激萌的桌面彈珠發動機，一直玩一直爽 | 科學DIY

本文由公眾號 「把科學帶回家」 提供

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今天，我們來學著製作一台200年歷史的桌面發動機，讓它成為你的作業伴侶。

關鍵概念

斯特林發動機

材料和操作

一個玻璃針管（塑料試管的摩擦比較大，效果可能會打折）

玻璃試管一個

能塞住試管的塞子

幾枚彈珠

一段軟管（直徑和針管針口差不多）

鋼絲

蠟燭

做法很簡單：

1 把彈珠放到試管里，用塞子塞好。

2 用一段中空的軟管連接針管和試管的塞子。

3 把針筒打氣的那端固定在桌面上。

注意：軟管連接處要密封，漏氣的話發動機就動不起來了。

用起來是這樣的——

如果你家有不用的CD，還可以和這個小朋友一樣，把針筒連在CD上面，也能轉得飛快——

如果你是高端玩家，可以做得更加專業一點——

原理

我們剛剛做好的，是一個斯特林發動機（Stirling Engine），也叫熱空氣引擎。

斯特林發動機是英國人 Robert Stirling 在1816年發明的，是一種活塞式熱機。斯特林發動機和蒸汽機一樣，一般被歸為外燃機。

Robert Stirling

@wikipedia

斯特林發動機的主要原理嘛，就是把氣體這種可以壓縮的介質保存在氣缸（我們實驗里的試管）里，通過加熱讓氣體膨脹，再冷卻收縮的過程做功。

在我們的彈珠斯特林發動機里，加熱試管的屁股時，氣體膨脹，順著吸管來到了針筒里，多餘的空氣推動針筒變高，拉動試管。

試管移動後，帶動彈珠滑到試管頭部，試管的屁股離熱源更遠了，於是空氣冷卻，針管又變短了，試管又轉回去，讓彈珠滑到試管屁股的部位。

就這樣反覆循環。

第一台斯特林發動機用處是把採石場的水泵干。在20世紀初，許多手工業者和小作坊就用斯特林發動機來充當通風設備、冷卻設備、縫紉機什麼的引擎。

西班牙太陽能測試平台（Plataforma Solar de Almeria）的拋物面鏡上的方塊裝置就是一個斯特林發動機

@wikipedia

但是隨著汽油、柴油還有電動發動機的發展，斯特林發動機逐漸退出江湖，目前只有比較有限的軍事應用。

瑞典的南曼蘭級潛艇（S?dermanland-class）、新加坡的射手級（Archer-class）、日本的蒼龍級潛艇用的就是斯特林發動機，因為斯特林發動機的一大優點就是運行的時候噪音小。

日本的蒼龍級潛艇

@wikipedia

對了，有人製造了杯蓋版的斯特林發動機，只要水溫夠高，它就會開始愉快地做活塞運動，真是個超級硬核的禮物呢——

親愛的小夥伴們，

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