制作一只蒸汽驱动的能航行的小船,似乎是很难的一件事情,但是我们设计的这个套件让它变得非常简单。您只需要简单的工具和材料,就能在家里跟孩子一起完成这个任务,共同制作一件有趣的科学玩具,将来会变成非常美好的回忆。
第一种完成后的样子:
铜管穿过木板上的两个小孔,后方是喷水口,应该在水面以下。前端铜管绕了几圈,被下边的蜡烛加热,是这个小船的“发动机”。
小船能前进的原理:
铜管里灌满水,再把它放进水盆里。点燃蜡烛,火焰会把前端铜管里的水加热成蒸汽,蒸汽体积膨胀,让后端铜管里的水向后喷出,根据反作用力的原理,就产生了向前的推力。但是后端的铜管没有那么热,蒸汽在里面遇冷重新凝结成水,体积缩小,铜管内压力降低,水盆里的水在大气压的作用下倒流回铜管。这些水的一部分重新被加热成蒸汽,再次推动另外的水向后喷出,产生推动力……循环往复,小船就得到持续的动力,向前行驶。
第二种是旋转型的:
原理是一样的,两个喷管的方向相反,形成一个扭动的力矩,让它可以在水里旋转。
套件包含的材料有:
长木板、短木板、长铜管、短铜管、小蜡烛,共5种。
需要您自备的材料和工具有:
尺子、打火机;有下面的东西更好:钳子、固体酒精燃料、啤酒瓶盖、棉线手套、小刀
第一种蒸汽小船制作步骤:
1、把长铜管插进长木板后方的两个小孔里,上方高出木板7厘米。
2、上方铜管向下弯折约45度,下方的向后弯折至水平。
第二种制作步骤:
1、短铜管两边分开,摆在短木板上。铜管顶端到下方木板对角线距离5厘米,两边经过木板上的两个孔。
2、从孔的位置开始,弯折铜管竖直向下。
3、把铜管插进木板。
4、木板下面伸出的铜管分别向两侧弯折到水平。
从正上方向下看,两喷管与木板的一条对角线平行,方向相反。
我在制作上面两种铜管小船的时候,除了尺没用别的工具,如果你手的力量不足,可以用钳子帮助弯折铜管。
启动小船:
铜管灌满水:
嘴里含一口水,从左边的管口向里吐,等右边管口有水流出的时候,说明里面已经灌满水了,用手指把右边管口堵住。然后把小船放进水盆,两个喷口都浸在水里,放开手指。
点火发动:
虽然我们提供了小蜡烛,但还是建议去杂货店购买固体酒精燃料块,因为火力大,而且没有烟,干净,吃火锅用的,1、2块钱一块。用小刀切较大的一块固体燃料,放在金属瓶盖上,摆在小船木板上。
点着燃料,在火焰的驱动下,小船慢慢开始发动了。
也可以用易拉罐底装燃料,燃料的面积最好大于铜管绕成的圈,距离适当,保证一直有较大的火焰在烧铜管。
如果您使用蜡烛做燃料,可以在蜡烛芯周围放一些手纸,增大火焰的面积。火焰足够大是这个小船动力强劲的保障。
如果您明白了这种蒸汽船模型的原理,就会知道它的动力是“脉冲式”的,把手指伸进水里,放在喷管的后方,就能感受到一股一股向后喷出的水流,如果火焰足够大,这种推力还蛮强的呢!
烫伤警告:
被加热后的铜管或瓶盖温度很高,有烫伤危险,操作的时候最好穿长袖衣服,戴棉线手套,防止烫伤。
火灾警告:
正在燃烧的燃料不能进水,防止爆炸喷溅,尤其蜡烛里的蜡油都融化了的时候。要熄灭它们,应该用钳子把它们夹到石头或金属平面上,用一个杯子罩住,待火焰熄灭并完全冷却后再做其它处理。
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