黄德兴

摘 要：“饮水鸟”为中国古代的一种益智玩具，其巧妙的设计令人称奇。它的制作与工作原理涉及气体压强、能量守恒定律、物态变化、毛细现象、重心与力矩等诸多物理学知识，将其应用于中学物理教学中，不仅增加了教学的趣味性，也丰富了知识的应用。

关键词：饮水鸟；物理教学；科技制作

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2015）8-0034-2

1 饮水鸟的工作原理

饮水鸟为中国古代出现的一种益智玩具，它由一根玻璃管连通上下两个薄壁玻璃球（以下简称上球与下球）组成，内装有乙醚类易挥发液体。由于乙醚易挥发，当头部浸水，蒸发吸热，上下球的温差产生内部的气压差，从而使下球内部的液体在气体压强的作用下上升，重心上移，打破平衡，从而使饮水鸟饮水。当身体前倾到一定角度，玻璃管中的液体由于自身重力作用回流到下球，重心下移，回到初始位置，如此循环，原理简图见图1。

据说爱因斯坦也对这个类似永动机的饮水鸟的巧妙设计感到惊叹，但这个奇物的“出生”却没有多少文字记载，只是在国外的一本科普读物上出现过。当然，此文不去对饮水鸟的由来进行考证，主要目的在于将其作为一种教学资源进行讨论。

2 饮水鸟涉及的物理学知识及在教学中的应用

饮水鸟不是永动机，但要清楚解释其工作原理，要涉及到能量守恒定律、重心与平衡、蒸发、气体压强、毛细现象等多方面的知识。下面进行具体分析。

2.1 热力学第一定律：能量守恒定律