abbildung gezeigt, so tief in die Flüssigkeit eingetaucht, bis der erste Bogen des Rohres unter Wasser ist. Die im Glas befindliche Flüssigkeit beginnt nun, von selbst aus der Öffnung des Rohres herauszulaufen, ohne dass sie vorher angesaugt werden muss.

Wieso läuft das Wasser im Doppelsaugheber von selbst aus der Öffnung heraus, aus dem einfach U-Rohr aber nicht?

Die physikalische Größe, die für das grundsätzliche Gelingen dieses Experimentes verantwortlich ist, ist der hydrostatische Druck. Vereinfacht kann man sagen, dass das Eigengewicht des Wassers diesen Druck ausübt. Stellen Sie sich folgende Situation vor: Sie liegen alleine auf dem Boden oder: Zehn Leute legen sich über Sie. In letzterem Fall wäre natürlich der Druck, der auf Sie bzw. auf den Boden ausgeübt wird, viel größer. Der Druck einer stehenden Wassersäule nimmt pro Meter Wassersäule um 0,1 bar zu.
Dieses Phänomen hat für das Experiment folgende Auswirkungen: Wenn man das normale U-Rohr ins Wasser gibt, steigt dies im Rohr so weit hoch, bis die Flüssigkeitspegel im Rohr angeglichen sind. Die Flüssigkeitsoberfläche im Rohr wird aber ein klein wenig über der Flüssigkeitsoberfläche im Glas stehen. Die dafür verantwortlichen Kapillarkräfte sind auf die Grenzflächenspannung zwischen Wasser und Glas zurückzuführen. Das Wasser steigt dadurch so hoch, bis die Grenzflächenspannung gerade durch die Gewichtskraft der hochgestiegenen Wassermenge kompensiert wird. Der Effekt ist jedoch minimal und führt nicht dazu, dass das Wasser über den Bogen des U-Rohres hinweg aus der Öffnung läuft. Dies ist ja der Grund dafür, wieso im ersten Fall die Flüssigkeit erst angesaugt werden muss.
Aber warum läuft das Becherglas dann von alleine leer? Auch hierfür ist der hydrostatische Druck verantwortlich: Wenn beide Schenkel des U-Rohres mit Flüssigkeit gefüllt sind, dann herrscht natürlich in beiden Schenkeln ein hydrostatischer Druck. Diese beiden arbeiten, wenn man so will, gegeneinander. Die außerhalb liegende Wassersäule "zieht" an der innen liegenden. Ist das außen befindliche Rohrende unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche, so ist die Kraft mit der diese Wassersäule zieht größer als die, mit der die andere Wassersäule zieht. Das Wasser läuft also heraus. Der Wasserstrom reißt dabei nicht ab, da beiden Seiten auf das Wasser der äußeren Luftdruck wirkt und so die Wassersäule zusammenhält. Man kann sich dies ähnlich vorstellen, wie bei einer Kette, die sich in einem Becher befindet und die soweit über den Rand nach unten hängt, dass sie die restlichen Kettenglieder hinter sich aus dem Becher herauszieht.

Nun kommen wir endlich zu der spannenden Frage: Wie geht's ohne Saugen?

Genau die gleichen Vorgänge zwischen den zwei Rohrstücken, also dem über der Flüssigkeit und dem vom Becherglasrand aus herunterführenden, laufen auch bei dem Doppelsaugheber ab. Das eigenständige Starten dieses Saughebers lässt sich so erklären: Taucht man den Saugheber in die Flüssigkeit, strömt Wasser in ihn hinein. Wie oben beschrieben, wird so lange Wasser in den Heber fließen, bis beide Wasserspiegel in etwa auf gleicher Höhe sind. Denn so lange sorgt der hydrostatische Druck der im Becherglas befindlichen Flüssigkeit dafür, dass sie in das Rohr strömt. Da sich der erste Bogen des Hebers unter der Flüssigkeitsoberfläche befindet, durchströmt die Flüssigkeit diesen und gelangt somit in das letzte Rohrstück kurz unter den Rand des Becherglases, bzw. kurz vor den letzten Bogen des Saughebers, bevor die Flüssigkeitsoberflächen gleiche Höhen erreicht haben. Die strömende Flüssigkeit hat bis dahin schon eine gewisse Strecke zurückgelegt: Und genau das ist der Grund dafür, dass die Flüssigkeit eben nicht direkt aufhört zu strömen, sobald die Oberflächen auf einer Höhe sind. Das Wasser schwappt praktisch über. Hintergrund ist die Massenträgheit. Und dieses kleine bisschen reicht bei der gewählten Dimensionierung des Doppelsaughebers bereits aus, damit das Wasser den zweiten Bogen überwindet und nach unten abfließt. Dann spielen sich wieder die gleichen Vorgänge wie im normalen U-Rohr ab. Die Flüssigkeit wird also so lange ablaufen, bis die Flüssigkeitsoberfläche im Becherglas auf gleicher Höhe mit der Öffnung des Doppelsaughebers ist.