制作一只蒸汽驅動的能航行的小船,似乎是很難的一件事情,但是我們設計的這個套件讓它變得非常簡單。您只需要簡單的工具和材料,就能在家里跟孩子一起完成這個任務,共同制作一件有趣的科學玩具,將來會變成非常美好的回憶。
第一種完成后的樣子:
銅管穿過木板上的兩個小孔,后方是噴水口,應該在水面以下。前端銅管繞了幾圈,被下邊的蠟燭加熱,是這個小船的“發動機”。
小船能前進的原理:
銅管里灌滿水,再把它放進水盆里。點燃蠟燭,火焰會把前端銅管里的水加熱成蒸汽,蒸汽體積膨脹,讓后端銅管里的水向后噴出,根據反作用力的原理,就產生了向前的推力。但是后端的銅管沒有那么熱,蒸汽在里面遇冷重新凝結成水,體積縮小,銅管內壓力降低,水盆里的水在大氣壓的作用下倒流回銅管。這些水的一部分重新被加熱成蒸汽,再次推動另外的水向后噴出,產生推動力……循環往復,小船就得到持續的動力,向前行駛。
第二種是旋轉型的:
原理是一樣的,兩個噴管的方向相反,形成一個扭動的力矩,讓它可以在水里旋轉。
套件包含的材料有:
長木板、短木板、長銅管、短銅管、小蠟燭,共5種。
需要您自備的材料和工具有:
尺子、打火機;有下面的東西更好:鉗子、固體酒精燃料、啤酒瓶蓋、棉線手套、小刀
第一種蒸汽小船制作步驟:
1、把長銅管插進長木板后方的兩個小孔里,上方高出木板7厘米。
2、上方銅管向下彎折約45度,下方的向后彎折至水平。
第二種制作步驟:
1、短銅管兩邊分開,擺在短木板上。銅管頂端到下方木板對角線距離5厘米,兩邊經過木板上的兩個孔。
2、從孔的位置開始,彎折銅管豎直向下。
3、把銅管插進木板。
4、木板下面伸出的銅管分別向兩側彎折到水平。
從正上方向下看,兩噴管與木板的一條對角線平行,方向相反。
我在制作上面兩種銅管小船的時候,除了尺沒用別的工具,如果你手的力量不足,可以用鉗子幫助彎折銅管。
啟動小船:
銅管灌滿水:
嘴里含一口水,從左邊的管口向里吐,等右邊管口有水流出的時候,說明里面已經灌滿水了,用手指把右邊管口堵住。然后把小船放進水盆,兩個噴口都浸在水里,放開手指。
點火發動:
雖然我們提供了小蠟燭,但還是建議去雜貨店購買固體酒精燃料塊,因為火力大,而且沒有煙,干凈,吃火鍋用的,1、2塊錢一塊。用小刀切較大的一塊固體燃料,放在金屬瓶蓋上,擺在小船木板上。
點著燃料,在火焰的驅動下,小船慢慢開始發動了。
也可以用易拉罐底裝燃料,燃料的面積最好大于銅管繞成的圈,距離適當,保證一直有較大的火焰在燒銅管。
如果您使用蠟燭做燃料,可以在蠟燭芯周圍放一些手紙,增大火焰的面積。火焰足夠大是這個小船動力強勁的保障。
如果您明白了這種蒸汽船模型的原理,就會知道它的動力是“脈沖式”的,把手指伸進水里,放在噴管的后方,就能感受到一股一股向后噴出的水流,如果火焰足夠大,這種推力還蠻強的呢!
燙傷警告:
被加熱后的銅管或瓶蓋溫度很高,有燙傷危險,操作的時候最好穿長袖衣服,戴棉線手套,防止燙傷。
火災警告:
正在燃燒的燃料不能進水,防止爆炸噴濺,尤其蠟燭里的蠟油都融化了的時候。要熄滅它們,應該用鉗子把它們夾到石頭或金屬平面上,用一個杯子罩住,待火焰熄滅并完全冷卻后再做其它處理。
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