奇特的斯特林发动机

奇特的斯特林发动机准备材料木板和金属丝做的支架、酒精灯、带橡胶塞的试管、玻璃注射器、玻璃球、橡皮筋、气门芯。制作过程1.在橡胶塞的正中钻一个小孔，穿一根细铜管，铜管尾端向下弯曲。2.用一小段气门芯将铜管尾端与注射器连接在一起，注射器要用活塞运动阻力很小的玻璃注射器。连接完成后，检查注射器的气密性。3.试管内装入几颗玻璃球，塞上橡胶塞，斯特林发动机的主体就完成了！4.用一根橡皮筋从中间位置将试管套在支架上，并用双面胶把玻璃注射器的活塞底面粘在木板上，完成安装工作。5.用试管、玻璃球和注射器制作的斯特林发动机，制作过程简单，难点在于调试。初始状态要让试管保持水平，并略微向橡胶塞一侧倾斜。拔出橡胶塞，调节注射器活塞伸出的长度，然后再塞紧橡胶塞，反复调节，直到试管保持很小的倾角。6.初始状态调节完毕后如图 6，试管以支架为轴，略微向橡胶塞一侧倾斜，因此玻璃球都滚动到了橡胶塞一侧。这时用酒精灯加热试管的另一端，试管内的空气受热后体积膨胀，通过细铜管，推动注射器。注射器的套筒被推动向上运动，改变试管的倾角，超过平衡位置以后，玻璃球就会向试管的另一端滚动。（注意：用酒精灯加热试管要符合实验室操作法律规范，先用酒精灯外焰均匀预热试管，防止炸裂，再把酒精灯放在固定位置加热试管。）7.图 7 是玻璃球都滚动到试管另一端的情形。假如经过较长时间的加热，试管的倾角仍然没有改变，说明空气膨胀所产生的推动力不足以推动橡胶塞一侧向上运动。这时可以在注射器的活塞下面垫一些硬纸板，让试管水平倾角更小一些，这样需要的推动力也就更小。反复调整，直到注射器开始向上运动。在玻璃球滚动到酒精灯一侧时，情况就变得很有意思。因为玻璃球把试管内的空气都“挤”到另一侧了，此时虽然酒精灯仍然在加热试管，但是无法加热空气。试管内的空气会散热降温，体积收缩，压力降低，导致注射器套筒向下运动，试管重新向橡胶塞一侧倾斜，玻璃球重新滚动回来，整个装置重新回到步骤 6 的状态。重新进入步骤 6 的状态以后，酒精灯能够再次加热空气，于是空气体积膨胀、压力增加，推动注射器，装置第二次回到步骤 7 的状态。如此循环往复，这个斯特林发动机就会一直工作了。斯特林发动机是英国伦敦的一位牧师罗巴特·斯特林于 1816 年发明的，所以被命名为“斯特林发动机”。斯特林发动机是独特的热机，因为它实际上的转换效率几乎等于理论最大效率，称为卡诺循环效率。斯特林发动机是通过气...