饮水鸟 中国古代玩具“饮水鸟”类似永动机的状态曾经让大科学家爱因斯坦也惊叹不已。“饮水鸟”的形象最后一次公开出现是在上世纪30年代时一本国外的科普读物上,之后就销声匿迹了。这只神秘的“饮水鸟”发明于什么时候?不可考;民间是否还有流传?不知道。借助当时的一些资料,我们找到了一些关于这种玩具的零星记忆。 现代饮水鸟 国外科普读物中记载的饮水鸟,主体由玻璃制成。它的身体是一根玻璃管,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(本次展出的饮水鸟身体为透明的)。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,“喝”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,“喝”了一口,有会直立起来。就这样,它不停地点头喝水,就像是一台永动机。但是永动机在科学理论上是不可能的,那么这到底是怎么回事呢? “冒牌”永动机——爱因斯坦也吃惊的玩具 这一点连当代最伟大的科学家爱因斯坦都为它吃惊。根据前苏联著名的科普作家别莱利曼编著的《趣味物理学续编》中提到,曾有人将这个涂了颜色、看不见内部奥秘的“饮水鸟”赠送给爱因斯坦博士,并对他说,科学家不是说永动机是不可能的吗,现在就让你瞧瞧这台永动机。当爱因斯坦看过并明白其原理时,真的十分惊叹“饮水鸟”的设计巧妙。因此这个玩具就被别人叫做“爱因斯坦也吃惊的玩具”。 工作原理 它之所以能不停地点头喝水,是因为它包含着复杂的物理学原理。原来“饮水鸟”内的液体是乙醚一类易挥发的液体,在高温里很容易蒸发,而液体的饱和蒸汽所产生的压力又会随温度的改变而剧烈的改变。a.头部受冷,气压下降,尾部的液体因为吸力沿颈部上升。这样头的重量在增加,尾部的重量在减轻,重心位置发生变化,当重心超过脚架支点而移向头部时,鸟就俯下身到平衡位置。这个位置可以通过鸟嘴的重量来调试。b.头部降低,内部发生两个变化。一是“饮水鸟”的嘴浸到了水,这样鸟头被打湿。二是上下的蒸汽区域连通,两部分气体混合,没有了气压差,但由于吸收了周围空气的热量,蒸汽的温度略有上升。这时上升到头部的液体,在本身的重量作用下流向下端尾部。c.尾部变重,头部向上翘,液体全部集中到尾部,同时,头部的蒸汽因为刚粘到的水又开始冷却。原来“饮水鸟”头部不断蒸发所吸收的周围空气的热量,就是这奇妙的“饮水鸟”能够活动的原动力。
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