STEM 教育中經常提及要同學認識和探索可再生能源。過往學生們都是透過書本、互聯網或參觀等才會認識到,但原來從玩具中也能夠體現得到,而且不需用電,亦不需用摩打,只是運用了空氣力學的空氣動力引擎車。
現代汽車中的引擎產生動力原理就是透過空氣的壓縮,再配合燃燒燃料使空氣膨脹而產生大量動力推動活塞移動。
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為何空氣能壓縮?
空氣能進行壓縮是因為空氣有彈性,在任何物質上施加力量時,物質的形狀或體積會因而改變。若果把施加力除去,物質會回復原來的形狀或體積,這個現象反應稱為「彈性」。
密閉的環境中對空氣施加力量,會令空氣收縮,但除去所施加的力量,空氣會回復原來的狀態,可見空氣是有彈性的。汽車上的輪胎中就是充滿著空氣,輪胎內的空氣能夠支撐又大又重的車身。各種充氣的球類運動,例如:足球、籃球、排球等,也同時運用了空氣的彈性。
空氣壓縮轉換成能量
對密閉的空氣施加壓力,空氣會被壓縮,所壓縮的空氣會儲存在氣瓶內。當移除施力後,空氣會因回復原狀而釋出能量,空氣能量動力車就是應用了這個原理推動車子前進。
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車輪所必需的摩擦力
空氣動力引擎所推動的就是後方一對車輪,而前方的一對車輪只是輔助,四個車輪上的表面都設有粗糙的膠面,目的是要增加車輪表面與地面之間的摩擦力,以增加抓地能力使車身前進。
明日發展:空氣動力車
印度汽車製造商 Tata motors 和法國 MDI 公司合作研發出利用空氣作為動力的小車,叫做 AIRPOD air-powered urban vehicle ( AIRPOD 城市空氣動力車),它是利用普通的空氣,配合特殊的引擎加入壓縮氣罐,空氣通過外泵或者行車時由電動馬達進行充氣,可惜現在的最大載客量只有 3 人。