Wie das Trinkvogel-Wissenschaftsspielzeug funktioniert

Der trinkende Vogel oder der sippy Vogel ist ein populäres Wissenschaftsspielzeug, das einen Glasvogel kennzeichnet, der wiederholt seinen Schnabel in das Wasser eintaucht. Hier ist die Erklärung, wie dieses Wissenschaftsspielzeug funktioniert.

Was ist ein Trinkvogel??

Je nachdem, wo Sie leben, können Sie dieses Spielzeug sehen, das als Trinkvogel, Schluckvogel, Springvogel, Springvogel oder unersättlicher Vogel bezeichnet wird. Die früheste Version des Geräts scheint zwischen 1910 und 1930 in China hergestellt worden zu sein. Alle Versionen des Spielzeugs basieren auf einer Wärmekraftmaschine, um zu funktionieren. Die Verdunstung einer Flüssigkeit aus dem Vogelschnabel senkt die Temperatur des Kopfes des Spielzeugs. Durch die Temperaturänderung entsteht ein Druckunterschied im Körper des Vogels, der mechanische Arbeit leistet (Kopf eintauchen). Ein Vogel, der seinen Kopf in Wasser taucht, taucht oder wippt weiter, solange Wasser vorhanden ist. Tatsächlich arbeitet der Vogel so lange, wie sein Schnabel feucht ist, sodass das Spielzeug auch dann noch funktioniert, wenn es aus dem Wasser genommen wird.

Ist der trinkende Vogel eine Perpetuum Mobile Maschine??

Manchmal wird der trinkende Vogel als Perpetuum Mobile bezeichnet, aber es gibt keine Perpetuum Mobile, die gegen die Gesetze der Thermodynamik verstoßen würde. Der Vogel arbeitet nur so lange, wie Wasser aus seinem Schnabel verdunstet, was zu einer Energieänderung im System führt.

Was ist in einem Trinkvogel?

Der Vogel besteht aus zwei Glaskolben (Kopf und Körper), die durch ein Glasrohr (Hals) verbunden sind. Die Röhre erstreckt sich fast bis zur Basis in den unteren Kolben hinein, aber die Röhre erstreckt sich nicht in den oberen Kolben hinein. Die Flüssigkeit im Vogel ist normalerweise farbiges Dichlormethan (Methylenchlorid), obwohl ältere Versionen des Geräts möglicherweise Trichlormonofluormethan enthalten (wird bei modernen Vögeln nicht verwendet, da es sich um FCKW handelt)..

Bei der Herstellung des Trinkvogels wird die Luft im Kolben entfernt, sodass sich der Körper mit Flüssigkeitsdampf füllt. Die "Kopf" Birne hat einen Schnabel, der mit Filz oder einem ähnlichen Material bedeckt ist. Der Filz ist wichtig für die Funktion des Gerätes. Dekorationsgegenstände wie Augen, Federn oder ein Hut können dem Vogel hinzugefügt werden. Der Vogel ist so eingestellt, dass er sich an einem verstellbaren Querstück dreht, das am Halsrohr befestigt ist.

Bildungswert

Der Trinkvogel dient zur Veranschaulichung vieler Prinzipien in Chemie und Physik:

• Kochen und Kondensation [Dichlormethan hat einen niedrigen Siedepunkt von 39,6 ° C (103,28 ° F)]
• kombiniertes Gasgesetz (das proportionale Verhältnis zwischen Druck und Temperatur eines Gases in einem konstanten Volumen)
• ideales Gasgesetz (das proportionale Verhältnis zwischen der Anzahl der Partikel eines Gases und dem Druck in einem konstanten Volumen)
• Drehmoment
• das Zentrum der Masse
• Kapillarwirkung (Einleiten von Wasser in den Filz)
• Feuchtkugeltemperatur (Temperaturunterschied zwischen Kopf- und Körperkugel hängt von der relativen Luftfeuchtigkeit ab)
• die Maxwell-Boltzmann-Distribution
• Verdampfungswärme / Kondensationswärme
• Funktionsweise einer Wärmekraftmaschine

Sicherheit

Der versiegelte Trinkvogel ist absolut sicher, aber die Flüssigkeit im Spielzeug ist nicht ungiftig. Ältere Vögel wurden mit einer brennbaren Flüssigkeit gefüllt. Das Dichlormethan in der modernen Version ist nicht brennbar, aber wenn der Vogel bricht, ist es am besten, die Flüssigkeit zu vermeiden. Kontakt mit Dichlormethan kann zu Hautreizungen führen. Einatmen oder Verschlucken sollte vermieden werden, da die Chemikalie ein Mutagen, Teratogen und möglicherweise ein Karzinogen ist. Der Dampf verdunstet schnell und verteilt sich. Der beste Weg, mit einem zerbrochenen Spielzeug umzugehen, besteht darin, den Bereich zu belüften und die Flüssigkeit zu verteilen.