Pasărea de băut este o jucărie care funcționează pe principiile unui motor termic și imită mișcările unei păsări care bea apă [1] .
Este format din două conuri de sticlă conectate printr-un tub de sticlă (gât de pasăre). Acest tub este atașat la balonul superior și este introdus în balonul inferior aproape până la capăt. Spațiul din interiorul păsării conține un lichid, de obicei colorat. În mod obișnuit, diclormetanul , cunoscut și sub denumirea de clorură de metilen sau clorură de metilen, este utilizat ca fluid de lucru al acestui motor termic . Brevetul lui Miles Sullivan sugerează utilizarea eterului , alcoolului , halonului sau cloroformului [2] .
În timpul producției, aerul este pompat din pasăre și umplut cu vaporii lichidului utilizat [2] . Conul de sus are un „cioc”, care, împreună cu capul de pasăre, este acoperit cu un material ca pâslă [3] . Pasărea este de obicei împodobită cu ochi de hârtie, o pălărie de plastic și una sau mai multe pene de coadă. Întreaga jucărie are capacitatea de a se roti pe o axă atașată la gât.
Deși este considerată o jucărie, pasărea de băut are potențiale pericole asociate cu sticla și lichidele volatile. Modelele timpurii erau adesea umplute cu substanțe inflamabile, deși versiunile ulterioare foloseau un lichid neinflamabil. Diclormetanul poate irita pielea la contact și plămânii la inhalarea vaporilor săi și este cancerigen.
Jucăria este un motor termic care utilizează diferența de temperatură pentru a efectua lucrări mecanice. Ca toate motoarele termice, pasărea de băut funcționează pe un ciclu termodinamic.
Starea inițială a sistemului este o pasăre cu capul umed situat vertical. Apoi jucăria trece prin următoarele etape: [4]
Dacă paharul cu apă este așezat astfel încât ciocul să se scufunde în el atunci când capul este coborât, atunci capul păsării va rămâne ud, iar ciclul va continua până când va fi suficientă apă în pahar pentru a menține capul umed. Cu toate acestea, pasărea va continua să coboare chiar și fără sursă de apă, atâta timp cât capul este ud, sau atâta timp cât se menține diferența de temperatură dintre cap și coadă. Această diferență poate fi creată, de exemplu, prin furnizarea de căldură la conul inferior. Diferența de temperatură va crea o diferență de presiune între partea de sus și de jos a păsării, care va conduce pasărea.
Sursa de energie este gradientul de temperatură dintre capul și coada păsării, deci nu este o adevărată mașină cu mișcare perpetuă , ci este cel mai simplu motor termic care funcționează datorită tranziției de fază a fluidului de lucru. Frigiderul acestui motor termic este conul de sus acoperit cu pâslă, răcit prin evaporarea apei și stilizat ca un cap de pasăre, iar încălzitorul este conul inferior, de care se lipesc de obicei pene.
S-a propus o „pasăre de băut de al doilea fel” [5] care, la fel ca pasărea de băut inițială, va funcționa fără diferență de temperatură. Utilizează o combinație de acțiune capilară , diferența de greutate dintre partea de sus și de jos și evaporarea apei pentru a alimenta jucăria.
O astfel de pasăre funcționează în felul următor: este echilibrată astfel încât în poziția inițială capul cu ciocul să fie coborât. Pasarea este asezata langa o sursa de apa, care aduce ciocul in contact cu apa. Apa se ridică în cioc prin acțiune capilară (autorii au folosit un burete triunghiular) și intră sub axa de rotație a păsării. Când suficientă apă a fost absorbită de dispozitiv, coada grea face ca pasărea să se răstoarne mai întâi peste cap. Prin cioc, scos din apă, se evaporă, coada devine mai ușoară și capul coboară din nou.
Pasărea de băut folosește mai multe legi și fenomene fizice, precum și mai multe substanțe chimice, ceea ce îi permite să fie folosită în studiul chimiei și fizicii :
În 1881, Israel Landis a primit un brevet pentru un motor oscilator similar [6] .
În 1882, frații Iske au primit un brevet pentru un motor similar [7] . Spre deosebire de pasărea de băut, rezervorul de jos a fost încălzit, în timp ce rezervorul de sus a fost pur și simplu răcit de aerul din jur. Principiul de funcționare rămâne același. Frații Iske au primit diverse brevete în acest timp pentru motoare similare cunoscute acum sub numele de roată Minto .
Jucăria chineză cu pasăre de băut , datând de la începutul secolului al XX-lea, numită „pasărea nesățioasă”, este descrisă de popularizatorul sovietic al fizicii și matematicii Yakov Perelman în cartea „Fizica distractivă” [1] . El explică mecanismul de acțiune al jucăriei în acest fel: „Pe măsură ce temperatura din tubul de direcție devine mai scăzută decât temperatura rezervorului de coadă, aceasta duce la o scădere a presiunii vaporilor de saturație în tubul de direcție ...” [ 1] .
Albert Einstein și soția sa Elsa, care au ajuns la Shanghai în 1922, au fost fascinați de „pasărea nesățioasă” [8] .
Arthur Hillery a primit un brevet în 1945. El a sugerat utilizarea acetonei ca lichid [3] .
În 1946 a fost brevetat de Miles Sullivan [2] .
Israel Landis 1881
Frații Iske 1882
Arthur M. Hillery, 1944
Miles Sullivan 1945 [2]
Pasărea de băut era adesea folosită pentru a apăsa butoanele automat. În filmul din 1979, Alien , această pasăre era pe masa la care a luat masa echipa Nostromo ( ing. USCSS The Nostromo). În episodul The Simpsons King-Size Homer , Homer a folosit o pasăre de băut pentru a apăsa în mod repetat o tastă de pe tastatura computerului. Herb Powell i-a arătat-o și lui Homer ca parte a unei demonstrații a invenției în episodul „ Frate, împrumută un ban ”. Două păsări au fost folosite în filmul din 1990 Man of Darkness pentru a bloca un dispozitiv exploziv. Păsări care beau au apărut ca parte a mașinii lui Goldberg în Marea aventură a lui Pee-wee și în episodul Family Guy „ 8 Reguli simple pentru cumpărarea fiicei mele adolescente ”. În desenul animat „Megamind” (2010), personajul principal este în dialog cu o pasăre care bea.
Păsările care beau au fost prezentate ca elemente ale intrigii în desenul animat Merrie Melodies din 1951 Putty Tat Trouble și în thrillerul științifico-fantastic Power din 1968 . De asemenea, au făcut apariții cameo minore în mai multe filme și emisiuni de televiziune.
Printre jocurile video, pasărea de băut a apărut ca un „dragon dunkin” în Quest for Glory I: So You Want to Be a Hero (1989), Gremlin Interactive Normality (1996) de la Sierra Entertainment . În jocul Quantum Conundrum (2012), o pasăre de băut este folosită ca temporizator pentru apăsarea butoanelor. De asemenea, în prima parte a jocului Deponia , pasărea de băut este folosită de personajul principal pentru a apăsa în mod repetat butonul pentru a suna secretara.