趣怪的饮水鸟

趣怪的饮水鸟   发表日期：2011年1月26日

图一趣怪的「饮水鸟」 图二「饮水鸟」的结构 图三「饮水」时的「饮水鸟」 为什么在只玩具小鸟不需要外来的动力，就可以做出周而复始的饮水动作呢？「饮水鸟」可说是一个经典的科学玩具 (图一)。它既不需要电力推动，也不需要上发条，就会不断重复低头点水的动作。原來这个小玩具的操作，涉及毛细管作用、气化潜热和蒸汽压等多种有趣的物理学原理，现在为大家介绍一下. 饮水鸟的身体其实是一根长长的玻璃管，连接着头部和底部的腔 (图二)。它的嘴是一根很窄的金属管，內有一条棉绳，与包裹著头部的布相连。底部的腔盛著一些易发挥的液体，使玻璃管內充滿了气体。玻璃管延伸到底部的腔內，液体浸过了玻璃管的末端。鸟身由一轴心承托，可以自由转动。  当小鸟直立时，先前吸收了的水份在包裹在头部的布上蒸发，带走气化潜气，令头部的玻璃腔內的蒸气变冷。玻璃管內的蒸氣压减低，底部腔內的氣压遂把液体迫进玻璃管內，使直立的小鳥失去平衡，头部向前傾，金属嘴点在盛水的小盘上，完成了「饮水」的动作。  到底小鸟如何「饮水」呢？「饮水」之后，又如何恢复直立的状态呢？当小鸟的嘴点在水中时，基与毛細管作用，水便会沿著棉绳被吸到包裹在头部的布上。小鸟的身体在「饮水」时处于水平状态 (图三)，底部腔內的空间与头部接通，不平衡的蒸气压消失，液体流回底部，使小鸟再度直立，重复整个动作。  如果大家细心阅读上文，便会发现这短短的描述已涉及了许多物理学的原理。你能夠一一把它们列举出來吗？自己动手做一个玩玩吧，祝你成功!