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喝水鸟:从未见过如此呆萌的科学玩具

科学松鼠会  · 公众号  · 科学  · 2017-09-02 08:02

正文


这是一种利用蒸发驱动的小玩具,人们一般叫它“喝水鸟”(Drinking bird)。长相极其呆萌:

(眼神宛如智障……)


如果把它凑近一杯高度合适的水,然后让鸟嘴先在水中沾湿,然后你就可以看到它自己开始摇摇晃晃地喝起水来,场面非常欢乐:



下面是一段视频:




所以,这是怎么做到的?


首先先来看下“喝水鸟”的构造。这个东西其实是装在架子上的一个密封玻璃容器,结构如下图:



“鸟头”和“鸟肚子”中间由一根玻璃管连接,“鸟肚子”里有一些容易挥发的液体(例如一般是二氯甲烷,沸点39.6 °C),玻璃管的下端浸入液体中。与“鸟头”连接的“鸟嘴”覆盖着可吸水的毡状材料。


装置制造时抽走了空气,因此充斥空腔部分的是液体挥发的蒸汽。在鸟肚子和鸟头部分的空腔都充斥着蒸汽,注意这两部分气体是被液体隔开的。一开始这两部分蒸汽气压平衡。



接下来,首先需要手动把鸟嘴沾湿,然后鸟嘴上的毡状材料里面吸的水蒸发,蒸发导致小鸟的头部降温。


在热成像下可以看到小鸟头部的温度下降:



头部降温导致上方玻璃空腔里面的蒸汽压强降低(一方面是部分蒸汽冷凝,另一方面温度下降体积不变本身也会让气压降低),这样就打破了原来的平衡。下方空腔部分的气压较高,下方的液体被压入玻璃管中。








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