새 장난감을 마시면 사용 가능한 전기가 생성됩니다 – 물리학 세계

새 장난감을 마시면 사용 가능한 전기가 생성됩니다 – 물리학 세계

타임 스탬프 : 24 년 2024 월 10 일 오전 57시 XNUMX 분

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디피 버드
Dippy 장치: 팀의 발전기는 20개의 LCD에 전력을 공급할 수 있습니다. (예의: 장치/우 정 친 et al.)

전에 우리가 인스타그램 및 Tik의 톡 우리를 즐겁게 하기 위해 우리의 상상력을 사로잡는 기발한 데스크탑 장난감을 준비했습니다. 이들 중 일부는 앞뒤로 딸깍거리는 매달린 구체가 있는 뉴턴의 요람을 포함하여 물리적 원리를 보여주기도 했습니다.

나에게 있어서 이 장난감들 중 가장 신비로운 것은 물을 마시는 새이다. 흔히 디피새라고 불리는 이 새는 축을 중심으로 회전하며 뚜렷한 동력원 없이 부리를 액체 용기 안팎으로 계속 담그고 있습니다.

디피 버드는 영구 운동 기계가 아니라 열 엔진입니다. 이는 유리관으로 연결된 서로 다른 크기의 두 개의 유리 전구로 구성됩니다. 튜브가 축에 부착되어 있어 아령 모양의 구성이 회전할 수 있습니다. 펠트와 같은 흡수성 물질로 만들어진 “부리”는 새의 머리를 형성하는 작은 구근에 부착됩니다.

압력 강하

새의 내부는 염화메틸렌과 같이 휘발성이 높은 액체로 부분적으로 채워져 있습니다. 부리를 물컵에 담근 다음 제거하면 증발로 인해 위쪽 전구가 냉각되어 내부 증기의 일부가 응결되고 압력이 떨어집니다.

이러한 압력 불일치로 인해 아래쪽 전구의 일부 액체가 위쪽 전구로 흐릅니다. 이제 가장 위에 있는 무거운 새는 아래로 내려가 부리를 물에 담그고 이 과정을 다시 시작합니다.

그렇다면 새가 물을 마시는 것을 지켜보는 많은 재미가 있습니다. 하지만 그 효과를 전기를 생성하는 데 어떻게 사용할 수 있습니까?

실용적인 사용

Hao Wu는 Hong Kong Polytechnic University에서 박사후 연구원으로 일할 때 증발 에너지 발생기에서 생성된 전압을 높이려고 노력하고 있었습니다. 그녀는 작은 새에 대해 생각했고 그것이 열역학을 입증하는 것 이상의 실용적인 용도를 가질 수 있다는 것을 깨달았습니다.

현재 South China University of Technology의 교수인 Wu와 그녀의 동료들은 두 개의 마찰전기 나노발전기 모듈을 추가하여 수정한 상업용 디피 버드 장난감으로 시작했습니다. 이는 서로 교차하는 두 표면 사이의 전하 이동을 통해 에너지를 생성합니다. 이 경우 표면은 회전하는 새와 고정 스탠드에 고정되었습니다.

연구진의 가장 큰 과제는 인터페이스의 마찰을 최소화하면서 동시에 전기를 생성하는 것이었습니다. 그들이 제대로 해냈을 때, 그들의 디피 버드는 100V를 초과하는 출력 전압을 달성했고 20개의 액정 디스플레이에 전력을 공급할 수 있었습니다.

팀은 현재 디피 장치의 실제 응용 프로그램을 탐색하고 있습니다. 오픈 액세스 논문에서 연구에 대한 자세한 내용을 읽을 수 있습니다. 장치.

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