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Comment fonctionne le jouet Science Drink Bird

Comment fonctionne le jouet Science Drink Bird

L'oiseau qui boit est un jouet scientifique populaire mettant en vedette un oiseau en verre qui plonge son bec à plusieurs reprises dans l'eau. Voici l'explication du fonctionnement de ce jouet scientifique.

Qu'est-ce qu'un oiseau potable?

Selon l'endroit où vous habitez, vous pouvez voir ce jouet appelé oiseau buveur, oiseau qui sirote, oiseau sippy, oiseau mouche ou oiseau insatiable. La version la plus ancienne de l'appareil semble avoir été produite en Chine vers 1910-1930. Toutes les versions du jouet sont basées sur un moteur thermique afin de fonctionner. L'évaporation d'un liquide du bec de l'oiseau abaisse la température de la tête du jouet. Le changement de température crée une différence de pression à l'intérieur du corps de l'oiseau, ce qui l'oblige à effectuer un travail mécanique (plonge sa tête). Un oiseau qui plonge sa tête dans l'eau continuera à plonger ou à tanguer tant que de l'eau sera présente. En fait, l'oiseau travaille tant que son bec est humide, le jouet continue donc de fonctionner pendant un certain temps, même s'il est retiré de l'eau.

L'oiseau qui boit est-il une machine à mouvement perpétuel?

Parfois, l’oiseau qui boit est appelé une machine à mouvement perpétuel, mais il n’existe pas de mouvement perpétuel qui violerait les lois de la thermodynamique. L'oiseau ne fonctionne que tant que l'eau s'évapore de son bec, produisant un changement d'énergie dans le système.

Qu'est-ce que l'intérieur d'un oiseau qui boit?

L'oiseau est constitué de deux ampoules de verre (tête et corps) reliées par un tube de verre (cou). Le tube se prolonge dans l'ampoule inférieure presque jusqu'à sa base, mais ne se prolonge pas dans l'ampoule supérieure. Le fluide présent dans l'oiseau est généralement du dichlorométhane coloré (chlorure de méthylène), bien que les versions plus anciennes de l'appareil puissent contenir du trichloromonofluorométhane (non utilisé chez les oiseaux modernes car il s'agit d'un CFC).

Lorsque l'oiseau qui boit est fabriqué, l'air à l'intérieur du bulbe est éliminé afin que le corps se remplisse de vapeur de liquide. L'ampoule "tête" a un bec qui est recouvert de feutre ou d'un matériau similaire. Le feutre est important pour le fonctionnement de l'appareil. Des objets décoratifs, tels que des yeux, des plumes ou un chapeau peuvent être ajoutés à l'oiseau. L'oiseau est réglé pour pivoter sur une traverse ajustable fixée au tube de la nuque.

Valeur pédagogique

L'oiseau qui boit est utilisé pour illustrer de nombreux principes de la chimie et de la physique:

  • le dichlorométhane en ébullition et en condensation a un point d'ébullition bas de 39,6 ° C (103,28 ° F)
  • loi des gaz combinés (relation proportionnelle entre la pression et la température d'un gaz dans un volume constant)
  • loi des gaz parfaits (relation proportionnelle entre le nombre de particules d'un gaz et la pression dans un volume constant)
  • couple
  • le centre de masse
  • action capillaire (pénétration d'eau dans le feutre)
  • température humide (la différence de température entre la tête et le corps dépend de l'humidité relative de l'air)
  • la distribution Maxwell-Boltzmann
  • chaleur de vaporisation / chaleur de condensation
  • fonctionnement d'un moteur thermique

Sécurité

L'oiseau à boire scellé est parfaitement sûr, mais le liquide à l'intérieur du jouet n'est pas non toxique. Les oiseaux plus âgés étaient remplis d'un liquide inflammable. Le dichlorométhane dans la version moderne n'est pas inflammable, mais si l'oiseau se casse, il est préférable d'éviter le liquide. Le contact avec le dichlorométhane peut provoquer une irritation de la peau. Il faut éviter toute inhalation ou ingestion, car le produit chimique est un mutagène, un tératogène et éventuellement un cancérogène. La vapeur s'évapore et se disperse rapidement. La meilleure façon de traiter un jouet cassé est donc de ventiler la zone et de permettre au fluide de se disperser.