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物理日记157:饮水鸟(王璇20170815)  

2017-08-15 19:26:59|  分类: 【物理日记】 |  标签: |举报 |字号 订阅

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物理日记:饮水鸟

 日期:2017.08.15 星期二

 记录人:王璇

 今天在网上浏览时发现了一个有趣的玩具,就是有“爱因斯坦也吃惊的玩具”之称的饮水鸟。

物理日记157:饮水鸟(王璇20170815) - 潘书朋 - 潘书朋良师工作室

 

物理日记157:饮水鸟(王璇20170815) - 潘书朋 - 潘书朋良师工作室

 

 饮水鸟的结构很简单主体由玻璃制成。它的身体饮水鸟是一根玻璃管,管的上端是一个小球,也就是鸟头,管的下端是一个大球,也就是鸟的尾部。球内装有液体,管的下端浸在液面下。整个鸟身是密闭的,架在一个类似鸟腿的座上。它的头部粘有尖尖的嘴,尾部粘有羽毛。为了让人不能看清鸟身体里的秘密,它的身体被涂上了黑色。而它的神奇之处就是,在鸟的面前放上一杯水,鸟就会俯下身去,把嘴浸到水里,""了一口后,又直立起来。可是直立一会儿它又会俯下身去,等到鸟嘴浸到了水,""了一口,又会直立起来。就这样,它不停地点头喝水。

 "饮水鸟"是一种遵守热力学定律的典型热机,它之所以能不停地点头喝水,是因为它利用了一些复杂的物理学原理。

 饮水鸟的头和躯体分别为两个薄壁玻璃球( 以下简称"上球"" 下球") , 其间以一根玻璃管连通, 内装乙醚液体(无色透明液体。有特殊刺激气味。带甜味。极易挥发), 构成一个密闭容器。由于乙醚液体易挥发,因此液面上方充满乙醚的饱和气。鸟头四周包有一层易吸水的布。平时, 鸟身略向前倾。启动时给鸟头滴少许水, 布上的水在蒸发时大量吸热, 使上球内的乙醚饱和气在降温的同时降压,又因为温度降低乙醚蒸汽变得过饱和了,有少量乙醚蒸汽凝结成液体,乙醚蒸汽的量变少,气体体积进一步缩小,并放热阻止温度降低, 此时下球中的饱和气压大于上球中的气压, 下球中的乙醚液体沿玻璃管往上压,下球压强变小,里面的蒸汽变的不饱和,少量乙醚气化,下球里的乙醚蒸汽的量变大,同时从乙醚液体吸热, 于是整个鸟的重心上移, 从而打破了支点的平衡状态。鸟身随上升的乙醚液体逐渐前倾, 当鸟嘴接触液面时, 上下球刚好通过玻璃管连通 , 下球中的部分气体进入上球, 两部分气体混合, 当上、下球中压强一致时, 失去气体压力支持的液体将在自身重力的作用下倒流回下球, 饮水鸟的重心再次下移, 于是渐渐直立起来, 回到初始状态。由于"喝水", 鸟嘴接触水面, 沾湿了裹鸟头的布,于是它又开始" 喝水"

 (2017-08-15 19:26:59

 

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