激萌的桌面弹珠发动机，一直玩一直爽 | 科学DIY_风闻

【本文由公众号“把科学带回家”提供，ID：steamforkids】

今天，我们来学着制作一台200年历史的桌面发动机，让它成为你的作业伴侣。

关键概念

斯特林发动机

材料和操作

一个玻璃针管（塑料试管的摩擦比较大，效果可能会打折）

玻璃试管一个

能塞住试管的塞子

几枚弹珠

一段软管（直径和针管针口差不多）

钢丝

蜡烛

做法很简单：

1 把弹珠放到试管里，用塞子塞好。

2 用一段中空的软管连接针管和试管的塞子。

3 把针筒打气的那端固定在桌面上。

注意：软管连接处要密封，漏气的话发动机就动不起来了。

用起来是这样的——

如果你家有不用的CD，还可以和这个小朋友一样，把针筒连在CD上面，也能转得飞快——

如果你是高端玩家，可以做得更加专业一点——

原理

我们刚刚做好的，是一个斯特林发动机（Stirling Engine），也叫热空气引擎。

斯特林发动机是英国人 Robert Stirling 在1816年发明的，是一种活塞式热机。斯特林发动机和蒸汽机一样，一般被归为外燃机。

Robert Stirling

@wikipedia

斯特林发动机的主要原理嘛，就是把气体这种可以压缩的介质保存在气缸（我们实验里的试管）里，通过加热让气体膨胀，再冷却收缩的过程做功。

在我们的弹珠斯特林发动机里，加热试管的屁股时，气体膨胀，顺着吸管来到了针筒里，多余的空气推动针筒变高，拉动试管。

试管移动后，带动弹珠滑到试管头部，试管的屁股离热源更远了，于是空气冷却，针管又变短了，试管又转回去，让弹珠滑到试管屁股的部位。

就这样反复循环。

第一台斯特林发动机用处是把采石场的水泵干。在20世纪初，许多手工业者和小作坊就用斯特林发动机来充当通风设备、冷却设备、缝纫机什么的引擎。

西班牙太阳能测试平台（Plataforma Solar de Almeria）的抛物面镜上的方块装置就是一个斯特林发动机

@wikipedia

但是随着汽油、柴油还有电动发动机的发展，斯特林发动机逐渐退出江湖，目前只有比较有限的军事应用。

瑞典的南曼兰级潜艇（Södermanland-class）、新加坡的射手级（Archer-class）、日本的苍龙级潜艇用的就是斯特林发动机，因为斯特林发动机的一大优点就是运行的时候噪音小。

日本的苍龙级潜艇

@wikipedia

对了，有人制造了杯盖版的斯特林发动机，只要水温够高，它就会开始愉快地做活塞运动，真是个超级硬核的礼物呢——