利用热胀冷缩制成的不需上发条的钟表

前面我们介绍过一种不用上发条的钟表，那是利用大气压的变化驱动的。在这一节中，我们介绍另一种不需要上发条的钟表，它是利用热胀冷缩原理制成的。

如图76所示，这是钟表的结构图。它主要由两只采用特殊合金制成的金属杆Z1和Z2组成，膨胀系数很大。金属杆Z1抵在齿轮X上，当它受热膨胀变长时，会带动齿轮微微转动。金属杆Z2抵在齿轮Y上，当它遇冷收缩时，会使齿轮朝同一个方向微微转动。两个齿轮X和Y都套在装在转轴W1上，该转轴转动时会带动装有汲水斗的大转轮。汲水斗会从下面的水银槽里汲入水银，把水银带到上面的水银槽里，流向左边的转轮。左边的转轮也有汲水斗，当这些汲水斗都装满水银后，就会带动这个转轮转动，同时带动环绕在小轮K1和K2上的传动链K，小轮K2转动时就会拧紧这只表的发条。

图76　不用上发条的时钟

水银从左边轮子流出来后，会流到槽R1里，顺着槽R1流回到右边的大轮子下面，不停地循环使用。不难看出，金属杆Z1和Z2的长度一旦发生变化，这个装置就会运转。只要空气的温度升高或降低，就会不停地给这只表上发条。温度的变化随时都在发生，不需要我们特别处理，所有根本不用担心这只表会不会走。

那么，这个钟表可否叫作“永动机”呢？当然不可以。虽然在机械装置磨损之前，这只表会一直走下去，但它的动能来自于周围空气的热量。热胀冷缩效应产生的能量被一点点地积蓄起来，在表针转动时不断地消耗。所以，我们可以说，通过“免费”的动力做功，这只表可以不停地走下去。但是，这种“免费”的动力，来自太阳的能量，而不是凭空产生的。(www.xing528.com)

还有一种钟表，如图77和图78所示。这种表也不需要人为提供动力，就可以转动。它主要利用甘油随着温度升高而膨胀的原理。空气温度升高时，甘油受热膨胀提起一个重锤，这个重锤落下去时会带动钟表。甘油的凝固温度大约是-30℃，沸点为290℃。所以，这种表经常用在广场等地，只要周围的温度变化达到2℃，它就会走动。曾经有一只这样的钟表样品，在没有人碰的情况下，走了整整一年，且时间很精准。

图77　另一种利用甘油驱动的不需上发条的时钟

图78　底座装有甘油管的不需上发条的时钟