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火箭也可以自制,只需要兩個要素

火箭製造其實只需要兩樣要素: 噴射物(要被噴射的物體)和把它噴出去的裝置。而在常規火箭中,燃料同時扮演了這兩種角色。首先燃料被點燃燃燒,產生能量,然後這能量把燃燒反應生成物從火箭的噴嘴噴出從而得到推力。


什麼?如何得到推力?就是說當你推向什麼物體時(比方說推進劑),這個物體同時也反過來推了你一把。這就是力的一個基本特性。


看看,火箭原理不過如此。基於這些,不必費力你就能用一個可樂瓶子做出自己的火箭,而且還有三種不同的方法。

傳統水火箭


這種火箭即簡單又安全。其實就是把水灌到一個瓶子里,不要倒滿,剩餘一些空氣。然後塞好瓶塞,底朝天放好,用氣泵增加瓶內空氣的氣壓到一定程度。之後打開瓶塞,瓶內的空氣把水推出瓶子,水火箭就有了推動力。



火箭也可以自制,只需要兩個要素


在這種情況下,噴射物就是水,而能量來自於壓縮空氣。這種設計很簡單,你可以自己動手試試,或者直接上某寶去買。下面是一個有趣的diy水火箭發射器(慢動作)。



火箭也可以自制,只需要兩個要素



嘿嘿,這兒還有一個。這是一個老式一體泵火箭發射器。



火箭也可以自制,只需要兩個要素


還要說一點,就是如果你喜歡的話,可以做更複雜的水火箭。比如:兩級水火箭。


丁烷蘇打火箭


我的同事艾瑞克·布斯(Eric Booth)博士分享了一個視頻:一個超級牛的丙烷蘇打動力火箭(並不是很確定用的是丙烷還是丁烷)。他說想看看我們夠不夠牛也能做一個出來,於是我們就做了,呵呵。



火箭也可以自制,只需要兩個要素


步驟如下:首先,準備一瓶蘇打水或蘇打飲料,倒一點出來給丁烷騰點地方。接下來,在蘇打飲料上方添加丁烷(充氣打火機的氣…)。丁烷的沸點是-1°C,液態時冰冷異常,而沸點-42°C的丙烷更冷。這類低溫液體非常容易沸騰氣化,但是當你把它倒到蘇打飲料上方時,它們會像油與水一樣相互隔離。


液態丁烷(丙烷)的密度比水輕,所以會穩定的浮在水的頂部。但是當你反轉瓶子的時候,一切將會改變。冰冷的丁烷和相對溫暖的蘇打飲料相混合後會劇烈沸騰,瞬間產生大量的丁烷氣體。由於這些丁烷氣體的體積遠遠超過它在液態時的體積,所以瞬間它就將處於瓶子下部的蘇打飲料從瓶口推了出去。



火箭也可以自制,只需要兩個要素


這就是你要的丁烷蘇打火箭。在這裡蘇打飲料是噴射物,而膨脹的丁烷氣體將它推出了瓶子。我非常粉這種火箭,原因就是發射簡單,你要做的就是輕輕的轉過來,不要拿太緊,就剛剛懸住能發射且不會掉下去那樣就行,很像以前的二踢腳。這是另一個發射的慢動作。



火箭也可以自制,只需要兩個要素



還是要提個醒……其實就是你最好還是別自己玩這個了。首先,因為丁烷這個東西是易燃的(或者說是可燃的,隨便怎麼說吧)。其次吧,丁烷超級低溫的,有可能會造成皮膚凍傷。最後吧,塑料飲料瓶子還有可能爆炸,尤其是它溫度低時。這些都可能造成非常嚴重的後果。


可是就非得用蘇打飲料么?就不能用水么?答案是 No!看看把蘇打飲料換成水會發生什麼吧。



火箭也可以自制,只需要兩個要素



我猜原因是在水中丁烷的氣化沒有在蘇打飲料中那麼快。大概是碳酸化和沸騰同時進行的原因吧。哪位大神來開個博士課題研究下吧。


液氮水火箭


嘿嘿,如果你手頭上木有丁烷的話,還有種方法,你可以用液氮呀!


開玩笑啦,哈哈。通常情況下絕大多數人是無法弄到液氮的(但我能能能…)。液氮和丁烷之間存在著一個巨大的差異——就是沸點。液氮的沸點更低,達到-196°C。正因它如此高冷,所以在與室溫下的水接觸時,液氮能做到丁烷做不到的劇烈沸騰。因此你不但不需要丁烷甚至連蘇打飲料都不需要了。除此之外,其他都和丁烷蘇打火箭一模一樣。



火箭也可以自制,只需要兩個要素



在我眼中,液氮火箭要比什麼丁烷蘇打火箭猛得多。這可能是因為它製作較後者簡單(一旦你有了液氮,嗯),而且主要是飛的更高。不過還是要小心,別倒太多液氮,不然會這樣。



火箭也可以自制,只需要兩個要素



……看來還是液氮沒有那麼容易能搞到的好,呵呵。雖然各有不同,但其實這三種火箭的原理一致—都不過是把物質從底部噴出來獲得向上的推升力。不過如果你真想試試,我覺得還是來個傳統水火箭,或者建個兩級的水火箭靠譜點。(真的很好玩)

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