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可乐不仅是肥宅快乐水,还可以变成激萌的快乐蒸汽机 | 科学DIY

实验君 把科学带回家 2019-10-20

本文由公众号 “把科学带回家” 提供

给孩子最好的科学教育



大家壕,中学教科书说,现代蒸汽机是在17世纪末由法国物理学家丹尼斯·巴本(Denis Papin)发明的,后来在18世纪被詹姆斯·瓦特(James von Breda Watt)改良。瓦特的新版本的蒸汽机打开了工业革命的大门。


实际上呢,蒸汽机在很早很早以前——公元1世纪就被一个逆天的人类设计出来了。


这个人就是,古典时代最伟大的发明家之一——亚历山大港的希罗(Hero of Alexandria)


亚历山大港的希罗



今天教大家用简单的材料制作希罗设计的汽转球(aeolipile)




关键概念


汽转球


材料和操作



一个完整没有被打开的听装苏打水罐,比如一听可乐之类的。



蜡烛一根


绳子






操作很简单,咚咚咚几步就可以了。看一下网友 rimstarorg 的演示吧。



1. 在可乐罐的一边上用妈妈的缝衣针扎一个洞。扎了以后,里面的不明液体可能会喷你一身,所以最好提前穿上妈妈的围裙和浴帽,再敷上妈妈的面膜,就不会被弄湿了。



2. 把里面的液体全部倒完(倒不干净不要紧),然后在刚才的针眼的正对面再扎个洞。2边的针眼的方向要正好成180度(相反)。



注意,在扎完后,让针横过来尽量贴近罐身,因为这样蒸汽出来的方向可以和罐身相切,使罐子容易转动




如果你想让蒸汽的出口方向更精确,还可以像网友 grain 这样,在洞口加2个吸管做的出气口。




3. 把绳子绑在可乐罐上面的环里,然后把绳子的另一头绑在高处。


当然,如果你有下面动图里这样的小设备,那么你的罐子就可以光滑旋转了。



4. 往罐子里装一些自来水。水量随意,越多可以玩得越久,但是加热时间更长。




5. 点燃蜡烛,放在罐子的屁股下面烤它,过一会儿,你就可以看到可乐罐被烤得欢乐得转起来了。(你可以给瓶子上画个人脸,效果会更萌。)



用蜡烛的话转得比较慢:



用火焰喷射器效果惊人(在成年人指导下使用):




看着它这样冒泡转圈圈,整个人也不知不觉露出了老母亲般的微笑。



原理



希罗的汽转球


汽转球的原理其实很简单,水加热后形成蒸汽,蒸汽从2个洞中喷出,根据动量守恒原理,出去的蒸汽给了可乐罐反方向的推力,借助这个力量可乐罐可以实现转动。


汽转球的发明者——亚历山大港的希罗(公元10年-70年)也是一个很厉害的古希腊发明家数学家工程师,他被认为是古代最伟大的实验家。


希罗除了发明了汽转球以外,还发明了利用风能的风轮,以及世界上第一个自动售卖机(用来卖圣水给投币者)。


希罗发明的一个开门机关——只要右边的圣坛点火,门就会自动打开。



希罗发明的里程表



希罗发明的投石机




亲爱的小伙伴们,

你有没有尝试“可乐蒸汽机


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