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电影《异形契约》里面的“饮水鸟”是什么原理?

干货学习资料2018-06-20 20:23:06

大家有没有看最近的电影《异形契约》? 里面有这样一个镜头,几个船员在吃饭,桌子上摆放了一个奇怪的小鸟,这是什么?



其实,《异形契约》作为经典科幻恐怖片异形系列的最新一部,很多细节都向前几部致敬,例如在1979年的《异形》第一部中,影片最开始也有饮水鸟的镜头。



饮水鸟究竟是什么?它貌似是一个永动机,只要在它前面放一杯水,他就可以不停的低头喝水再抬头,不知疲倦。传说有人把这个玩具送给了爱因斯坦,爱因斯坦也是想了好久才明白它的原理。

神奇的饮水鸟原理到底是什么?我们来讲一讲。


首先,饮水鸟的玻璃躯体内部有易挥发的液体”乙醚“,在上下的空气中都充满了乙醚的饱和蒸汽。最开始让鸟头上沾有一些水,水蒸发会吸热,于是鸟头的温度下降,饱和蒸汽压减小,鸟头中的乙醚气体液化。同时鸟肚子中空气的压强与鸟头空气压强的差也增大,于是会推动乙醚液体上升,饮水鸟的重心升高。

当重心高过支点时,饮水鸟就会低头喝水。此后上下气体连通,整体温度下降,液体回流到鸟肚子,重心低于支点,饮水鸟又竖起来了。


饮水鸟还可以进行更加详细的分析,例如,饮水鸟鸟头的气体温度低于肚子里空气的温度,乙醚上升时肚子里的气体会从外界吸收热量,同时对使液体克服重力做功,满足卡诺热机所需要的两个热源条件。只是这个利用蒸发原理进行的”永动机“能量来源非常隐晦,不容易被人发现。

饮水鸟中还蕴含了一个简单的物理道理:当物体重心高于支点时,平衡是不稳定的,而重心低于支点时,平衡是稳定的。人们利用这个原理制作了另一种玩具:平衡鸟。

平衡鸟看起来也非常神奇:鸟嘴顶在一个支点上,居然可以顶起整个鸟身,原因是什么? 

其实,两个翅膀向前伸展,重量比较大,造成了整体的重心刚好在鸟嘴的正下方。这样鸟的平衡就是稳定的。但是给人一种视觉上的冲击感。利用这个原理制作的模型很多,例如下面这个图也是一个道理。

生活中有很多有趣的物理现象,让我们慢慢去发现吧!


 

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