饮水鸟的原理是什么?

饮水鸟的原理是什么?

这种玩具并非是一种利用环境中热能的第二类永动机（事实上，根据热力学第二定律，第二类永动机是不可能存在的）。”饮水鸟“只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, 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, 导致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, 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“。

开箱试玩有水喝就能不停摇摆的饮水鸟

纱布具有疏松多孔的特性，在毛细作用下极易吸收传导水分。当吸管另一端的水量积累到一定程度时，导致这一端重量加重力矩增大，就会像跷跷板一样把另一端高高翘起。此时，纱布会脱离水面不再吸水，而吸管末端的水在重力作用下会滴落下来，最终导致这端又被翘起

水分从饮水鸟头部的绒毛蒸发，头部降温。

头部温度降低使得二氯甲烷蒸气被冷凝，从而降低头部蒸气压，使其相对低于腹部蒸气压。

腹部较大的蒸气压使得液体向上流经颈部进入头部。

随着液体进入头部，使得饮水鸟头部变重。

鸟开始倾斜。液体进入头部。玻璃管底部不再浸没在液体中。

气泡通过玻璃管进入头部。由于气泡的进入，液体从头部排出。

液体回流至腹部，使得饮水鸟尾部变重。

饮水鸟又向上倾斜回去。