T12 - T13 - T14 永动鸟

永动鸟:

在有的时尚小店可买到“喝水”鸟。它的外表十分简单，有两个玻璃蓄水球，一个代表头部，另一个代表身体。两个玻璃球靠一根玻璃管和很精细的小孔相连。下面的玻璃蓄水球中部分装有挥发性液体，因此，整个上部玻璃球以及下部玻璃球的剩余空间就充满了蒸气。把整个装置架在一个座子上，座子代表鸟的腿，鸟可以绕这个轴(腿)转动。

T这个装置示于图 T12。(注意:挥发性液体指具有低沸点和高蒸气压的液体，例如甲醇。这些性质十分必要，因为这种液体在相对低的温度下就能蒸发，而只有蒸气压足够高时，鸟才能工作。

在鸟嘴上粘贴一块织物。织物用水浸湿后，水分蒸发。水蒸发的过程会从鸟头部的玻璃球吸收热量，使该球的温度下降。结果，球中部分蒸气分子冷凝为液体，鸟头部球内的压力减小，将体内的液体吸上来。 随着头部球内气体的不断冷凝，连接管内的液面也继续升高，使鸟的重心上移。当重心高过支架点时，鸟上部变得过重，因而向前倾斜，把嘴伸入到烧杯里喝水。这时嘴会重新浸湿，整个过程再次发生。

由于鸟的结构设计特点，当鸟向前弯腰时，连接管的下端脱离下方的液体，因此管中的液体流回底部球中。鸟的嘴巴再次弄湿引起温度升高，顶部玻璃球中的蒸气压增大。这样重心重新下降，鸟就直立起来。如果不把鸟“喝”水的烧杯移走，整个过程将会一直循环往复进行。图 T12 描述了整个过程。

叠合图 T14 说明了在鸟 “喝水”的每个阶段中压力和体积的变化。叠合图T13说明了相应的温度和熵的变化。 据此可以画出体系的pV和TS图，所得图如下:

整个系统可看做从 A点(直立位置)到B点 (喝水位置)之间的循环。喝水鸟相当于一类发动机。pV 图中的封闭区域代表所做的功W ，而TS图中的封闭区域代表体系吸收的热量Q。注意:根据热力学第一定律，功与热相等，W = Q。