这个自动浇花器太实用了(自制一个自动浇花器)

  1. 自动浇花器外出旅游,家中长时间无人浇花,你担心花干枯吗?

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这里介绍一个可以自动浇花的妙法:

在花盆旁边放一只盛满水的瓶子,密封瓶口以减少水分挥发。在瓶身开一个小口,用一条吸水较好的布条,一头插入瓶内,另一头伸到盆土中,瓶中的水就会慢慢渗入盆土,使盆土持续保持湿润状态。只要瓶子里的水足够,半个月都没有问题。

简易自动浇花装置

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为什么布条能从瓶子内吸出水来自动浇花?小小装置中包含了重要的科学原理,即“液体的毛细现象”。毛细现象(又称毛细管作用),是指液体在细管状物体内侧,由于内聚力与附着力的差异克服地心引力而上升的现象。

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布条棉纱之间的空隙如同很多根毛细管,毛细管内液体的表面类似绷紧的橡皮膜,如果液面是弯曲的,它就有拉紧变平的趋势。因此,凹陷的液面对下面的液体具有向上的拉力,促使毛细管内的液体上升。

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2.身边的毛细现象

自然界里有许多毛细现象的例子。植物茎内的导管就是植物体内极细的毛细管,它能把土壤里的水分吸上来。日常生活中,海绵吸水、毛巾吸汗、粉笔吸墨、纸巾吸水、墙角返潮……都是常见的毛细现象。在这些物体中有许多细小的孔道,承担起毛细管的功能。

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常见的毛细现象

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有些毛细现象是有害的。比如,建筑房屋的时候,在砸实的地基中毛细管又多又细,它们会把土壤中的水分引上来,使得室内潮湿。因此,为了防止毛细现象造成的潮湿,建房时要在地基上面铺油毡。再比如,土壤里有很多毛细管,地下的水分经常沿着这些毛细管上升到地面上来,如果要保存地下的水分,就要锄松地面的土壤,以破坏土壤表层的毛细管,减少水分的蒸发。

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3.毛巾永动机?

历史上,永动机一直被人们讨论。

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对于毛细现象,也有人试图设计永动机。当我们把一条干毛巾的一端浸在水里,水会沿着毛巾往上攀升,也就是说水从低处被吸到高处。如果让高处的水流下来发电,然后再沿着毛巾爬上去,如此往复,岂不是不用外加能源,就可以源源不断地发电?实际上,这是历史上众多永动机设想中的一个,它同其他永动机一样,违背了能量守恒规律,自然是不能成功的。

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17世纪,波义耳提出了“自循环水壶的设想。他设计了一个水壶,底部接有一根细细长长的管子通向水壶的上方。波义耳认为,由于毛细管作用,液体会被细管吸引,克服重力沿着管壁上爬,最终流回壶中,形成循环永动。然而,细管中的液体最终无法从管中流出,这个设计最终宣告失败。什么不能成功呢?

干毛巾一头放在水里,结果整条干毛巾湿了,这个过程中,的确有一部分水的位置上升,因而增加了势能,但这个增加的势能并不是凭空产生的,是毛细现象中的各种力在做功,系统中其他能量(如表面能)会相应地减少,系统总能量是守恒的。

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水力发电的能量源泉,是由太阳蒸发到空中的水汽变成雨水,雨水落回到大地汇聚成溪流而产生的势量。因此,产生的电能,归根结底是消耗了太阳的能量。

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同理,植物蒸腾作用中的毛细现象,也是由于太阳不断照射提供能量。而毛细现象中,各种能量并不能像太阳一样源源不断地产生(详细解析可以参阅网络文章《界面上的世界之毛巾永动机》),因此注定不能成功。

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