不要发动的时钟_教学参考-查字典物理网

前面我们已经说过不要发动的时钟（见p.99面到101）──说得更正确些，是不要人手发动的时钟──那种时钟的构造，是利用了大气压力的变化的。现在我们来谈一种利用热胀原理做成的这一类时钟。

这种时钟的构造见图70。它的主要部分是两根长杆Z₁和Z₂，两杆都用特别的合金制成，那种合金有极大的膨胀系数。Z₁杆贴附在齿轮X的齿上，当这根杆受热伸长的时候，会把齿轮X略略推转。Z₂杆却挂在齿轮Y的齿上，当它在受冷缩短的时候，会把齿轮Y也推向那同一方向转动，这两个齿轮（X，Y）装在同一根轴队上，这轴转动的时候，会把那个大轮带转，大轮上装有许多勺子。大轮转动的时候，下部的勺子会汲进槽里的水银，带到上边来，从这里流到左边的一个轮子，这个轮子也装有勺子。左边轮子上的勺子装满了水银，就会由于重力的作用转动起来，带动绕在K；轮（K₁和轮子装在同一根轴W₂上）和K₂轮上的链带KK；K₂轮就把时钟的弹簧带动。

左边轮子上流下来的水银怎么样呢？它会沿着斜槽R；流回到右边大轮下面，再被右边大轮上的勺子提升上去。

这样看来，这个机构是应当动起来的，而且只要Z₁、Z₂两杆在伸长或缩短，它就不会停止下来。因此，为了发动这只时钟，只要四周空气的温度不停地升降就可以。而实际上也正是这样，根本用不着我们操心：四周空气温度上的随便什么变化，总会引起长杆的胀缩，因此，时钟的发条就给慢慢地，但是不断地卷紧了。

这种时钟可以叫做“永动机”吗？当然不可以。是的，除非这只时钟的机构由于磨耗而损坏，否则就会永远走下去，但是它的动力来源却是它四周空气的热量：是热膨胀的功给这只时钟零碎地储藏了起来，以便把它不断消耗在时钟指针的运动上。这只是一架“不花钱”的动力机，因为它既不需要照料，也没有什么消耗。但是它却并不能够无中生有：它的动力的最初来源是晒热地面的太阳的热能。

另外一只这一类自己发动的时钟，见图71和图72。这只时钟的主要部分是甘油，甘油能够随着空气温度的升高而膨胀，利用这一点来提升起一个小重锤；这个重锤落下的时候把时钟的机构带动。因为甘油只在零下30摄氏度才凝固，在290摄氏度才沸腾，因此这只时钟可以给城市广场和别的开阔的地方应用。只要温度的变化达到2摄氏度，就可以使这只时钟走动。有一只这样的时钟就曾经结试验过，它在一年里面走得非常好，而在这一年里没有人去动过它一次。

那么，根据上面的原理，造出比较大的动力机是不是有利呢？初看这种“不花钱”的动力机应该是非常经济合算的，可惜计算告诉我们的是另外一个答案：为了把一只普通时钟上的发条旋紧，使它能够走足一昼夜，大约一共要（1／7）×9.8焦的功。这大约等于每秒钟有用1／（6×10⁵）×9.8焦；我们知道1马力等于735瓦，因此，一只时钟的功率大约等于一马力的四千五百万分之一。于是，假如我们把前面那只时钟两根膨胀的长杆或者第二只时钟的附件算作值1分钱，那么，这种发动机发出735瓦需要资本：

l分×45000000＝＝450000元。就是说每马力的这种发动机需要近50万元，这对于“不花钱”的发动机来说，恐怕是太贵了吧。

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