做一个 无风自转的风车

简明

风车转动不一定需要风，有太阳也可以，这是怎么一回事？跟着本文一起动手，你就知道了！

太阳能上升气流塔

这样的一个装置能用来做什么？将装置放大、改装，就是许多国家正在尝试建造的一种新型发电装置——太阳能上升气流塔。

相较于化石能源发电，太阳能发电不会产生温室气体或其他污染，更重要的是，阳光是免费的。而对比现在较为普遍的太阳能发电面板，太阳能上升气流塔克服了夜晚无法发电的问题。其中的收集器像一个大型温室，在阳光普照的白天吸收光能，夜间也能保持温度、持续工作。而对比同样环保的风力发电，太阳能上升气流塔的电力输出会更稳定，但整套装置的占地面积较大、成本较高，且技术也没有风力发电成熟。现阶段这一装置仍有资金、发电效率等问题需要克服。

发生了什么？

假如你手边有温度计，用它测量风车塔内外的温度，你会发现塔内的温度要比外部高。这是因为黑色的塔吸收了更多的光，使其内部的空气受热膨胀，然后自发地顺着塔内部向上升，形成了空气流动;空气上升后塔底部气压又会减小，大气压会将外部空气压入塔底进行补充，这样就有源源不断的空气在塔内被加热后上升，形成持续的上升气流。也就是说，虽然塔外无风，塔内却形成了一阵向上的风，推动风车转动。

实验步骤

如图所示，将彩纸裁剪成边长10厘米的正方形，然后分别从正方形的四个角沿着对角线向中心剪出大约2/3的长度。

如圖所示，在正方形纸片的四边间隔着取一角向中心弯折，保持纸片的弧度，不要将其压平。用胶带将四个角固定在中心，使未弯折的角像风扇的扇叶一样。这样风车就做好了。

将一整张黑色卡纸卷成圆筒状作为“塔”，用胶布粘贴缝隙将其固定。将两本书平放在桌面上，中间相隔几厘米。将塔立起，跨越两本书的间隙，确保塔底部空气流通。

剪出一段卡纸条，将其弯曲成C型，纸条两端分别粘在圆筒顶部两侧。再取一枚图钉穿过风车和纸条中心，将它们固定住。注意风车和纸条不要固定得太紧，可以用手拨动几下风车，确保风车可以在纸条上转动。

将太阳能风车塔转移到阳光充足且无风的窗户附近，让阳光照射在塔上。接着耐心观察，你将看到风车在没有风的情况下转起来。