能的轉化實驗多用機

科學實驗
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整機示意圖見圖21．3－1，其工作過程是由點燃酒精產生的熱能，使小鍋爐內的水沸騰產生蒸汽去推動氣缸內的活塞，再通過連桿帶動曲軸轉動。飛輪和氣動機皮帶輪的轉運通過皮帶傳動使發電機轉動而發電，使發光二極體發光，從而完成了化學能→內能→機械能→電能→光能的轉化。這種小電機也可以作為電動機使用，當它接在6伏直流電源上時，電動機的轉動通過皮帶傳動帶動曲軸連桿運動，推動活塞做功（例如抽氣或抽水），從而將電能轉化為機械能。

【製作方法】

1．鍋爐及酒精盒：

利用廢鐵筒（直徑5．5釐米、高7釐米）焊接製成鍋爐，並用支架架起。支架下放廢日光燈起動器鋁殼，內裝酒精，作為酒精盒使用。

2．氣動機：

主要由控制閥門、氣缸活塞及曲軸飛輪三部份組成。

（1）控制閥門：氣缸的進氣與排氣，是通過用氣門心做的進、排氣管，經閥門槓桿及鐵皮座孔的擠壓和氣門心本身的彈性作用適時控制的（座孔的高度與兩鐵皮座間的距離由實驗確定）。閥門槓桿是用餃接於閥門連桿的一頭，閥門連桿的另一頭用鐵片套焊接在飛輪曲軸的控制拐上，靠曲軸旋轉帶動閥門槓桿動作。

（2）氣缸活塞：是一醫用5毫升注射器。用鐵皮作箍，卡焊住注射器的活塞柄，以軸釘跟活塞連桿一頭連線，活塞連桿另一頭用鐵片套焊接到飛輪曲軸的動力拐上。

（3）曲軸飛輪：曲軸動力拐與控制拐互成90°角，位於飛輪的前後兩側，曲軸兩端裝於同心支架上。飛輪的質量，應保證其轉動時足以使動力拐順利通過“死點”，但又不必過大，以致徒增負荷，影響轉動。所以，飛輪的質量，應通過實驗確定。

3．直流電動（發電）機：將171型玩具電機的線圈拆去，換用直徑0．17毫米的高強度漆包線，按原來狀態每極200匝改制而成。這樣的電機，當被氣動機帶動正常運轉時發出的電流，可使一般發光二極體正常發光。

4．汽輪機：

是一個利用排氣管的廢氣推動的小葉輪，以演示汽輪機的轉動。

【使用方法】

1．演示蒸汽機原理：

（1）演示前的準備與除錯：將氣缸內注入少許清水，使之潤滑；各活動部份塗少許機油；轉動飛輪，使動力拐不在“死點”上。

（2）將鍋爐內的蒸汽，通過進氣管推動活塞使飛輪轉動。若開始啟動不靈，可用手幫助飛輪轉動。

2．演示壓縮空氣推動活塞做功原理：將壓縮空氣通過進氣管推動活塞使飛輪轉動。

3．演示大氣壓推動活塞做功原理：從排氣管抽氣，大氣壓推動活塞，使飛輪轉動。

4．演示能的相互轉化：將氣動機皮帶輪（直徑為35毫米）與電動機皮帶輪（直徑為5毫米）用皮筋連線，並把電機正負極引線接到發光二極體的正負極上（不可反接），當氣動機轉動時，即可帶動電機發電，使發光二極體閃閃發光（若開始帶不動，應及時用手幫助轉動），同時將排氣管排出的廢汽通到汽輪機噴嘴，使汽輪機也隨之轉動，達到餘熱利用的目的。它說明能的轉化：化學能→內能→機械能→電能→光能。也可將進氣管與鍋爐分離，斷開發光二極體的接線，將電機接6伏直流電源，電機軸帶動氣動機轉動，使氣缸產生壓縮空氣噴射到汽輪機上，使汽輪機轉動；它還可以用於打氣、抽氣等。