趣怪的饮水鸟

趣怪的饮水鸟為甚麼這隻玩具小鳥不需要外來的動力，卻可以做出週而復始的飲水動作呢？
「飲水鳥」可說是一個經典的科學玩具 (圖一)。它既不需要電力推動，也不需要上發條，卻會不斷重覆低頭點水的動作。原來這個小玩具的操作，涉及毛細管作用、氣化潛熱和蒸氣壓等多種有趣的物理學原理，藉得在這裡為大家介紹一下。飲水鳥的身體其實是一根長長的玻璃管，連接著頭部和底部的腔 (圖二)。它的嘴是一根很窄的金屬管，內有一條綿繩，與包裹著頭部的布相連。底部的腔盛著一些易揮發的液體，使玻璃管內充滿了蒸氣。玻璃管延伸到底部的腔內，液體浸過了玻璃管的末端。鳥身由一軸心承托，可以自由轉動。當小鳥直立時，先前吸收了的水份在包裹著頭部的布上蒸發，帶走氣化潛熱，令頭部的玻璃腔內的蒸氣變冷。玻璃管內的蒸氣壓減低，底部腔內的氣壓遂把液體迫進玻璃管內，使直立的小鳥失去平衡，頭部向前傾，金屬嘴點在盛水的小盤上，完成了「飲水」的動作。到底小鳥如何「飲水」呢？「飲水」之後，又如何恢復直立的狀態呢？當小鳥的嘴點在水中時，基於毛細管作用，水便會沿著綿繩被吸到包裹著頭部的布上。小鳥的身體在「飲水」時處於水平狀態 (圖三)，底部腔內的空間與頭部接通，不平衡的蒸氣壓消失，液體流回底部，使小鳥再度直立，重覆整個動作。如果大家細心閱讀上文，便會發現這短短的描述已涉及了許多物理學的原理。你能夠一一把它們列舉出來嗎？