Pijača ptica ali sippy ptica je priljubljena znanstvena igrača, ki vsebuje stekleno ptico, ki kljun večkrat potopi v vodo. Tu je razlaga, kako ta znanstvena igrača deluje.
Kaj je pitna ptica?
Odvisno od tega, kje živite, boste morda videli to igračo, imenovano pitna ptica, srkajoča ptica, požiralna ptica, pletenica ali nenasitna ptičica. Zdi se, da je najstarejša različica naprave na Kitajskem nastajala okoli 1910-1930. Vse različice igrače temeljijo na toplotnem motorju, da lahko deluje. Izhlapevanje tekočine iz ptičjega kljuna zniža temperaturo glave igrače. Sprememba temperature ustvarja razlike tlaka v telesu ptice, zaradi česar opravlja mehansko delo (potopite glavo). Ptica, ki potopita glavo v vodo, bo ves čas potapljala ali bobala, dokler je prisotna voda. V bistvu ptica deluje, dokler je kljun vlažen, zato igrača še nekaj časa deluje, tudi če je odstranjena iz vode.
Je pitna ptica večni stroj za gibanje?
Včasih ptič, ki pije, se imenuje trajni gibalni stroj, vendar ne obstaja večno gibanje, ki bi kršilo
zakoni termodinamike. Ptica deluje le, dokler voda iz kljuna izhlapi, kar povzroči spremembo energije v sistemu.Kaj je znotraj pitne ptice?
Ptica je sestavljena iz dveh steklenih žarnic (glave in telesa), ki sta povezana s stekleno cevjo (vrat). Cev sega v spodnjo žarnico skoraj do osnove, vendar se cev ne razširi v zgornjo žarnico. Tekočina v ptici je ponavadi obarvana diklorometan (metilen klorid), čeprav starejša različice naprave lahko vsebujejo trikloromonofluorometan (pri sodobnih pticah se ne uporablja, ker je CFC).
Ko se ptica pije, se zrak v žarnici odstrani, tako da se telo napolni s tekočimi hlapi. Žarnica "glava" ima kljun, ki je prekrit s filcem ali podobnim materialom. Klobučevina je pomembna za delovanje naprave. Ptici se lahko dodajo okrasni predmeti, kot so oči, perje ali klobuk. Ptica je nastavljena na vrtenje nastavljivega križnika, pritrjenega na vratno cev.
Vzgojna vrednost
Ptica, ki pije, je ponazorjena s številnimi načeli v kemiji in fiziki:
- Vreti in kondenzacija [diklorometan ima nizko vrelišče 39,6 ° C (103,28 ° F)]
- zakon o kombiniranem plinu (the sorazmerni odnos med tlakom in temperaturo plina v konstantni prostornini)
- zakon o idealnem plinu (sorazmerno razmerje med številom delcev plina in tlakom v konstantni prostornini)
- navora
- središče mase
- kapilarno delovanje (brisanje vode v filc)
- temperatura vlažnih žarnic (temperaturna razlika med glavo in telesnimi žarnicami je odvisna od relativne vlažnosti zraka)
- Maxwell-Boltzmannova distribucija
- toplota izhlapevanja / toplota kondenzacije
- delovanje toplotnega motorja
Varnost
Zaprta ptica za pitje je popolnoma varna, vendar tekočina znotraj igrače ni netoksična. Starejše ptice so bile napolnjene z vnetljivo tekočino. Diklorometan v sodobni različici ni vnetljiv, če pa se ptica zlomi, se je najbolje izogniti tekočini. Stik z diklorometanom lahko povzroči draženje kože. Vdihavanju ali zaužitju se je treba izogibati, ker je kemikalija mutagen, teratogen in morda karcinogen. Hlapi hitro izhlapijo in razpršijo, zato je najboljši način za reševanje pokvarjene igrače prezračevanje območja in omogočanje razpršitve tekočine.