喷瓜的原理是什么

有一种东西像一个球，连着两根弯管，下方架着一锅开水，你把它点燃，它就开始旋转，越转越快，像一个被激怒的困兽，在支架上发出低沉的呼啸，但你盯着它，却不知道它在做什么。它没有拉磨，没有提水， 没有推动任何东西，它只是转，拼命的转，像一个疯子在做无用功，两千年前的人把它当玩具，两千年后的人把它送上太空。 他叫 c 罗，引擎，也叫气转球。他是人类历史上第一台把热能变成运动的机器，比瓦特改良蒸汽机早了整整一千六百年，而他今天要做的是要把这个乒乓球加速到每分钟一万八千转。我们可以先看看他的工作原理。 c 罗的引擎是公元一世纪亚历山大港的数学家 c 罗发明的， 他的想法极其简单，在一个密闭的容器里烧水，水变成蒸汽，蒸汽从侧面的小孔喷出去，容器就会往反方向转。为什么？因为喷出去的每一缕蒸汽都像在容器的身上狠狠蹬了一脚。不妨想象这样一个场景，一个人坐在转椅上，若想让自己转动，却无物可推， 只需用力扔出一个重物，扔出的瞬间，自身便会向反方向旋转，这就是最直观的演示，蒸汽也是这么干的。他在喷出前的最后一刻，用尽全力蹬了容器一脚，然后头也不回的飞走。容器被这一脚蹬的旋转起来，越转越快。这个原理叫反作用力， 我们今天叫他推力 c 罗把它造出来之后，用它做了什么，什么都没做。当时的人看着这个自己会转的球，则则称其，然后把它摆在客厅里当摆设。他们不知道这个会转的球，能抽水，能驱动车轮， 能让船无需划桨就能航行。他们只是觉得好玩。 c 罗的引擎就这么成了一个被宠坏的玩具，在历史的角落里独自旋转了一千六百年，直到牛顿出生，直到瓦克出生，直到人类终于明白，那个从喷口喷出的蒸汽和让火箭飞上天的东西是同一个东西。 当人类终于读懂了 c 罗引擎背后的力量，为了发掘这台古老机器的潜在价值，一场围绕它的实验正在悄然进行。 实验的目标是将 c 罗引擎的潜力推到极致，用它能产生的最大力量，把一个乒乓球加速到肉眼无法捕捉的速度。实验中并未使用水，而是选用了液氮。液氮的好处是，它不需要火就能变成气体， 常温的空气就是它的火，你把它倒进一个容器，它自己就会沸腾，自己就会膨胀，自己就会从喷口冲出去， 就像把 c 罗的引擎直接扔进了熔炉。实验者会先在乒乓球上扎一个针孔，将其掰弯，使喷气口朝向侧面，再将乒乓球进入液氮中。你猜发生了什么？乒乓球进入液氮的瞬间，球内空气因极低温急剧收缩，产生微弱真空，将液氮吸入， 在球内装满零下一百九十六度的液氮后，再将其取出。至于常温空气中，液氮开始沸腾，它在球里拼命膨胀，体积变成原来的七百倍，从那个针孔里冲出去，一脚一脚地蹬着乒乓球的内壁球开始转。乒乓球起初转动缓慢，随后转速逐渐加快， 最终快到肉眼无法看清求生的字迹。用转速计对其进行测量，结果显示，一万一千转每分钟，转速计曾瞬间跳到一万八千转每分钟。此时，乒乓球的轮廓也变得模糊，只留下一道残影。 这不是一个玩具在转，这是两千年前的原理，在两千年后的今天，用另一种形态活了过来。做完这个实验，看着飞速旋转的乒乓球，你可能会问，既然液氮用空气的热就能产生动力，那 我们为什么不直接用液氮来开车？不烧油、不排放，多环保？答案是，液氮本身不是能源。要得到液氮，你得先把空气中的氮气液化。这过程需要消耗大量的电。算下来，制造液氮用的电比液氮能发出来的电还要多，它不是能源，它 是能量的搬运工。这就像 c 罗的引擎，他能转，但他效率太低了，消耗一大堆燃料，只能换来一点点运动。在当时的技术条件下，他什么都推动不了。这也是为什么他只能在客厅里当摆设，而不是去工厂里当动力。 但 c 罗不知道的是，自己埋下的这颗种子，在一千六百年后，竟然被后人唤醒，长出了改变世界的模样。一七一二年，纽科门造出了第一台能把蒸汽变成实用工的机器。 七六五年，瓦特给他加了一个独立的冷凝器，让效率一下子翻了四倍。然后这台机器被装进工厂，装进火车，装进轮船，把人类拖进了工业革命。 今天，全世界超过百分之八十的电力是靠旋转的涡轮机发出来的，而驱动那些涡轮机的往往还是蒸汽，高压的，炙热的蒸汽冲向叶片，让叶片旋转，就像两千年前， c 罗的蒸汽 冲向那两根弯管，就连推动航天器在真空中飞行的离子推进器，其基本原理也与 c 罗的蒸汽蹬的那一角如出一辙，向后喷出物质，自身便向前进。 c 罗的引擎从来就没有消失过，他只是变大了，变强了，藏进了你看不见的地方。 每一次你打开电灯，都是在向那个两千年前的玩具致敬。现在回到那个一开始的问题， c 罗的引擎 为什么转？两千年前的人会告诉你，因为他好玩。牛顿之后的人会告诉你，因为作用力与反作用力。今天的人会告诉你，因为他体内的蒸汽在拼命向外冲，临走前蹬了他一脚， 而这一脚的力被这个世界的物理定律原封不动的保留了下来，变成了旋转。 c 罗活着的时候不知道自己在发明什么，但他留下了那个旋转的球，等着后人来看懂了，而那个乒乓球还在转。 如果你仔细聆听，在它旋转时发出的声音里，还藏着两千年前那个希腊人轻轻的笑。