Z144 - Pijący ptak

Kolorowa zabawka o wysokości ok. 19 cm i wyglądzie przypominającym ptaka w cylindrze z zabarwioną w tułowiu cieczą wydaje się poruszać wiecznie bez napędu. Doświadczenie to pozwala na demonstrację i przeanalizowanie takich zagadnień fizyki jak rozszerzalność termiczna, parowanie i skraplanie, ciśnienie hydrostatyczne, równowaga termodynamiczna, położenie środka ciężkości i równowaga.

Budowa/Opis techniczny
Najważniejszym elementem zestawu jest odpowiednio uformowana szklana rurka z dodatkowym zbiornikiem na dole oraz kulą-głową i dzióbkiem na górze. Zbiornik dolny zawiera zabarwioną, łatwo parującą ciecz (alkohol). Głowa wraz z dziobem pokryta jest materiałem chłonącym wodę. Na środku rurki szklanej znajduje się uchwyt, dzięki któremu szklana konstrukcja jest ułożyskowana na podstawce, uformowanej w kształt nóg zwierzęcia.

Działanie
Aby uruchomić zabawkę należy zwilżyć głowę ptaka wodą, na przykład zanurzając ją w kubku prawie pełnym wody (zwykły plastikowy, przezroczysty kubek jednorazowy sprawdza się znakomicie). Po namoczeniu głowy kubek można postawić przed ptakiem tak, aby po jego samoczynnym pochyleniu dziób zanurzył się w wodzie. Ze względów estetycznych najlepiej używać wody destylowanej zamiast wodociągowej (ta ostatnia pozostawia na materiale pokrywającym głowę ptaka osad).
Woda, parując z materiału na głowie ptaka, ochładza wnętrze górnej szklanej kuli powodując kurczenie się mieszaniny par i gazów. Tak powstałe podciśnienie wciąga ciecz z dolnego zbiornika do szklanej rurki, powodując zmianę położenia środka masy ptaka i jego coraz głębsze pochylanie się do przodu. W pewnej chwili rurka jest na tyle pochylona, że otwiera się jej dolny wylot (zamknięty do tej pory poziomem cieczy) i ciecz spływa, ptak wraca do pozycji pionowej i sytuacja się powtarza. Całe zjawisko trwa dopóki materiał na głowie ptaka jest mokry i woda z niego może odparowywać.
Zabawka ta może posłużyć jako przykład jednego z rzekomych perpetuum mobile II rodzaju – jest to silnik cieplny (do głowy ptaka można podpiąć sznurek i pozwolić wykonywać pracę) który zdaje się pracować za darmo. Oczywiście pełne wytłumaczenie jego działania rozwiewa wątpliwości i wskazuje źródło energii zasilające zabawkę.

Wykorzystanie zgodnie z podstawą programową
III etap edukacyjny, punkt 3., podpunkty 6) i 7).
IV etap edukacyjny, zakres rozszerzony, punkt 5., podpunkt 5).

Wygląd produktu na zdjęciu może odbiegać od wyglądu produktu w rzeczywistości.