为什么饮水鸟能饮水不断?
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/11/26 09:15:16
为什么饮水鸟能饮水不断?
为什么饮水鸟能饮水不断?
为什么饮水鸟能饮水不断?
满奥秘的冒牌永动机
当然这种玩具并不是永动机,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.正是因为它使用的是周围察觉不到的能源,所以才会被人误认为是永动机.
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是一种玩具吧
作为热和力的平衡与不平衡相互转化的实例是著名的物理玩具——饮水鸟.粗看起来它像是一架“永动机”,如下图,一根玻璃管将两个球型容器相连,左端包有绒布,装有长嘴,做成一个鸟头.右端盛有沸点很低的、极易挥发的液体（如乙醚）,加以密封,做成一个鸟身.
（a）头部蒸发致冷,液体沿管推进,重心偏至左侧——饮水
（b）管身接近水平,液体回流,容器重心偏至右侧——抬头
当头部蘸湿时,由于蒸发致冷作用,使头部温度降低、压强减小,右边“身体”构的液体将被压向左边.当液体沿管子移动到一定高度时,整个装置重心左移,平衡被破坏,“鸟”的头部下沉,呈“饮水”状态.此时玻璃管接近水平状态〔见上图（b）〕,液体将回流到右边容器中,而气体将通往左边.此时重心又右移,“鸟”就抬头了.在“饮水”过程中通过鸟嘴与水面接触,有一些水补充到头部,保持头部始终呈湿润状态.如此不停往复运动,直到头部蘸不到水,不能蒸发为止.
饮水鸟实际上处在一个热与力的平衡与不平衡的不断转换的过程之中.抬头时,饮水鸟处在力的平衡、热的不平衡状态（头部的内能在减少）；饮水时,水的蒸发与补充几乎相等,使头部温度回到与室温相同,处于热的平衡状态.但力是不平衡的,于是头又抬了起来,脱离了水面；接着又是一个力的平衡、热的不平衡状态,如此往复循环.
饮水鸟并不是一架永动机,它是利用周围空气的内能来克服阻力做功的,是一架设计很灵巧的机械.