• 您现在的位置: 中国兴华科学教育网 >> 科教资源 >> 科学探究馆 >> 实验探究资源 >> 创制营 >> 正文
    希伦蒸汽机
    作者:周鉴恒    文章来源:科学教育月刊    点击数:    更新时间:2010-1-31

    四、说明

    1. 由于水量不多,又因为玻璃又硬又滑,重力又抵销了一部分向上的磁力,所以螺丝钉和载玻片之间的摩擦力极小,烧瓶稍稍一受到力矩即可转动,用不着高压喷射蒸汽,也就免去了大火猛烈加热带来的危险。

    2. 以烧瓶作为容器, 一方面玻璃完全透明,内部水沸腾的情形一目了然,格外吸引学生注意和好奇,而整个希伦引擎的原理和运作的所有细节,不言自明,非常有趣。

    3. 另一方面,烧瓶以其对称轴为转轴的转动惯量,比试管以其对称轴为转轴的转动惯量大一些,旋转之后角动量较大,因为角动量守恒之故,旋转时转轴相当稳定,方向不变,不易摇晃,有助于持续加热、从容观察(赏)、以及实验安全的提高。

    4. 试管制的希伦蒸汽机,旋转之后角动量较小,也就不容易藉助角动量之守恒来维持转轴稳定,因此比较容易摇晃。

    5. 再加上烧瓶重心比较低,若有摇晃,摇晃的频率远低于转动的频率,内部的水又有缓冲的效果(半满时效果佳),摇晃难以持续,整具烧瓶希伦引擎很容易稳定转动,又因为烧瓶底部较宽,加热区域大,蒸汽量也大,而且水沸腾时水蒸汽也不致于将液态的水一并带出(图四),所以旋转的力矩非常平稳,不会忽大忽小, 并可延长喷发水蒸汽的时间。 

     

    图四:蒸汽量较试管制者大,造成云雾蒸腾的效果。

    在云雾弥漫中,看着一双双惊奇的眼神和一张张稚嫩的脸庞,保证宠辱皆忘,真的会有不知老之将至的感觉,值得老师们一试!

    作为希伦蒸汽引擎的现代桌上型模型,这项再改良的作品已臻成熟。只要铝管不被堵塞而加热密封在烧瓶中的水,此实验十分安全。若再加装防止烧瓶坠落的装置(图五);并改用携带型小瓦斯灯,可免除万一打破酒精灯引起的大范围闪燃,且火力较大,瓶底也不会累积碳黑;或把铝管改成玻璃管,除了更显玲珑晶莹之外,还可直接目视玻璃管是否畅通,安全性更高,甚至可以当成科学精品呢。 

     

    图五:甲为磁铁,乙为螺丝钉,丁为一防坠卡盘,牢牢在螺丝钉上,丙为固定在门型支架上的托架,其中有一孔,容螺丝钉穿过,一旦磁铁吸不住螺丝钉,防坠卡盘被托架托住,烧瓶即不致于坠落。

    责编:刘丽

    上一页  [1] [2] [3] 

    网友评论:(只显示最新10条。评论内容只代表网友观点,与本站立场无关!)
    姓名: E-mail:
    评分: 1分 2分 3分 4分 5分
    内容:
    验证码: