中国古老玩具饮水鸟制作方法
这种外形像只鸟的玩具,古代称作智慧长寿鸟,又叫饮水鸟,永动鸟,是一种几近失传的中国古老玩具。
前苏联著名科普作家别莱利曼在他1936年编著的《趣味物理学续编》中倾心介绍,日本东北大学教授酒井高南编著的《玩具与科学》中极力推崇。2005年8月“中国古典物理玩具展”极尽全力通过网络、媒体在全国寻找饮水鸟,中央电视台《科技博览》2005年9月19日至9月20日以《寻找饮水鸟(上)(下)》进行全方位报道。
只要在鸟嘴前面放上一杯水,把鸟嘴浸到水里,让它“喝”上一口,接着鸟就会直立并摆动起来,一会儿自动俯下身去,把嘴浸到水里,“喝”一口后,又直立起来。以后它就会不知疲倦地永远喝下去。“饮水鸟”的神奇之处在于:它不充电不装发条不借助外来的动力,只要前面杯子里有水,它就如同一台“永动机”一样永远不停地工作下去。据称,四川有人拥有一只饮水鸟,总共喝了几十年的水。
更有趣的是饮水鸟还能做天气预报,阴天雨天喝得少,风天晴天喝得多。“饮水鸟”可以不停地点头喝水,就像是一台永动机。但是永动机在科学理论上是不可能的,那么这到底是怎么回事呢。
构成
饮水鸟主体由玻璃制成。它的身体是一根玻璃管,管的上端是一个小球,也就是鸟头,管的下端是一个大球,也就是鸟的尾部。球内装有液体,管的下端浸在液面下。整个鸟身是密闭的,架在一个类似鸟腿的座上。
原理
1.头部蒸发吸热,小球内气压下降;
2.头尾球因为压强差,尾部液体沿着颈部上升;
3.重心发生变化,超过支点再移动到头部时,鸟就会俯下身;
4.鸟嘴浸到水,鸟头被打湿;
5.头尾蒸汽区域联通,气压差消失;
6.上升到头部的液体在重力作用下流向尾部;
7.液体全部回到尾部,重力作用下,鸟直立,并在惯性作用下摆动起来;
8.头部因为刚沾到的水分蒸发,又开始冷却。
通常饮水鸟的鸟头被粘上一层毛毡,这种材料的吸水性很好,只要鸟嘴沾到水,就会迅速地打湿鸟头。当鸟摇摆时,摆动又加速了蒸发(就象你沾水的手在空中挥舞感到更凉快一样)!
“饮水鸟”体内的液体是一种易挥发的液体,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改变。
饮水鸟运用了物理学的蒸发吸热,饱和汽压与温度关系,帕斯卡原理,重心、杠杆原理以及毛细现象等原理。
饮水鸟绝不是什么“永动机”,它实际上在持续与周围空气的热量发生交换,这就是奇妙的饮水鸟能够不停活动的秘密。
至少在清朝中期饮水鸟就诞生了,虽然那时没有乙醚等药物,但人们利用高浓度的酒精等液体,也能产生同样效果。饮水鸟是中国古人智慧的结晶。提倡弘扬中华传统文化的今天,像饮水鸟这样的中国古老的玩具,与现在的电子游戏相比,具有趣味性、科学性,可以激发学生学习科学的兴趣,实在是很好的玩具。
幸运的是,饮水鸟玩具现在已经可以在网上买到了,避免广告嫌疑,这里就不提供链接了。