做一個 無風自轉的風車

簡明

風車轉動不一定需要風，有太陽也可以，這是怎么一回事？跟著本文一起動手，你就知道了！

太陽能上升氣流塔

這樣的一個裝置能用來做什么？將裝置放大、改裝，就是許多國家正在嘗試建造的一種新型發電裝置——太陽能上升氣流塔。

相較于化石能源發電，太陽能發電不會產生溫室氣體或其他污染，更重要的是，陽光是免費的。而對比現在較為普遍的太陽能發電面板，太陽能上升氣流塔克服了夜晚無法發電的問題。其中的收集器像一個大型溫室，在陽光普照的白天吸收光能，夜間也能保持溫度、持續工作。而對比同樣環保的風力發電，太陽能上升氣流塔的電力輸出會更穩定，但整套裝置的占地面積較大、成本較高，且技術也沒有風力發電成熟。現階段這一裝置仍有資金、發電效率等問題需要克服。

發生了什么？

假如你手邊有溫度計，用它測量風車塔內外的溫度，你會發現塔內的溫度要比外部高。這是因為黑色的塔吸收了更多的光，使其內部的空氣受熱膨脹，然后自發地順著塔內部向上升，形成了空氣流動;空氣上升后塔底部氣壓又會減小，大氣壓會將外部空氣壓入塔底進行補充，這樣就有源源不斷的空氣在塔內被加熱后上升，形成持續的上升氣流。也就是說，雖然塔外無風，塔內卻形成了一陣向上的風，推動風車轉動。

實驗步驟

如圖所示，將彩紙裁剪成邊長10厘米的正方形，然后分別從正方形的四個角沿著對角線向中心剪出大約2/3的長度。

如圖所示，在正方形紙片的四邊間隔著取一角向中心彎折，保持紙片的弧度，不要將其壓平。用膠帶將四個角固定在中心，使未彎折的角像風扇的扇葉一樣。這樣風車就做好了。

將一整張黑色卡紙卷成圓筒狀作為“塔”，用膠布粘貼縫隙將其固定。將兩本書平放在桌面上，中間相隔幾厘米。將塔立起，跨越兩本書的間隙，確保塔底部空氣流通。

剪出一段卡紙條，將其彎曲成C型，紙條兩端分別粘在圓筒頂部兩側。再取一枚圖釘穿過風車和紙條中心，將它們固定住。注意風車和紙條不要固定得太緊，可以用手撥動幾下風車，確保風車可以在紙條上轉動。

將太陽能風車塔轉移到陽光充足且無風的窗戶附近，讓陽光照射在塔上。接著耐心觀察，你將看到風車在沒有風的情況下轉起來。