炎炎夏日,小编的命是空调给的。吹着空调的小(老)编(干部),一边喝着冰镇肥宅快乐水一边看着报纸,不禁感叹科技发展的美好。然而,这时经常有爸妈乱入,来一句:“少喝冷饮,多喝热水”。望着水杯中起起伏伏的枸杞,小编不禁陷入了沉思,这一杯水,除了能养生,还能用来做啥呢?那当然是能用来发电和造一台“永动机”呀。
开尔文滴水起电机其实是一种静电发生器。它的构造如下图,最上方绿色的桶里装的是水,桶底有一个阀门。
右边蓝色的金属桶和左边蓝色的金属环相连接,左边红色的金属桶和右边红色金属环相连接,蓝色金属桶和红色金属桶之间相互绝缘。因为蓝色金属桶和红色金属桶之间是相互绝缘的,所以两者不是等势体,会有微小的荷电差异。因此,不妨假设左边的红色金属桶带微量负电荷。因为右边的红色金属环与红色金属桶有导线连接,所以红色金属环也带有微量负电荷。
当开阀放水的时候,由于异种电荷相吸,红色金属环会吸引水中的正电荷到右边的水流中,而水中的负电荷则跑到了左边的水流中。随后,右边的水流携带正电荷滴落蓝色金属桶中,左边的水流携带负电荷滴落红色金属桶中,电荷进而传导到金属环上,这一过程就相当于不断给两个金属桶(环)充电。当两个金属桶的异种电荷累积到一定程度的时候,就会通过金属小球放电。
说到永动机,小编最先想到的就是毛细现象,其中的缘由且听小编慢慢道来。毛细现象在生活中非常常见,比如纸巾吸水、芹菜染色、纸层析法分离色素等等。所谓毛细现象就是当毛细管插入浸润液体中,管内液面上升,高于管外液面;毛细管插入不浸润液体中,管内液体下降,低于管外液面。上面的例子中,水能浸润纸和芹菜的茎,因此水的液面都是上升的。而水银不能浸润玻璃,所以把玻璃毛细管插入水银中,将会看到液面下降。
饮水鸟是一种常见的玩具,非常神奇的地方在于,它能不知疲倦地一直喝水。饮水鸟不停喝水的玄机在于其中装填的液体和它的构造。鸟肚子是一个玻璃泡,鸟头连着一根玻璃管,玻璃管插入鸟肚子中。鸟肚子里面装着一些易挥发液体,鸟头上套着一层绒布。一开始只需要将鸟头打湿,它就能一直喝水啦,蠢萌蠢萌的。这里面的原理其实很简单,鸟头的湿绒布里的水分蒸发,带走鸟头的热量,使得鸟头玻璃泡里的温度降低。
低温会导致液体的饱和蒸汽压下降,这就使得鸟头玻璃泡中的气压低于鸟肚玻璃泡中的气压,所以鸟肚玻璃球泡中的液体因为压力差被挤压到头部。当有足够多的液体被挤压到鸟头时,饮水鸟的重心上移,当鸟头的力矩足够大时,则会饮水鸟则会低头。低头后,饮水鸟身体接近水平,使得鸟头与鸟肚气体连通,两边的气压达到平衡,液体也由鸟头流回鸟肚,此时重心又回到下方,所以饮水鸟又抬头了。