連愛(ài)因斯坦也吃驚的玩具

永動(dòng)鳥(niǎo)是中國(guó)古代工匠智慧的結(jié)晶，但具體發(fā)明于什么時(shí)候，現(xiàn)在已經(jīng)不可考知。永動(dòng)鳥(niǎo)在中國(guó)古代作為一種玩具，流傳十分廣泛，后來(lái)漸漸失傳，最后一次明確記載的是出現(xiàn)在上世紀(jì)30年代一本國(guó)外的科普讀物上，之后就銷聲匿跡了。

上個(gè)世紀(jì)，有人曾將一個(gè)中國(guó)的“永動(dòng)鳥(niǎo)”玩具送給了20世紀(jì)最偉大的科學(xué)家愛(ài)因斯坦。一時(shí)間，愛(ài)因斯坦被這個(gè)神奇的小鳥(niǎo)迷住了：難道這世間真有人創(chuàng)造出了永動(dòng)機(jī)——這個(gè)永遠(yuǎn)不停地在喝水的小鳥(niǎo)?直到后來(lái)，愛(ài)因斯坦弄明白了小鳥(niǎo)“永動(dòng)”的奧秘之后，才恍然大悟。雖然這個(gè)“永動(dòng)鳥(niǎo)”并非真正的“永動(dòng)”，但其設(shè)計(jì)之巧妙，依然讓愛(ài)因斯坦嘆為觀止。而這個(gè)玩具也就被人叫做“連愛(ài)因斯坦也吃驚的玩具”。

“永動(dòng)鳥(niǎo)”揭秘

“永動(dòng)鳥(niǎo)”真的能永動(dòng)嗎?當(dāng)然不是!我們就一起來(lái)看看其中的奧秘吧!

先介紹一下小鳥(niǎo)內(nèi)部的大致結(jié)構(gòu)：“永動(dòng)鳥(niǎo)”的頭和軀體分別為兩個(gè)薄壁玻璃球，中間用一根玻璃管連通，內(nèi)部裝有乙醚，整個(gè)裝置構(gòu)成一個(gè)密閉容器。鳥(niǎo)頭四周包有一層易吸水的布，烏嘴是一根錐形金屬管，它內(nèi)部有紗線與鳥(niǎo)頭上的布相連。

一開(kāi)始，乙醚液體在下面的玻璃球里，“永動(dòng)鳥(niǎo)”的重心在支撐點(diǎn)下方，比較穩(wěn)定。當(dāng)鳥(niǎo)頭部的布被濕潤(rùn)后，布上的水不斷蒸發(fā)吸熱，使上面小球內(nèi)的乙醚飽和蒸氣溫度下降，同時(shí)壓強(qiáng)減小。這樣，下面球泡內(nèi)的壓強(qiáng)比上面球泡內(nèi)的壓強(qiáng)大，乙醚液體被壓入管內(nèi)，導(dǎo)致整個(gè)裝置重心向前上方移動(dòng)，因而飲水鳥(niǎo)的平衡裝置被打破，所以“永動(dòng)鳥(niǎo)”開(kāi)始低頭喝水。當(dāng)玻璃管趨于水平時(shí)，這樣，下面球泡中的乙醚蒸氣便進(jìn)入管內(nèi)，而管內(nèi)的液體乙醚開(kāi)始回流，重心回移，“永動(dòng)鳥(niǎo)”又開(kāi)始抬頭，如此循環(huán)反復(fù)。

想一想：

1 “永動(dòng)鳥(niǎo)”并非永動(dòng)，這是因?yàn)樗牧四姆N物質(zhì)?

2 “永動(dòng)鳥(niǎo)”是陰天雨天飲水次數(shù)多呢，還是在風(fēng)天晴天飲水次數(shù)多?