智慧的結晶!中國古人發明的飲水鳥,「讓愛因斯坦也吃驚的玩具」

2020-09-11 鋒芒科技

愛因斯坦曾經收到過一個被塗了顏色,看不見內部奧秘的飲水鳥,贈予愛因斯坦的人說,科學家不是說永動機是不可能的嗎?這就讓你看看這臺永動機

這臺工藝簡陋的飲水鳥玩具就這樣引起了愛因斯坦的注意,甚至讓愛因斯坦也感到吃驚,直到明白其原理時,感嘆飲水鳥的設計之巧妙,所以飲水鳥還有一個特別的別稱,「讓愛因斯坦也吃驚的玩具」。

但是飲水鳥到底是誰發明的,是什麼時候發明的,都沒有任何文獻記載,只知道飲水鳥是中國古代的玩具,也是中國人智慧的結晶。

據說飲水鳥是一種神秘的玩具,只要在它的面前放上一點水,它就會不知疲倦的擺動起來,就像是一臺永動機一樣,可是我們都知道,在科學上,是沒有永動機的說法的,那飲水鳥,到底是以什麼原理來運作的呢?

飲水鳥的形象最後一次公開出現是在上世紀30年代,一本國外的科普讀物上,之後就消失匿跡了,知道第19屆科普周的開幕,飲水鳥現在大行宮廣場,讓現場參觀的人都連連稱奇。

為了不讓人看到鳥身體裡的秘密,鳥的身體會被塗上顏色,整個鳥都是密閉的,架在了一個類似於鳥腿的座上,兩頭是玻璃球,管的下端浸在液面下,球內裝有液體。

而它的神奇之處就是,在鳥的面前放上一杯水,鳥就會俯身下去,把嘴放進水裡,喝了一口水以後,就會直立起來,然後剛直立起來一會兒又會俯身下去喝一口,然後再次直立起來,然後又會俯身下去喝水,就這樣它不停地點頭喝水,那不是永動機又是怎麼一回事兒呢?

這個玩具不是一種利用環境中熱能的第二類永動機,而是一種遵守熱力學定律的典型熱機,它之所以可以不停地點頭喝水,是因為它利用了一些複雜的物理學原理。

飲水鳥的頭和軀體分為上球和下球,中間以一根玻璃管連通,內部裝有乙醚液體,以此構成了一個密閉的容器。

而乙醚液體是非常容易揮發的東西,所以液面上面充滿著乙醚的飽和氣,而在鳥頭的四周包著一層容易吸水的布。

平常鳥身略微向前傾,啟動的時候給鳥頭上滴少許水,然後布上的水在蒸發的時候會大量吸熱,使得上球內的乙醚飽和氣在降溫的時候降壓,這時候溫度降低又會讓乙醚蒸汽變得過飽和,有少量的乙醚蒸汽凝結成為液體,乙醚蒸汽的量變少,氣體體積就會進一步縮小,然後會放熱阻止溫度降低。

這個時候下球的飽和氣壓大於上球中的氣壓,下球中的乙醚液體沿著玻璃管往上壓,下球壓強變小,裡面的蒸汽就會變得不飽和,少量的乙醚氣化,下球裡的乙醚蒸汽的量就會變大,同時從乙醚液體吸熱,然後整個鳥的重心上移,打破了支點的平衡狀態。

而鳥身隨著上升的乙醚液體逐漸前傾,當鳥嘴接觸液面的時候,上下兩個球港後通過玻璃管連通,下球中的部分氣體進入上球,兩部分氣體混合,當上下球的壓強一致時,失去氣體壓力支持的液體,會將自身重力的作用下倒流回下球,飲水鳥的重心就會下移,這樣飲水鳥就直立了起來。

飲水鳥內部變化的原理和超導體熱管一樣,是通過氣化液化來傳遞熱能,實際蒸汽的溫度並沒有太大的變化。

當科學家解開謎題的時候,不禁感嘆,這麼個小玩具,居然蘊含這麼複雜的原理,中國人的智慧真是強大,有人還叫飲水鳥,「來自中國的永動機」,不知道你是否見過飲水鳥呢?

好了,今天就為大家介紹到這裡,我們下一期再見!

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