當前位置:製作窩 >

兒童手工 >科學實驗 >

飲水鳥製作方法圖解

飲水鳥製作方法圖解

飲水鳥製作方法圖解
無電無磁無發條頭上點水開始搖只要杯中水不斷日日夜夜不停腳奇妙奇妙真奇妙它還可以做預報陰天雨天運動慢風天晴天跑得快開發智力最需要饋贈禮品為最好。
飲水鳥製作方法圖解 第2張

衝擊鑽中國古代玩具“飲水鳥”古老玩具是永動機?這種古老的中國玩具外形就像一隻鳥,古代稱作智慧長壽鳥一種幾近失傳的玩具,與魔方、倒立陀螺並稱世界三大益智玩具,前蘇聯著名科普作家別萊利曼在他1936年編著的《趣味物理學續編》中傾心介紹的玩具,日本東北大學教授酒井高南編著的《玩具與科學》中極力推崇的玩具。2005年8月“中國古典物理玩具展”極盡全力通過網路、媒體在全國尋找的玩具,中央電視臺《科技博覽》2005年9月19日至9月20日以《尋找飲水鳥(上)(下)》進行全方位報道的玩具。

飲水鳥製作方法圖解 第3張

“智慧長壽鳥”有這麼神奇嗎?“智慧鳥”的神奇之處就在於:它不充電不裝發條不借助外來的動力,永動鳥主體由玻璃製成。它的身體是一根玻璃管,管的上端是一個小球,也就是鳥頭,管的下端是一個大球,也就是鳥的尾部。球內裝有液體,管的下端浸在液麵下。整個鳥身是密閉的,架在一個類似鳥腿的座上。它的頭部粘有尖尖的嘴,尾部粘有羽毛。而它的神奇之處就是,只要在鳥嘴前面放上一杯水,把嘴巴浸到水裡,讓它“喝”上一口,接著把頭抬起,鳥就會自動俯下身去,把嘴浸到水裡,“喝”了一口後,又直立起來。以後它就會不知疲倦地永遠喝下去。只要前面杯子裡有水,它就如同一臺“永動機”一樣永遠不停地工作下去。四川有位朋友擁有一隻智慧鳥,總共喝了60年的水。

更有趣的是智慧鳥還能做天氣預報,陰天雨天喝得少,風天晴天喝得多。“智慧鳥”集中代表了古人的智慧,它不停地點頭喝水,就像是一臺永動機。但是永動機在科學理論上是不可能的,那麼這到底是怎麼回事呢。

飲水鳥製作方法圖解 第4張

究竟是什麼原理讓“智慧鳥”無休止地“喝”個不停呢?“智慧鳥”的原理並不容易說得清,物理學家給出好幾種不同的解釋。

基本的認識是,“飲水鳥”體內的液體是一種易揮發的液體,在高溫裡很容易蒸發,而液體的飽和蒸汽所產生的壓力又會隨溫度的改變而改變。於是,當它頭部受冷,氣壓下降,尾部的液體就會沿頸部被“抬升”至頭部。這樣頭的重量在增加,尾部的重量在減輕,重心位置發生變化,鳥就把嘴巴浸到水裡。而當兩部分氣體混合之後,由於吸收了周圍空氣的熱量,又沒有了氣壓差,這時上升到頭部的液體,在本身的重量作用下流向下端尾部,這時尾部變重,頭部向上翹。與此同時,頭部因為剛粘到水又開始冷卻,如此就開始了反覆運動。

頭部(包括嘴部)通常被粘上一層紅色毛氈,這種材料的吸水性很好。在第一次使用時,你要把飲水鳥的頭部按在水杯裡,讓這隻鳥頭部的毛氈吸水被浸溼。當你放開手後,這隻鳥搖擺起來。由於毛氈上水的蒸發,導致頭變得比腹部溫度稍低(即有一個“微溫差”)。而鳥的搖擺的行動又協助了蒸發的加速(就象你沾水的手在空中揮舞感到更涼快一樣),真是天作之合!

雖然頭部和玻璃管的上部看起來好象是空的,但是它們裡面實際上是充滿了從二氯甲烷蒸發出來的蒸氣。二氯甲烷或者乙醚是製作飲水鳥的絕好材料,因為它們都具有“低潛熱”,很容易蒸發,不需要獲取很多熱量就能氣化變成蒸氣。

由於頭部溫度降低,一些蒸氣冷凝,成為流動的小液滴(就象水蒸汽接觸到冷的玻璃窗凝結成為小水滴流下來一樣)。

蒸氣凝結成為小液滴後,佔用的空間減少,這使頭部裡面的壓力比腹部稍低,頭部和腹部之間的壓力不平衡,導致了液體被吮進玻璃管上升進入頭部。你也可以理解為腹部液體產生的蒸汽壓力推動液體沿玻璃管上升進入頭部(因為頭部氣壓低於腹部),這更減少了頭部蒸汽的數量,同時降低了腹部壓力。這樣更加進一步導致液體蒸發,造成更多蒸汽將更多的液體強制壓入玻璃管上升進入頭部。隨著液體沿玻璃管上升進入頭部,它逐漸改變了這隻飲水鳥的重心。使重心逐漸移動到轉動軸以上,這導致它傾斜越來越多,直到它最終“頭重腳輕”地低頭“飲水”。這個動作正是我們所希望看到的“飲水”效果。但是,我認為這個動作更重要的意義在於它使飲水鳥巧妙地補充了頭部毛氈所蒸發掉的水份。

