Drinking Bird Trinkvogel

Endlich einmal ein pflegeleichtes Haustier! Schon Einstein mochte den Trinkvogel angeblich! A Pet without any problems! ENGLISH TEXT LOOK BOTTOM Ein Trinkvogel (auch bekannt als "Wippvogel") ist ein physikalisches Spielzeug. Er ist in der Regel als Hohlkörper aus Glas konstruiert, bestehend aus einem Hals, der oben in einen Kopf mit Schnabel übergeht, und unten in einen (abgeschlossenen) Bauch hineinragt, welcher mit Flüssigkeit (meist Ether) gefüllt ist. Innerhalb des Vogels befindet sich keine Luft, sondern nur der Äther als Flüssigkeit und als Gas. Der Vogel liegt auf einem Gestell und kann um eine Drehachse oberhalb des Bauches nach vorne kippen. Kippt er weit genug nach vorne, so ragt sein Schnabel in ein vor ihm stehendes Wasserglas. Der Schwerpunkt liegt zunächst unter der Drehachse, so dass sich der Vogel wieder aufrichtet. Das Wasser auf dem feuchten Schnabel verdunstet und entzieht dem Gas im Kopf Wärme, so dass dort der Äther kondensiert und der Druck sinkt. Gleichzeitig wird der Bauch auf Umgebungstemperatur aufgewärmt, so dass dort Äther verdunstet und sich der Druck erhöht. Die Flüssigkeitssäule im Hals steigt an, und mit ihr steigt der Schwerpunkt. Der Vogel kippt nach vorne ins Wasserglas: Der Schnabel wird erneut befeuchtet und der Hals ragt nicht mehr in die Flüssigkeit. Deshalb steigt eine Gasblase vom Bauch in den Kopf, die Flüssigkeit im Hals und der Schwerpunkt sinken, der Vogel richtet sich auf. Der Prozess beginnt von vorn. (Wikipedia) The drinking bird is basically a heat engine that exploits a temperature differential to convert heat energy to kinetic energy and perform mechanical work. Like all heat engines, the drinking bird works through a thermodynamic cycle. The initial state of the system is a bird with a wet head oriented vertically with an initial oscillation on its pivot. The cycle operates as follows: The water evaporates from the head (Maxwell-Boltzmann distribution) Evaporation lowers the temperature of the glass head (heat of vaporization) The temperature drop causes some of the dichloromethane vapor in the head to condense The lower temperature and condensation together cause the pressure to drop in the head (ideal gas law) The pressure differential between the head and base causes the liquid to be pushed up from the base. As liquid flows into the head, the bird becomes top heavy and tips over during its oscillations. When the bird tips over, the bottom end of the neck tube rises above the surface of the liquid. A bubble of vapor rises up the tube through this gap, displacing liquid as it goes Liquid flows back to the bottom bulb, and vapor pressure equalizes between the top and bottom bulbs The weight of the liquid in the bottom bulb restores the bird to its vertical position If a glass of water is placed so that the beak dips into it on its descent, the bird will continue to absorb water and the cycle will continue as long as there is enough water in the glass to keep the head wet. However, the bird will continue to dip even without a source of water, as long as the head is wet, or as long as a temperature differential is maintained between the head and body. This differential can be generated without evaporative cooling in the head -- for instance, a heat source directed at the bottom bulb will create a pressure differential between top and bottom that will drive the engine. The ultimate source of energy is a heat differential in the surrounding environment -- the toy is not a perpetual motion machine. A recent analysis [1] showed that the evaporative heat flux driving a small bird was about 0.5 W, whereas the mechanical power expressed in its motion was about 50 microwatts, or a total system efficiency of about 0.01%. More practically, about 1 microwatt can be extracted from the bird, either with a coil/magnet or a ratchet used to winch paperclips

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YouTube | February 29, 2008

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