Den drikkende fugl eller sippy fugl er et populært videnskabeligt legetøj, der har en glasfugl, der gentagne gange dypper sit næb i vandet. Her er forklaringen på hvordan dette videnskab legetøj fungerer.
Hvad er en drikkefugl?
Afhængigt af hvor du bor, kan du muligvis se dette legetøj, der kaldes en drikkende fugl, nipperfugl, sippy fugl, dippy fugl eller umættelig fugl. Den tidligste version af enheden ser ud til at være produceret i Kina omkring 1910-1930. Alle versioner af legetøjet er baseret på en varmemotor for at fungere. Fordampning af en væske fra fuglens næb sænker temperaturen på hovedet af legetøjet. Ændringen i temperatur skaber en trykforskel inde i fuglens krop, hvilket får den til at udføre mekanisk arbejde (dypp hovedet). En fugl, der dypper sit hoved i vandet, fortsætter med at dyppe eller boble, så længe der er vand. Faktisk fungerer fuglen, så længe dens næb er fugtig, så legetøjet fortsætter med at fungere i et tidsrum, selvom det fjernes fra vandet.
Er den drikkefugl en evig bevægelsesmaskine?
Nogle gange kaldes den drikkefugle en evig bevægelsesmaskine, men der er ikke sådan noget som evigvarende bevægelse, som ville krænke termodynamiske love. Fuglen fungerer kun, så længe vand fordamper fra næb, hvilket producerer en energiændring i systemet.
Hvad er der inde i en drikkefugl?
Fuglen består af to glaspærer (hoved og krop), der er forbundet ved et glasrør (nakke). Røret strækker sig næsten ned til den nederste pære, men røret strækker sig ikke ind i den øverste pære. Væsken i fuglen er normalt farvet dichlormethan (methylenchlorid), selvom den er ældre versioner af enheden kan indeholde trichloromonofluormethan (ikke brugt i moderne fugle, fordi det er det) en CFC).
Når drikkefuglen fremstilles, fjernes luften inde i pæren, så kroppen fyldes med væskedamp. "Hoved" -pæren har en næb, der er dækket med filt eller lignende materiale. Filten er vigtig for enhedens funktion. Dekorative genstande, såsom øjne, fjer eller en hat, kan tilføjes fuglen. Fuglen er indstillet til at dreje på et justerbart tværstykke fastgjort til halsrøret.
Uddannelsesværdi
Drikkefuglen bruges til at illustrere mange principper inden for kemi og fysik:
- kogning og kondensation [dichlormethan har et lavt kogepunkt på 39,6 ° C (103,28 ° F)]
- kombineret gaslovgivning (det forholdsmæssigt forhold mellem trykket og temperaturen af en gas i et konstant volumen)
- ideel gaslov (det forholdsmæssige forhold mellem antallet af partikler i en gas og trykket i et konstant volumen)
- drejningsmoment
- massens centrum
- kapillær handling (opsugning af vand ind i filten)
- vådpære-temperatur (temperaturforskel mellem hoved- og kropspærer afhænger af luftens relative fugtighed)
- Maxwell-Boltzmann-distributionen
- fordampningsvarme / kondensvarme
- funktion af en varmemotor
Sikkerhed
Den forseglede drikkefugl er helt sikker, men væsken inde i legetøjet er ikke giftig. Ældre fugle blev fyldt med en brandfarlig væske. Dichlormethan i den moderne version er ikke brandfarlig, men hvis fuglen går i stykker, er det bedst at undgå væsken. Kontakt med dichlormethan kan forårsage hudirritation. Indånding eller indtagelse bør undgås, fordi kemikaliet er et mutagen, teratogen og muligvis et kræftfremkaldende stof. Dampen fordamper hurtigt og spreder sig, så den bedste måde at håndtere et ødelagt legetøj er at ventilere området og lade væsken sprede sig.