驱动泰坦尼克号的竟然是锅炉?三分钟带娃体验水蒸气的神奇力量!

教育   母婴育儿   2024-10-13 07:40   江苏  


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从第一次工业革命开始
人类就在“烧开水”的路上一路狂奔
从未停下来

基本原理就是利用燃料燃烧产生的热能
将水加热转化为水蒸气的热能
然后来推动涡轮叶片旋转
涡轮叶片则带动发电机或螺旋桨等设备运转
这个过程虽然看似简单
但实际上是最优的解决方案



蒸汽机的出现

相信很多人都听过这个故事
瓦特小时候看到烧水的茶壶在炉子上
当水烧开了后
茶壶被蒸气顶开
上下跳动
由此就发明了蒸汽机
这个故事真的很妙
但是很可惜
蒸汽机并非是瓦特发明的

蒸汽机的原理最早可追溯到17世纪的欧洲
真正意义上第一台具有实用价值的蒸汽机
是由英国发明家托马斯・纽科门
于1712年发明的
被称为 “纽科门蒸汽机” 或 “大气压引擎”
这种蒸汽机通过利用蒸汽压力
与大气压力的差异来产生动力
解决了煤矿积水的问题
推动了英国经济的继续繁荣增长34
但纽科门蒸汽机存在效率低耗煤量大等缺点

詹姆斯・瓦特在1765年左右开始研究蒸汽机
他发现了纽科门蒸汽机的弊病
于是进行了一系列重要的改良
他引入了独立的冷凝器
往复式活塞等关键改进措施
这些改良极大地提高了蒸汽机的效率和实用性
使蒸汽机得以广泛应用于各个领域
如矿井排水、纺织厂、铁路等
因为瓦特的改良对蒸汽机的发展和推广
起到了极其重要的作用
推动了工业革命的进程
人类社会由此进入了“蒸汽机时代”



水蒸气的运用

世界上现存最重的蒸汽机车
——大男孩号
重达540吨
它依靠煤烧热水
用水沸腾产生的水蒸气作动力
将蒸汽进行二次加热
进一步提升温度和压力
蒸汽的体积在这时
已经比最初增加了1000倍
产生的动力足够让“大男孩”
以130公里的时速奔跑


泰坦尼克号是一艘蒸汽动力巨轮
它通过燃烧大量的煤炭
将水加热至沸腾产生水蒸气
这些水蒸气具有巨大的能量
被导入蒸汽机的汽缸中
泰坦尼克号在海上行驶的过程中
使用了26台锅炉产生的蒸汽


在如今的生活中

也经常能看到水蒸气的身影

最日常的就是蒸馒头、包子

通过高温水蒸气将食物蒸熟

还有蒸汽熨斗

利用高温水蒸气来熨烫衣物

能够快速去除衣物上的褶皱

使衣物更加平整、美观

还可以使用蒸汽清洁器

对炉灶、油烟机、墙壁等部位进行清洁

通过高温水蒸气来软化油污

使其更容易被擦拭掉

减少了对强力化学清洁剂的依赖

更加环保健康


水蒸气在日常生活中有着广泛的运用

为我们带来了诸多便利和好处





想让孩子更加了解水蒸气的力量吗?

那就一起来动手做蒸汽船实验吧

简单易操作

一起来试试吧




蒸汽船










船体x1/ 支架x1 / 蜡烛x1 /吸管x1 /

 双面胶 / 瓶盖x1 / 瓶身x1




step1

拿出船体,在船体尾部贴上双面胶



step2

拿出支架,将支架弯折成90度,粘在双面胶上



step3

在小瓶子里装入约1/3的水



step4

盖上盖子,将吸管插入瓶盖上的小孔中,约1/3长度



step5

将小瓶子卡在支架上



step6

将蜡烛放在小瓶子尾部的正下方,蒸汽船模型制作完成!



step7

将蒸汽小船放在水面上,点燃蜡烛,过一会儿,瓶子里面的水咕嘟咕嘟沸腾了,吸管向外冒出了一股股白雾,小船向前前进了!




当玻璃瓶里的水沸腾时,产生大量蒸汽,瓶内气体急剧膨胀。由于瓶口被盖子封住,只留有吸管一个小口。瓶内气体便快速从吸管口朝后喷出,由于力的作用是相互的,气体在朝后喷出时产生了一个朝前的力推动着蒸汽船前进。


物体内部向后喷出气体,把物体移向前方,这种作用叫做反冲作用火箭、喷气式飞机等都是利用反冲力的作用前进的。

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