Pijąca zabawka-ptaszek generuje użyteczną energię elektryczną – Świat Fizyki

<a href="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/drinking-bird-toy-generates-usable-electricity-physics-world-2.jpg" data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/drinking-bird-toy-generates-usable-electricity-physics-world-2.jpg" data-caption="Dippy device: the team’s generator could power 20 LCDs. (Courtesy: Urządzenie/Wu Zheng Qin i in.)”>

Zanim to zrobiliśmy Instagram i TIK Tok aby nas rozbawić, mieliśmy szereg dziwacznych zabawek na biurko, które pobudziły naszą wyobraźnię. Niektóre z nich demonstrowały nawet zasady fizyczne – w tym kołyska Newtona z zawieszonymi kulami, które stukały tam i z powrotem.

Dla mnie najbardziej tajemniczą z tych zabawek jest pijący ptak. Często nazywany ptakiem zanurzonym, obraca się wokół osi, stale zanurzając dziób w pojemniku z płynem i wysuwając go z pojemnika z płynem bez oczywistego źródła mocy.

Zamiast być maszyną perpetuum mobile, ptak Dippy jest silnikiem cieplnym. Składa się z dwóch szklanych baniek o różnych rozmiarach, połączonych szklaną rurką. Rura jest przymocowana do osi, dzięki czemu konfiguracja przypominająca hantle może się obracać. „Dziób” wykonany z materiału pochłaniającego, takiego jak filc, jest przymocowany do mniejszej główki, która tworzy głowę ptaka.

Spadek ciśnienia

Wnętrze ptaka jest częściowo wypełnione cieczą o dużej lotności, taką jak chlorek metylenu. Jeśli dziób zostanie zanurzony w szklance wody, a następnie wyjęty, parowanie spowoduje ochłodzenie górnej bańki, powodując skroplenie części zawartej w niej pary i spadek ciśnienia.

To niedopasowanie ciśnienia spowoduje, że część cieczy z dolnej bańki przepłynie do górnej bańki. Najcięższy ptak zanurzy się w dół, włoży dziób do wody i rozpocznie proces od nowa.

Zatem mnóstwo próżnej zabawy z obserwowaniem ptaka, który pije – ale w jaki sposób można wykorzystać ten efekt do wytworzenia energii elektrycznej?

Praktyczne użycie

Pracując jako postdoc na Politechnice w Hongkongu, Hao Wu próbował zwiększyć napięcie wytwarzane przez generator energii parowania. Pomyślała o ptaku Dippy i zdała sobie sprawę, że może on mieć praktyczne zastosowania wykraczające poza demonstrowanie termodynamiki.

Obecnie Wu i jej współpracownicy, profesor na Politechnice Południowochińskiej, zaczęli od komercyjnej zabawki-ptaszka, którą zmodyfikowali, dodając dwa tryboelektryczne moduły nanogeneratorów. Wytwarzają one energię w wyniku przeniesienia ładunku elektrycznego pomiędzy dwiema powierzchniami, które poruszają się po sobie. W tym przypadku powierzchnie zostały przymocowane do ptaka obrotowego i stojaka stacjonarnego.

Dużym wyzwaniem dla badaczy było zminimalizowanie tarcia na styku przy jednoczesnym wytwarzaniu energii elektrycznej. Kiedy im się to udało, ich dippy bird osiągnął napięcie wyjściowe przekraczające 100 V i mógł zasilić 20 wyświetlaczy ciekłokrystalicznych.

Zespół bada obecnie praktyczne zastosowania swojego urządzenia zanurzeniowego. Więcej o badaniach można przeczytać w artykule o otwartym dostępie zamieszczonym w: Urządzenie.

• Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
• PlatoData.Network Pionowe generatywne AI. Wzmocnij się. Dostęp tutaj.
• PlatoAiStream. Inteligencja Web3. Wiedza wzmocniona. Dostęp tutaj.
• PlatonESG. Węgiel Czysta technologia, Energia, Środowisko, Słoneczny, Gospodarowanie odpadami. Dostęp tutaj.
• Platon Zdrowie. Inteligencja w zakresie biotechnologii i badań klinicznych. Dostęp tutaj.
• Źródło: https://physicsworld.com/a/drinking-bird-toy-generates-usable-electricity/