Come funziona il giocattolo di scienza dell'uccello bevente

L'uccello bevente o uccello sippy è un popolare giocattolo scientifico che presenta un uccello di vetro che immerge ripetutamente il becco nell'acqua. Ecco la spiegazione di come funziona questo giocattolo scientifico.

Che cos'è un uccello bevente?

A seconda di dove vivi, potresti vedere questo giocattolo chiamato uccello bevente, uccello sorseggiante, uccello sippy, uccello dippy o birdie insaziabile. La prima versione del dispositivo sembra essere stata prodotta in Cina tra il 1910 e il 1930. Tutte le versioni del giocattolo sono basate su un motore termico per funzionare. L'evaporazione di un liquido dal becco dell'uccello abbassa la temperatura della testa del giocattolo. Il cambiamento di temperatura crea un differenziale di pressione all'interno del corpo dell'uccello, che gli fa eseguire un lavoro meccanico (immergere la testa). Un uccello che immerge la sua testa nell'acqua continuerà a immergersi o bobbare fino a quando l'acqua è presente. In effetti, l'uccello funziona fino a quando il becco è umido, quindi il giocattolo continua a funzionare per un arco di tempo anche se viene rimosso dall'acqua.

L'uccello bevente è una macchina a moto perpetuo??

A volte l'uccello bevente è chiamato una macchina a moto perpetuo, ma non esiste una cosa come il moto perpetuo, che violerebbe le leggi della termodinamica. L'uccello funziona solo finché l'acqua sta evaporando dal suo becco, producendo un cambiamento di energia nel sistema.

Cosa c'è dentro un uccello che beve?

L'uccello è costituito da due bulbi di vetro (testa e corpo) che sono collegati da un tubo di vetro (collo). Il tubo si estende nel bulbo inferiore quasi alla sua base, ma il tubo non si estende nel bulbo superiore. Il fluido nell'uccello di solito è diclorometano colorato (cloruro di metilene), sebbene le versioni precedenti del dispositivo possano contenere tricloromonofluorometano (non utilizzato negli uccelli moderni perché è un CFC).

Quando viene prodotto l'uccello bevente, l'aria all'interno del bulbo viene rimossa in modo che il corpo si riempia di vapore fluido. La lampadina "testa" ha un becco che è coperto di feltro o di un materiale simile. Il feltro è importante per il funzionamento del dispositivo. È possibile aggiungere all'uccello oggetti decorativi come occhi, piume o cappello. L'uccello è impostato per ruotare su una traversa regolabile fissata al tubo del collo.

Valore educativo

L'uccello bevente è usato per illustrare molti principi in chimica e fisica:

• ebollizione e condensa [il diclorometano ha un basso punto di ebollizione di 39,6 ° C (103,28 ° F)]
• legge del gas combinata (relazione proporzionale tra la pressione e la temperatura di un gas a volume costante)
• legge del gas ideale (la relazione proporzionale tra il numero di particelle di un gas e la pressione in un volume costante)
• momento torcente
• il centro di massa
• azione capillare (assorbimento di acqua nel feltro)
• temperatura del bulbo umido (la differenza di temperatura tra i bulbi della testa e del corpo dipende dall'umidità relativa dell'aria)
• la distribuzione Maxwell-Boltzmann
• calore di vaporizzazione / calore di condensa
• funzionamento di un motore termico

Sicurezza

L'uccello potabile sigillato è perfettamente sicuro, ma il fluido all'interno del giocattolo non è atossico. Gli uccelli più vecchi erano pieni di un fluido infiammabile. Il diclorometano nella versione moderna non è infiammabile, ma se l'uccello si rompe, è meglio evitare il liquido. Il contatto con diclorometano può causare irritazione alla pelle. Inalazione o ingestione dovrebbero essere evitate perché la sostanza chimica è un mutageno, teratogeno e possibilmente cancerogeno. Il vapore evapora e si disperde rapidamente, quindi il modo migliore per affrontare un giocattolo rotto è ventilare l'area e consentire al fluido di disperdersi.