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中国古代最有智慧的玩具是什么？( 四 )


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后来明朝的戈汕在他的《蝶几谱》里描述了
一套十三件的小桌
它们有六个尺寸形状 ， 呈三角形和梯形
这些小桌被称作蝶几
因为它们的形状就如同蝴蝶的翅膀
中国古代最有智慧的玩具是什么？
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清代时
七巧的造型用在了生活用品中 ， 例如七巧攒盘
它通常被拼成正方形放置在木盒中
过年过节时可以用来盛放干果和甜品
瓷都景德镇就曾烧制过很多各种类型的七巧攒盘
中国古代最有智慧的玩具是什么？
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在众多研究中 ， 最早的也是最著名的问题是：
用一副七巧板可以拼出多少种不同的凸多边形？
内角和不超过180度的多边形 ， 即四周皆朝外凸的多边形

解决这个问题的是两位中国学者王福纯和向全启
1942年 ， 他们得出了最终的答案
其中凸三角形1种 ， 凸四边形6种
凸五边形2种 ， 凸六边形4种


饮 水 鸟


热 机 原 理


饮水鸟早在中国明朝时就已出现
它的外形像一只鸟 ， 主体由玻璃制成
身体是一根玻璃管
管的上端是一个小球 ， 是鸟的头部
下端是一个装有乙醚类易挥发液体的大球 ， 即鸟尾
将鸟嘴浸到水里喝上一口
之后 ， 鸟就会自动俯下身去不知疲倦的
一直重复“俯身——起身”的喝水过程
中国古代最有智慧的玩具是什么？
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实际上 ， “饮水鸟”的设计蕴含了
物理学的热机原理

热机通过温度差产生机械运动从而对外做功

启动时 ， 在鸟头的布上滴少许水
水在蒸发时大量吸热
使鸟头部分的温度、气压降低
又因为温度降低 ， 乙醚蒸汽变得过饱和
会有少量乙醚蒸汽凝结成液体
蒸汽量变少 ， 气体体积进一步缩小
并放热阻止温度降低
此时下球中的气压大于上球中的气压
中国古代最有智慧的玩具是什么？
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热成像下可以看到头部、尾部的温度差异

下球中的乙醚液体沿玻璃管向上压
下球压强变小 ， 里面的蒸汽变的不饱和
少量乙醚气化 ， 下球里的乙醚蒸汽的量变大
同时从乙醚液体吸热 ，于是整个鸟的重心上移
从而打破平衡状态
下球的乙醚液体就会被压到上球
进而使得鸟前倾“喝水”
此时 ， 下球部分气体进入上
当两部分气体混合 ， 上、下压强一致
液体将在自身重力的作用下倒流回下端
饮水鸟的重心再次下移, 于是渐渐直立起来
与此同时 ， 头部由于刚沾了水
又开始了冷却


就这样

鸟的头部不断被水打湿 ， 不断产生气压差
饮水鸟就会不停地饮水
原理是通过气化液化传递热能

现在的喷气式发动机、活塞式发动机等
都是源于此物理现象


竹 蜻 蜓


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