中国历史上最著名的集水工具叫“渴乌”，它甚至出现在今天的小学教科书中。然而，由于其历史悠久、文献缺乏、实物缺乏，人们对邱的理解也相当模糊，导致了对邱的各种误解。最早的邱园结构简单，靠重力差工作，没有运动部件。

然而，它的工作原理隐含着三大物理原理：帕斯卡定律、虹吸原理和回火现象，分别属于静力学、动力学和热力学，值得深入分析。渴乌是什么？最简单的解释是古代吸水用的曲筒，就是应用虹吸原理制造的虹吸管，在中国古代又被称为“过山龙”。渴乌的最早出处是《后汉书·宦者传·张让》：“（毕岚）又作翻车渴乌，施於桥西，用洒南北郊路，以省百姓洒道之费。” 唐代章怀太子李贤在唐初为《后汉书》的这段文字作注解时认为：“翻车，设机车以引水；渴乌，为曲筒，以气引水上也。”也就是说，渴乌是一个弯曲的筒状物，其形状类似饮水的乌鸦。它的工作原理是“以气引水上也”，即利用大气压力的原理来引水。

以竹子为材料的大管径的渴乌，在唐代已经投入使用。现存的最早记载竹制渴乌的制作和使用方法的文献，是唐代历史学家杜佑的《通典》：“渴乌，隔山取水。以大竹筒雌雄相接。勿令漏泄。以麻漆封裹。推过山外。就水置筒。入水五尺。即于筒尾取松桦乾草当筒放火。火气潜通水所。即应而上。”北宋康定年间（公元1040年）曾公亮也曾记述过这种取水方法，可以看出渴乌的工作原理包括：帕斯卡定律、虹吸原理和回燃现象。

法国数学家帕斯卡发现，密封液体上的压力可以以恒定的幅度向各个方向传递。帕斯卡定律确保压力的传递不受液体流动面积的影响。因此，踩刹车时密封液产生的压力可以完整地传递到每个轮胎上，然后通过转换机构转换为轮轴上的压力，从而形成制动过程。帕斯卡定律确保连接管道的运行不受管径和路径的影响，因此人们可以自由地获取材料并在现场制造。在历史文献中，至少有两种制造材料，竹子和铜，直径没有限制，这归因于帕斯卡定律。

第二个原理是虹吸，它是指由水柱产生的（负）压引起的压差，由于液位位置的差异导致液体的持续供应。压差是如何产生运动的？在节能的前提下，由于大气压力恒定，位置压头可以自由转换为运动压头，也就是说，压差带来运动。明末，科学家徐光启对虹吸原理进行了解释：“如今，当一条龙穿过一座山时，如果水位高于水位，它就可以做到，当它平坦时，它就会停止……”这指出上游水位必须高于下游水位，而地球对液体的重力差是液体持续供应的来源，这是虹吸原理“吸力”的动力源彩虹”是指连接器的常见形状，不一定像彩虹。根据帕斯卡原理，连接管道的功能与其形状无关。

第三个是最关键的一个，也是区分渴乌与普通虹吸管和连接器的关键，即如何产生初始升力，使液体能够在高斜坡上长距离运输。当从油箱中提取汽油时，人们通常用嘴直接吮吸，并利用肺活量产生初始压差。用于农业灌溉的管道相对较大，导致人体肺部容量不足。古人巧妙地利用燃烧在这个较大的虹吸管中产生真空，将水吸入管中，然后在重力作用下从出口端流出。具体方法是用细松枝和干草等易燃材料塞住竹管的出口端，点燃柴火，管内的氧气会很快被烧掉。因此，在短时间内，气缸内的气压低于气缸外的大气压，使水“从中间向上反向”。由于重力差的影响，水源可以持续供应，直到两个水面之间的高度差消失。

从管子尾部取出松桦干草并点燃的过程在热力学原理上被称为回火现象。

由于古人并不十分清楚渴乌的工作原理，因此人们在解释渴乌时，往往用部分指代整体，把渴乌的龙头，当成渴乌本身，于是导致了渴乌被当作铜壶滴漏上的注水部件而流传。唐代徐坚所撰的《初学记》记载：“以器贮水，以铜为渴乌。关如钩曲，以引器中水，于银龙口中吐入权器。”到了北宋天圣八年（公元1030年）在燕肃改进的莲花漏上，也“置铜渴乌引水”，在这里渴乌仅仅是一段虹吸管，而没有导致翻坡功能的回燃现象了。

接下来，人们对渴乌的认识就比较离谱了。由于把渴乌的出口龙头当作了渴乌本身，那么凡是有水龙头的取水装置，都可以看作是渴乌，这导致了人们把辘轳当作渴乌的认识，如中国佛教著作《大般涅盘经》的记述：“……今之渴乌取水者是，亦名辘轳，井上施之更互上下，即是互为因果之义。”这种渴乌，仅仅是一种龙头和管路，其后部的水源供给，却需要其他手段来供给（如辘轳），此时的渴乌，仅为原始渴乌的一部分。这也意味着，古代的渴乌技术失传了，虽然文献中仍然可以找到，但生活中已经表示一种不同的东西了。渴乌与龙头的混淆，是造成这种部分代整体的讹传得以流行的重要原因。

再如陆游在《七月十七日大雨极凉》一诗中提到渴乌时说：“吴中七月热未已，渴乌呀呀井无水。炎官护前不少敛，树头敢望秋风起。”这里发出呀呀声音的显然是辘轳，而不是按照重力原理，无需外来能量工作的渴乌。

我国一些文献在解释渴乌时，指出其别称为“注子”、“偏提”，这又是一个大误解。注子和偏提，是一种利用大气压的水壶，其中却没有渴乌的工作原理。自9世纪初起，这种器物就已十分普遍。现代茶壶把手附近通常有一个小孔，如果用拇指密封小孔，可以保持茶水不洒出，虽是巧妙利用大气压的例子，却不是利用虹吸原理了（因为没有水柱的存在）。不过，也有正确描述渴乌功能的诗句。南宋刘仪风在描述一个引水设施时说：“箨龙亦解作水供，细绎寻丈如渴乌。”这一句因为突出了水源供应的稳定性，符合重力流动原理，因此是渴乌的本意。如果是辘轳供水，水流脉动性大，就不会产生“细绎寻丈”的局面。元朝贡师泰也有诗说：“四分井字旁通渠，浏浏野水翻渴乌。”这一句，则因为一个“翻（越高坡）”字而毫无疑问地准确表达了渴乌的原始定义。