《趣味物理學(xué)》在線閱讀——第6章 熱的現(xiàn)象（1-9）(7)

6.7　不要發(fā)動(dòng)的時(shí)鐘

　　前面我們已經(jīng)說過不要發(fā)動(dòng)的時(shí)鐘（見第102?104頁）——說得更正確些，是不要人手發(fā)動(dòng)的時(shí)鐘，——那種時(shí)鐘的構(gòu)造，是利用了大氣壓力的變化的�，F(xiàn)在我們來談一種利用熱脹原理做成的這一類時(shí)鐘。

　　這種時(shí)鐘的構(gòu)造見圖71。它的主要部分是兩根長桿Z1和Z2，兩桿都用特別的合金制成，那種合金有極大的膨脹系數(shù)。Z1桿貼附在齒輪X的齒上，當(dāng)這根桿受熱伸長的時(shí)候，會(huì)把齒輪X略略推轉(zhuǎn)。Z2桿卻掛在齒輪Y的齒上，當(dāng)它在受冷縮短的時(shí)候，會(huì)把齒輪Y也向那同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)，這兩個(gè)齒輪（X，Y）裝在同一根軸W1上，這軸轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，會(huì)把那個(gè)大輪帶轉(zhuǎn)，大輪上裝有許多勺子。大輪轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，下部的勺子會(huì)汲進(jìn)槽里的水銀，帶到上邊來，從這里流到左邊的一個(gè)輪子，這個(gè)輪子也裝有勺子。左邊輪子上的勺子裝滿了水銀，就會(huì)由于重力的作用轉(zhuǎn)動(dòng)起來，帶動(dòng)繞在K1輪（K1和輪子裝在同一根軸W2上）和K2輪上的鏈帶KK；K2輪就把時(shí)鐘的彈簧帶動(dòng)。

　　左邊輪子上流下來的水銀怎么樣呢？它會(huì)沿著斜槽R1流回到右邊大輪下面，再給右邊大輪上的勺子提升上去。

　　這樣看來，這個(gè)機(jī)構(gòu)是應(yīng)當(dāng)動(dòng)起來的，而且只要Z1、Z2兩桿在伸長或縮短，它就不會(huì)停止下來。因此，為了發(fā)動(dòng)這只時(shí)鐘，只要四周空氣的溫度不停地升降就可以。而實(shí)際上也正是這樣，根本用不到我們操心：四周空氣溫度上的隨便什么變化，總會(huì)引起長桿的脹縮，因此，時(shí)鐘的發(fā)條就給慢慢地、但是不斷地卷緊了。

　　這種時(shí)鐘可以叫做“永動(dòng)機(jī)”嗎？當(dāng)然不可以。是的，除非這只時(shí)鐘的機(jī)構(gòu)由于磨耗而損壞，否則就會(huì)永遠(yuǎn)走下去，但是它的動(dòng)力來源卻是它四周空氣的熱量；是熱膨脹的功給這只時(shí)鐘零碎地貯藏了起來，以便把它不斷消耗在時(shí)鐘指針的運(yùn)動(dòng)上。這只是一架“不花錢”的動(dòng)力機(jī)，因?yàn)樗�既不需要照料，也沒有什么消耗。但是它卻并不能夠無中生有：它的動(dòng)力的最初來源是曬熱地面的太陽的熱能。

　　另外一只這一類自己發(fā)動(dòng)的時(shí)鐘，見圖72和73。這只時(shí)鐘的主要部分是甘油，甘油能夠隨著空氣溫度的升高而膨脹，利用這一點(diǎn)來提升起一個(gè)小重錘；這個(gè)重錘落下的時(shí)候把時(shí)鐘的機(jī)構(gòu)帶動(dòng)。因?yàn)楦视椭辉跀z氏零下30度才凝固，在零上290度才沸騰，因此這只時(shí)鐘可以給城市廣場和別的開闊的地方應(yīng)用。只要溫度的變化達(dá)到2度，就可以使這只時(shí)鐘走動(dòng)。有一只這樣的時(shí)鐘就曾經(jīng)給試驗(yàn)過，它在一年里面走得非常好，而在這一年里沒有人去動(dòng)過它一次。

　　那么，根據(jù)上面的原理，造出比較大的動(dòng)力機(jī)，是不是有利呢？初看這種“不花錢”的動(dòng)力機(jī)應(yīng)該是非常經(jīng)濟(jì)合算的，可惜計(jì)算告訴我們的是另外一個(gè)答案：為了把一只普通時(shí)鐘上的發(fā)條旋緊，使它能夠

　　分之一公斤米；我們知道一馬力等于每秒75公斤米，因此，一只時(shí)鐘的功率大約等于一馬力的45,000,000分之一。于是，假如我們把前面那只時(shí)鐘兩根膨脹的長桿或者第二只時(shí)鐘的附件算是值一分錢，那么，這種發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出一馬力需要資本：

　　1分×45,000,000=450,000元。

　　就是說每一馬力的這種發(fā)動(dòng)機(jī)需要近五十萬元，這對于“不花錢”的發(fā)動(dòng)機(jī)來說，恐怕是太貴些吧。

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