當飲水鳥的身體差不多呈水平狀態時,在腹部內的玻璃管的末端與液體脫離接觸,2只玻璃球的空間連通,在腹部的液體之上的蒸氣現在可以迅速地通過玻璃管進入到頭部,使頭部和腹部的氣壓相等,氣壓差消失。這時,以前移動到頭部的液體汩汩地向下流回腹部。 由於頭部的液體流回腹部,它迅速地移動了重心,使其回到轉動軸以下比較低的腹部,因此這隻鳥的頭部離開玻璃杯,搖擺著恢復直立狀態。然後,頭部毛氈上的水份又蒸發,飲水鳥重複上述過程,不停迴圈,就如同一臺“永動機”一樣時刻不停地工作著。

飲水鳥製作方法圖解 第5張

飲水鳥運用了物理學的蒸發致冷,飽和汽壓與溫度關係,帕斯卡原理,重心、槓桿原理以及毛細現象等原理。

至少在清朝中期飲水鳥就誕生了,雖然那時沒有乙醚等藥物,但人們利用高濃度的酒精等液體,也能產生同樣效果。 飲水鳥絕不是什麼“永動機”,它實際上是巧妙地利用了物理學裡的熱力學原理,乙醚很容易揮發,飲水鳥一頭一尾的溫度差異,就能讓玻璃管裡的乙醚蒸汽的分佈發生變化,從改變小鳥的重心讓它下垂,而鳥不斷地喝水,又會打溼它的頭部,頭部水分的蒸發,吸收周圍空氣的熱量,再次產生溫度差異,這就是奇妙的飲水鳥能夠不停活動的祕密,兩段玻璃管,一點乙醚,一些普通的棉花,就能做出一隻不知疲倦的小鳥,聽上去簡單,可要讓它不停歇的運動並不容易,為了復原這隻小鳥,孫貴傾注了三十年的心血。 通過二十多年的努力,孫貴終於掌握了一些製作竅門,要讓小鳥動起來,一是要把握好鳥身體裡乙醚的量,過多會讓身體太重,過少則無法帶動身體擺動,二是要找好小鳥身體的平衡點,最佳的支點才能保證小鳥運動自如。

飲水鳥實際為一種熱機。
飲水鳥製作方法圖解 第6張

內部液體為易於氣化液化的乙醚。支點位於整個裝置的重心,因此質量稍有偏移,鳥身就有變化

開始時鳥頭部一定要沾水,這是因為水蒸發能夠帶走熱量,使得鳥的頭部溫度下降,此時鳥頭部壓強減小,與鳥的肚子部分氣體的壓強不等,就使得鳥肚子中液體沿著玻璃管上升以平衡壓強。這樣鳥上半段質量變大,重心偏移,所以鳥頭向下飲水。

飲水鳥製作方法圖解 第7張

此時兩部分氣體相通。壓強又達到平衡。飲水鳥”的嘴浸到了水,這樣鳥頭被打溼,由於吸收了周圍空氣的熱量,蒸汽的溫度略有上升。這時上升到頭部的液體,在本身的重量作用下流向下端尾部。尾部變重,頭部向上翹,液體全部集中到尾部,同時,頭部的蒸汽因為剛粘到的水又開始冷卻。

如此迴圈往復。


飲水鳥製作方法圖解 第8張

烏鴉把小石子一個一個地放進瓶子裡。瓶子裡的水漸漸升高,烏鴉就喝著水了。

聽到這個故事彷彿回到了童年小學教室傳出的朗朗讀書聲,第一次知道了烏鴉是那麼聰明,(因此還和小盆友一起上樹掏過鳥窩,嘻嘻)。萬分感慨那時的生活是多麼的無憂無慮,多想回到從前,現在吃的東西多,玩的東西多還先進,可是沒有從前那麼快樂!

飲水鳥製作方法圖解 第9張

復活的老故事是由飲水鳥又叫永動鳥結合中國古典故事創作而成,是益智與創作的完美結合。它的身體由玻璃管連線兩個玻璃球組成,內裝各種漂亮顏色液體,上頭由形象逼真的鳥頭和尾部各色漂亮羽毛組成。神奇的是:在瓶子裡裝滿水把嘴浸入水中喝一口,尾球的液體會慢慢上升到一定程度時頭會低下再次喝水,只要杯子的水不斷不用任何動力就會不停的喝下去,在溫度高風清氣爽的天氣會喝的很快,溫度低下雨天悶熱會喝的很慢,是陰晴風雨天的最佳天氣預報者。更是令愛因斯坦驚奇的神奇作品。


飲水鳥製作方法圖解 第10張
玩具,深受兒童的喜愛,原因是它的趣味性強,但玩具的教育功能沒有很好地發揮出來,尤其是它的創造教育潛力沒能很好地挖掘出來。在物理實驗教學中,應用玩具培養學生的創造力是大有可為的,關鍵是如何使玩具成為學生探索活動的載體,為學生提供探究活動的機會,不斷激勵學生探究的動機。
例如,應用玩具小車可以做許多力學實驗,但很少有教師向學生提出帶有挑戰性的課題,所以學生也就不會產生創造性的慾望和設想。對於高中的學生,我們可以向學生提出這樣的課題:請應用玩具小車設計定性或定量的實驗說明物理問題。這是一個自由度比較大的問題,給學生留有足夠的創造空間。通過學生的相互激勵,可以提出很多課題

  • 文章版權屬於文章作者所有,轉載請註明 https://zhizuowo.com/ertong/xiaoshiyan/ldyy5.html