Cum funcționează jucăria științifică a păsărilor de băut

Pasărea de băut sau pasărea sippy este o jucărie științifică populară care prezintă o pasăre de sticlă care își scufundă în mod repetat ciocul în apă. Iată explicația pentru cum această jucărie științifică funcționează.

În funcție de locul în care locuiți, este posibil să vedeți această jucărie numită pasăre de băut, pasăre înghițitoare, pasăre sippy, pasăre dippy sau pasăre insaciabilă. Cea mai veche versiune a dispozitivului pare să fi produs în China în jurul anilor 1910-1930. Toate versiunile jucăriei se bazează pe un motor de căldură pentru a funcționa. Evaporarea unui lichid din ciocul păsării scade temperatura capului jucăriei. Modificarea temperaturii creează un diferențial de presiune în interiorul corpului păsării, ceea ce o determină să efectueze o muncă mecanică (înmuiați capul). O pasăre care își scufundă capul în apă va continua să scufunde sau să râșnească cât timp este prezentă apa. De fapt, pasărea funcționează atât timp cât ciocul este umed, astfel încât jucăria continuă să funcționeze o perioadă de timp, chiar dacă este scoasă din apă.

Uneori, pasărea potabilă este numită mașină de mișcare perpetuă, dar nu există o mișcare perpetuă, care ar încălca legi ale termodinamicii. Pasărea funcționează doar atât timp cât apa se evaporă din cioc, producând o schimbare de energie în sistem.

Pasărea este formată din doi becuri de sticlă (cap și corp) care sunt conectate de un tub de sticlă (gât). Tubul se extinde în becul de jos aproape până la baza sa, dar tubul nu se extinde în becul superior. Lichidul de la pasăre este de obicei diclorometan colorat (clorură de metilen), deși mai vechi versiunile dispozitivului pot conține tricloromonofluormetan (nu sunt utilizate la păsările moderne, deoarece este un CFC).

Când este fabricată pasărea potabilă, aerul din interiorul becului este îndepărtat, astfel încât corpul să se umple cu vapori de fluid. Becul „capului” are un cioc care este acoperit cu pâslă sau cu un material similar. Pâsla este importantă pentru funcționarea dispozitivului. La pasăre pot fi adăugate articole decorative, cum ar fi ochii, penele sau o pălărie. Pasărea este setată să pivoteze pe o cruce reglabilă fixată pe tubul gâtului.

Pasărea potabilă este folosită pentru a ilustra multe principii în chimie și fizică:

• fierbere și condensare [diclorometanul are un punct de fierbere scăzut de 39,6 ° C (103,28 ° F)]
• legea gazelor combinate (The relație proporțională între presiune și temperatură a unui gaz într-un volum constant)
• legea gazului ideal (relația proporțională dintre numărul de particule ale unui gaz și presiunea într-un volum constant)
• Cuplu
• centrul de masă
• actiune capilara (pierderea apei în pâslă)
• temperatura becului umed (diferența de temperatură între becurile de cap și corp depinde de umiditatea relativă a aerului)
• distribuția Maxwell-Boltzmann
• căldură de vaporizare / căldură de condensare
• funcționarea unui motor de căldură

Pasărea de băut sigilată este perfect sigură, dar lichidul din interiorul jucăriei nu este non-toxic. Păsările mai în vârstă erau umplute cu un fluid inflamabil. Diclorometanul în versiunea modernă nu este inflamabil, dar dacă pasărea se rupe, este mai bine să evitați lichidul. Contactul cu diclormetan poate provoca iritații ale pielii. Inhalarea sau ingestia trebuie evitată deoarece produsul chimic este un mutagen, un teratogen și, eventual, un cancerigen. Vaporii se evaporă rapid și se dispersează, astfel încât cel mai bun mod de a face față unei jucării stricate este de a ventila zona și de a permite dispersarea fluidului.