Птица или пьяная птица - научно-популярная игрушка, в которой стеклянная птица постоянно опускает клюв в воду. Вот объяснение того, как эта научная игрушка работает.
Что такое пьющая птица?
В зависимости от того, где вы живете, вы можете увидеть эту игрушку под названием «пьющая птица», «потягивающая птица», «сиппи», «дикая птица» или «ненасытная птичка». Самая ранняя версия устройства, по-видимому, была выпущена в Китае примерно в 1910-1930 годах. Все версии игрушки основаны на тепловом двигателе, чтобы функционировать. Испарение жидкости из птичьего клюва понижает температуру головки игрушки. Изменение температуры создает перепад давления внутри тела птицы, что заставляет ее выполнять механическую работу (опускать голову). Птица, которая опускает голову в воду, будет продолжать погружаться или покачиваться, пока присутствует вода. На самом деле птица работает до тех пор, пока ее клюв влажный, поэтому игрушка продолжает функционировать в течение определенного периода времени, даже если ее вытащить из воды.
Является ли пьющая птица вечным двигателем?
Иногда пьющую птицу называют вечным двигателем, но нет такого понятия, как вечное движение, которое нарушало бы законы термодинамики. Птица работает только до тех пор, пока вода из ее клюва испаряется, вызывая энергетические изменения в системе.
Что внутри пьяной птицы?
Птица состоит из двух стеклянных колб (голова и тело), которые связаны между собой по стеклянной трубке (Шеи). Трубка простирается в нижнюю колбу почти до основания, но труба не простирается в верхнюю колбу. Жидкость у птицы обычно окрашена в дихлорметан (метиленхлорид), хотя старше версии устройства могут содержать трихлормонофторметан (не используется в современных птицах, потому что это CFC).
Когда пьющая птица изготовлена, воздух внутри колбы удаляется, так что тело будет заполняться парами жидкости. «Головная» лампочка имеет клюв, покрытый войлоком или подобным материалом. Войлок важен для функционирования устройства. К птице могут быть добавлены декоративные предметы, такие как глаза, перья или шляпа. Птица установлена с возможностью поворота на регулируемой крестовине, прикрепленной к шейной трубке.
Образовательная ценность
Пьющая птица используется для иллюстрации многих принципов химии и физики:
- кипение а также конденсация [дихлорметан имеет низкую температуру кипения 39,6 ° C (103,28 ° F)]
- закон о комбинированном газе ( пропорциональные отношения между давлением и температурой газа в постоянном объеме)
- закон идеального газа (пропорциональная зависимость между количеством частиц газа и давлением в постоянном объеме)
- крутящий момент
- центр масс
- капиллярное действие (впитывание воды в войлок)
- температура смачиваемой колбы (разница температуры между головкой и колбой тела зависит от относительной влажности воздуха)
- распределение Максвелла-Больцмана
- теплота испарения / теплота конденсации
- функционирование теплового двигателя
безопасности
Запечатанная пьющая птица совершенно безопасна, но жидкость внутри игрушки не токсична. Пожилые птицы были заполнены горючей жидкостью. Дихлорметан в современной версии не воспламеняется, но если птица сломается, лучше избегать жидкости. Контакт с дихлорметаном может вызвать раздражение кожи. Следует избегать вдыхания или проглатывания, поскольку химическое вещество представляет собой мутаген, тератоген и, возможно, канцероген. Пар быстро испаряется и рассеивается, поэтому лучший способ справиться со сломанной игрушкой - проветрить помещение и дать жидкости рассеяться.