前面我们曾提到“不花钱”就能发动的时钟（见5.20节），进一步确切地说，是不需要人力就能自主发动的时钟。那种时钟的动力来自外界大气压的变化。我们下面再谈一种利用物体热胀冷缩原理做成的这类“不花钱”的时钟。

图6-5　能自动上紧发条的时钟

图6-5就是这种时钟的构造图。两根长杆Z1和Z2是它的主要动力来源。这两根都采用膨胀系数极大的特殊合金制成的。Z1杆紧贴在小齿轮X的锯齿上，如果它受热膨胀伸长的话，就会逆时针推动齿轮X转动，尽管这种转动很轻微。Z2杆挂在稍大一些的齿轮Y的锯齿上，如果它遇冷收缩时，也会拉动齿轮Y做逆时针转动。齿轮X和Y同在一根转轴W1之上，这个轴转动后，与它相连的大轮就会被带动。大轮的边缘上安装着许多勺子，当大轮转动时，轮子下部的勺子就会插入下方的水银槽，盛起槽中的水银，将它们带到上边，通过一根管子流到左边的那个轮子。左边轮子上也有许多勺子，从上面管子流下来的水银装满一个勺子后，这个勺子会在重力作用下下沉使轮子转动。转动的轮子与一个小齿轮K1同在一根轴上，自然也就带动齿轮K1转动。K1轮和K2轮通过链条KK连在一起，于是通过链条的传递，K2轮也会转动，它就会拧紧时钟的弹簧。

而从左边勺子里流下来的水银，又会通过下面的一根斜槽R1重新流入右边大轮下方的水银槽，自然也会被右边轮子上的勺子盛起提升上去。

如此看来，这个装置应当是会转动的，只要Z1、Z2两杆能伸缩，它就会不停地转动下去。而要保证Z1、Z2两杆能伸缩，只需要它们周围空气的温度有变化就行了。这个要求当然用不着我们操心了，由于空气流动，空气的温度随时都会变化，它们当然随时都会为这两根长杆提供动力——让它们热胀冷缩。因此，时钟的发条就会慢慢地拧紧了。

我们能称这种时钟为真正的“永动机”吗？当然不能。虽然这种时钟能一直保持转动，除非因它内部装置的齿轮磨损而坏掉，但它的动力并不是无中生有的，它来源于周围空气的热量；这份热量又通过两根杆子的胀缩做功，从而将热能转化成机械能，一点一滴地贮存起来，以维持时钟的运转。这又是一架名副其实的“不花钱”的动力机，它既不需要消耗原料，也无须人力照料。不过，它的动能并不是凭空生出来的，而最终来源于太阳的热能。

利用物体热胀冷缩原理为动力的时钟还有一种，参见上面的图6-6和图6-7。它的动能来源于甘油的热胀冷缩。当周围温度升高时，甘油就会膨胀，从而会将一个小重锤提升起来，当这个重锤落下来时，就会带动时钟的装置运转。我们知道，在常温常压下，甘油的沸点为290℃，而凝固点为-30℃，因此以甘油为动力的时钟特别适合在城市广场和其他开阔的场所应用。只要周围的空气温度变化的幅度超过2℃，就足够维持时钟运转了。人们曾经用这样的一种时钟做过实验，它在一年的时间里都运转正常，这期间没有人动过它。

图6-6　一种能自动发动的时钟结构图　

图6-7　以甘油为动力来源的自动时钟

如此一来，也许我们要问，我们为什么不利用这些原理提供动力，制造出更大的机械，产生更大的动力，供我们日常生产呢？这个想法是好的，但现实却很无情，因为这看似“不花钱”的动力机其实很花钱。我们可以通过计算更直观地看到问题的所在。一只普通时钟要使它能够走一昼夜，上紧它发条所做的功大约为千克米，这相当于每秒钟这只时钟花费千克米的功。而一马力等于每秒75千克米，由此可知时钟的功率只有　马力。即便我们假定前面那只金属时钟的两根特殊的金属杆或后面甘油时钟的各种装置只需花费一分钱的话，那么这类发动机要达到一马力的功率，所需要的成本为：

1分×45 000 000＝450 000元。

不算不知道，一算吓一跳，接近五十万元呢。这么昂贵的成本，相对于只能提供一马力动力的“不花钱”的发动机来说，简直太贵了吧，没人承受得起。