自制单向阀

注意：此项活动中会涉及到使用强力胶，以及使用锋利的切割工具。年纪较小的学生需要成人的指导进行活动。

所需材料

2个500毫升塑料水瓶；

“高弹力”橡皮球；

强力胶：

硅脂：

气球；

大弹簧(直径2.5厘米，长度大约10厘米)；

橡皮垫圈(内径2.5厘米)；

大O型圈(密封圈，直径2.5厘米)。

(上述大多数材料都可以在任何货品比较齐全的五金店找到。另外，可以在任何老厨房或者浴室水龙头中找到适合此项活动的弹簧。)

活动步骤

1　分别将两个塑料水瓶在距离瓶口大约10厘米处切开，这样你就得到两个“瓶顶”和两个“瓶底”。此项活动中你不需要使用到瓶底。

2　取出一个瓶顶，然后用胶水将一个垫圈粘在瓶颈内，这样就做好了一个窄口。当胶水凝固后，再把一个密封圈粘在垫圈上。这样瓶口就密封得更好了。

3　当胶水都凝固了以后，挤一些硅脂在垫圈与瓶壁以及垫圈与密封圈交接的地方，使它们之间密不透风。

4　将高弹力橡皮球塞进弹簧的一端。

5　当硅脂凝固了以后，将橡皮球放在密封圈上，使弹簧向上直立。

6　将第二个切好的瓶子与第一个粘在一起，使两个瓶子的瓶颈指向相反的方向，而橡皮球与弹簧则被密封在瓶子中间。其中，要把弹簧放进第二个瓶子的瓶颈内，而橡皮球则要被放在密封圈内。如果弹簧的长度不足以使其被放入瓶口内，那么你就需要把两个瓶子的长度再剪短一些。

7　在一个瓶子的切口边缘剪一些0.5厘米长的小切口。将第二个切好的瓶子通过这些小切口与第一个瓶子连接在一起，这样你的单向阀就制作好了。用强力胶把它们粘在一起，然后用硅脂将缝隙密封好。

8　在瓶子与弹簧连接的瓶口处放一个气球。然后从瓶子与橡皮球连接的开口处吹气。看看当你停止吹气的时候会发生什么现象?是不是那个橡皮球使空气留在了单向阀中?

活动概述

这一工作机制被称作“球式单向阀”。单向阀的工作原理就是利用移动流体的压力差使其仅向一个方向流动。根据这一原理，它们可以自动开合而不需要任何人来操作。

只要一个方向的流体压力比相反方向的压力大，那么橡皮球就可以被推向一边，使通道畅通。当两个方向的流体压力相同时(或者反方向的压力增大)，橡皮球就会被推向瓶口处的密封圈，从而堵塞通道。通过这种方式。例如像空气或水等流体就只能向一个方向流动。

单向阀有很多种形式。也可以使用气门、球或弹性材料。但是无论是何种单向阀，它们的工作原理都是一样的。

活动应用

你自己身体里的管道系统也需要单向阀来确保血液向一个方向流动。哺乳动物的心脏由两个部分组成――左半部分和右半部分。右半边从身体获得血液然后经过一段比较短的距离将其压送到我们的肺里。左半边更强壮一些，它的任务是要将富含氧气的血液用高压从肺里传送到身体的其他部位。为了完成这一功能。心脏的两边各有两个部分，左心房和左心室，以及右心房和右心室。心房将到达心脏的血液泵压到心室，在心室中，通过心脏的跳动挤压使血液通过动脉传输到身体的各个角落。

心房和心室之间是被称为“房室瓣膜”的皮瓣组织，它的工作原理就与单向阀类似(心脏左边的被称为三尖瓣，心脏右边的被称为二尖瓣)。事实上，我们心脏所发出的“咚咚”声，就是瓣膜在有节奏地舒张与收缩使血管闭合，防止血液倒流。

对于某些人来说，这些瓣膜可能退化了。外科医生可以使用人造器官来替换不工作的瓣膜，以前使用的就是球式单向阀。将来，我们有可能使用通过自身细胞培养出来的新器官来代替人造器官。