Hoe het Drinking Bird Science-speelgoed werkt

De drinkvogel of sippy bird is een populair wetenschappelijk speelgoed met een glazen vogel die herhaaldelijk zijn bek in het water steekt. Hier is de uitleg voor hoe dit wetenschappelijke speelgoed werkt.

Wat is een drinkvogel?

Afhankelijk van waar je woont, zie je dit speelgoed misschien een drinkvogel, een nippende vogel, een sippy bird, een dippy bird of een onverzadigbaar birdie. De eerste versie van het apparaat lijkt rond 1910-1930 in China te zijn geproduceerd. Alle versies van het speelgoed zijn gebaseerd op een warmtemotor om te kunnen functioneren. Verdamping van een vloeistof uit de bek van de vogel verlaagt de temperatuur van de kop van het speelgoed. De verandering in temperatuur creëert een drukverschil in het lichaam van de vogel, waardoor hij mechanisch werk uitvoert (zijn kop onderdompelt). Een vogel die zijn kop in water steekt, blijft dompelen of dobberen zolang er water aanwezig is. De vogel werkt zelfs zolang zijn bek vochtig is, dus het speelgoed blijft een tijdspanne functioneren, zelfs als het uit het water wordt verwijderd.

Is de drinkvogel een eeuwigdurende bewegingsmachine?

Soms wordt de drinkvogel een machine voor eeuwigdurende beweging genoemd, maar er bestaat niet zoiets als eeuwigdurende beweging, die de wetten van de thermodynamica zou schenden. De vogel werkt alleen zolang water uit zijn snavel verdampt, wat een energieverandering in het systeem veroorzaakt.

Wat zit er in een drinkvogel?

De vogel bestaat uit twee glazen bollen (hoofd en lichaam) die verbonden zijn door een glazen buis (nek). De buis steekt bijna in de onderste bol uit, maar de buis steekt niet in de bovenste bol uit. De vloeistof in de vogel is meestal gekleurd dichloormethaan (methyleenchloride), hoewel oudere versies van het apparaat trichloormonofluormethaan kunnen bevatten (niet gebruikt in moderne vogels omdat het een CFC is).

Wanneer de drinkvogel wordt vervaardigd, wordt de lucht in de bol verwijderd, zodat het lichaam zich met vloeibare damp vult. De "kop" lamp heeft een snavel die bedekt is met vilt of een soortgelijk materiaal. Het vilt is belangrijk voor het functioneren van het apparaat. Decoratieve items, zoals ogen, veren of een hoed, kunnen aan de vogel worden toegevoegd. De vogel is ingesteld om te draaien op een verstelbaar dwarsstuk dat aan de nekbuis is bevestigd.

Educatieve waarde

De drinkvogel wordt gebruikt om vele principes in chemie en natuurkunde te illustreren:

• koken en condensatie [dichloormethaan heeft een laag kookpunt van 39.6 ° C (103.28 ° F)]
• gecombineerde gaswet (de evenredige relatie tussen de druk en temperatuur van een gas in een constant volume)
• ideale gaswet (de evenredige relatie tussen het aantal deeltjes van een gas en de druk in een constant volume)
• torque
• het centrum van massa
• capillaire werking (waterafvoer in het vilt)
• natte-boltemperatuur (temperatuurverschil tussen kop- en lichaamsbollen hangt af van de relatieve luchtvochtigheid)
• de distributie van Maxwell-Boltzmann
• verdampingswarmte / condensatiewarmte
• werking van een warmtemotor

Veiligheid

De verzegelde drinkvogel is volkomen veilig, maar de vloeistof in het speelgoed is niet niet giftig. Oudere vogels waren gevuld met een ontvlambare vloeistof. Het dichloormethaan in de moderne versie is niet brandbaar, maar als de vogel breekt, is het het beste om de vloeistof te vermijden. Contact met dichloormethaan kan huidirritatie veroorzaken. Inademing of inslikken moet worden vermeden omdat de chemische stof een mutageen, teratogeen en mogelijk een carcinogeen is. De damp verdampt snel en verspreidt zich, dus de beste manier om met gebroken speelgoed om te gaan, is door het gebied te ventileren en de vloeistof te laten verspreiden.