（原创）物理日记：饮水鸟
物理日记：饮水鸟
日期：2017.08.15 星期二
记录人：王璇
今天在网上浏览时发现了一个有趣的玩具，就是有“爱因斯坦也吃惊的玩具”之称的饮水鸟。
饮水鸟的结构很简单主体由玻璃制成。它的身体饮水鸟是一根玻璃管，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。它的头部粘有尖尖的嘴，尾部粘有羽毛。为了让人不能看清鸟身体里的秘密，它的身体被涂上了黑色。而它的神奇之处就是，在鸟的面前放上一杯水，鸟就会俯下身去，把嘴浸到水里，"喝"了一口后，又直立起来。可是直立一会儿它又会俯下身去，等到鸟嘴浸到了水，"喝"了一口，又会直立起来。就这样，它不停地点头喝水。
"饮水鸟"是一种遵守热力学定律的典型热机，它之所以能不停地点头喝水，是因为它利用了一些复杂的物理学原理。
饮水鸟的头和躯体分别为两个薄壁玻璃球( 以下简称"上球"和"下球") , 其间以一根玻璃管连通, 内装乙醚液体（无色透明液体。有特殊刺激气味。带甜味。极易挥发）, 构成一个密闭容器。由于乙醚液体易挥发,因此液面上方充满乙醚的饱和气。鸟头四周包有一层易吸水的布。平时, 鸟身略向前倾。启动时给鸟头滴少许水, 布上的水在蒸发时大量吸热, 使上球内的乙醚饱和气在降温的同时降压，又因为温度降低乙醚蒸汽变得过饱和了，有少量乙醚蒸汽凝结成液体，乙醚蒸汽的量变少，气体体积进一步缩小，并放热阻止温度降低, 此时下球中的饱和气压大于上球中的气压, 下球中的乙醚液体沿玻璃管往上压,下球压强变小，里面的蒸汽变的不饱和，少量乙醚气化，下球里的乙醚蒸汽的量变大，同时从乙醚液体吸热， 于是整个鸟的重心上移, 从而打破了支点的平衡状态。鸟身随上升的乙醚液体逐渐前倾, 当鸟嘴接触液面时, 上下球刚好通过玻璃管连通 , 下球中的部分气体进入上球, 两部分气体混合, 当上、下球中压强一致时, 失去气体压力支持的液体将在自身重力的作用下倒流回下球, 饮水鸟的重心再次下移, 于是渐渐直立起来, 回到初始状态。由于"喝水"时, 鸟嘴接触水面, 沾湿了裹鸟头的布,于是它又开始"喝水"。
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指导教师简介：潘书朋，中学物理教师，在《当代教育家》、《光明日报》、《中国教师报》、《中学物理》、《新课程评论》等国家、省级刊物、教育网站上发表教育教学论文50余篇。多年来一直致力于“让物理教学回归实验室”的课题研究，所申报的教育部教师科研基金“十二五”规划重点课题子课题荣获教育科研成果一等奖。