利用蒸汽动力推动的简易玩具。
1. 热的传导及对流:在传导中,热能透过固体分子增加振动速度来传播,因此我们会在蒸汽船中做一个局部加热的系统,使它对准著热源(蜡烛)。而在对流中,液体与气体分子受热后会膨胀、上升,因而产生蒸汽的喷出。
2. 大气压力:在使蒸汽船上的管子注满水时我们利用到大气压力,先将管子的一端放入水中,再由另一端吸水,管内的压力少,大气的重量迫使水沿著管子上升。
3. 牛顿第三运动定律:又称反作用力定律,当蒸汽从管子喷出后产生一个作用力,而水则会给它一个反作用力,使得船朝与蒸汽喷出相反的方向前进。
制作材料:
1. 保丽龙方盘一个(一般超市用来装蔬菜及水果薄薄的保丽龙方盘即可)。
2. 毛细管(可在焊接店取得,因为是机器拆装后的零件,最好事先请焊接店的人替你预留。如果用冰箱后1/8吋的散热铜管亦可。虽然1/4吋的较易取得,但必须用较强的热源,重量也比较重,船比较不易平衡。)
3. 钳子一支。
4. 蜡烛(使用附有底盘的浮水蜡烛较好,一方面重心低,也不用担心蜡油滴到保丽龙上。)
制作过程:
1. 用钳子截取适当长度的毛细管,并在所截毛细管的中间弯出一个局部加热器。(制作原理1)
2. 将保丽龙后方戳两个洞,以便固定毛细管。
3. 使毛细管管中充满水。(可放在水龙头下直接注入,但最好的方法是使毛细管的一端在水中,我们用嘴巴含住另一端吸水。)(制作原理2)
4. 将保丽龙盘置於水面上,并将毛细管穿过保丽龙后方的小洞,并调整毛细管的尾端使它们在水面下。
5. 将蜡烛置於局部加热器的下方。(可在蜡烛底盘与保丽龙间加一小段胶带使它更固定。)
蒸汽船开动!
将蜡烛点燃后,等大约一分钟左右管内的水沸腾了,蒸汽由后方喷出,船就会向前进了。(制作原理3)我们可以在灯光下观察毛细管后方的水波,或是将手放在接近毛细管尾端的地方,感受蒸汽的力量。
斯特林引擎