ของเล่นนกดื่มสร้างไฟฟ้าใช้สอย – Physics World

<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: อุปกรณ์/อู๋เจิ้งฉิน เอตอัล)”>

ก่อนที่เราจะมี Instagram และ TikTok เพื่อให้เราสนุกสนาน เรามีของเล่นเดสก์ท็อปสุดแปลกที่กระตุ้นจินตนาการของเรา สิ่งเหล่านี้บางส่วนแสดงให้เห็นถึงหลักการทางกายภาพ รวมถึงเปลของนิวตันที่มีทรงกลมแขวนซึ่งส่งเสียงดังเอี๊ยดไปมา

สำหรับฉัน ของเล่นที่ลึกลับที่สุดคือนกดื่ม มักเรียกกันว่านกดิปปี้ โดยจะหมุนรอบเพลา โดยจุ่มจะงอยปากเข้าและออกจากภาชนะบรรจุของเหลวอย่างต่อเนื่องโดยไม่มีแหล่งพลังงานที่ชัดเจน

แทนที่จะเป็นเครื่องจักรที่เคลื่อนที่ตลอดเวลา นกดิปปี้เบิร์ดกลับกลายเป็นเครื่องจักรความร้อน ประกอบด้วยหลอดแก้วสองหลอดที่มีขนาดต่างกันซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยหลอดแก้ว ท่อติดอยู่กับแกนเพื่อให้โครงคล้ายดัมเบลล์สามารถหมุนได้ “จะงอยปาก” ที่ทำจากวัสดุดูดซับ เช่น ผ้าสักหลาดติดอยู่กับหัวนกขนาดเล็กซึ่งประกอบเป็นหัวของนก

ความดันลดลง

ภายในตัวนกเต็มไปด้วยของเหลวที่มีความผันผวนสูง เช่น เมทิลีนคลอไรด์ หากจุ่มจะงอยปากลงในแก้วน้ำแล้วเอาออก การระเหยจะทำให้กระเปาะด้านบนเย็นลง ทำให้ไอบางส่วนในนั้นควบแน่นและความดันลดลง

แรงดันที่ไม่ตรงกันนี้จะทำให้ของเหลวบางส่วนจากกระเปาะด้านล่างไหลขึ้นไปยังกระเปาะด้านบน นกที่มีน้ำหนักตัวสูงสุดในตอนนี้จะจุ่มตัวลง โดยจะงอยปากลงไปในน้ำและเริ่มกระบวนการใหม่อีกครั้ง

ดังนั้น การดูนกดื่มก็สนุกสนานมาก แต่จะใช้เอฟเฟกต์นี้เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าได้อย่างไร

ใช้งานได้จริง

เมื่อทำงานเป็น postdoc ที่มหาวิทยาลัยโพลีเทคนิคฮ่องกง Hao Wu พยายามเพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากเครื่องกำเนิดพลังงานการระเหย เธอนึกถึงนกดิปปี้และตระหนักว่ามันสามารถนำไปใช้ได้จริงนอกเหนือจากการสาธิตอุณหพลศาสตร์

ปัจจุบันเป็นศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีเซาท์ไชน่า Wu และเพื่อนร่วมงานของเธอเริ่มต้นด้วยของเล่นนกดิปปี้เชิงพาณิชย์ ซึ่งพวกเขาดัดแปลงโดยเพิ่มโมดูลเครื่องกำเนิดนาโนไทรโบอิเล็กทริกสองตัว สิ่งเหล่านี้สร้างพลังงานจากการถ่ายโอนประจุไฟฟ้าระหว่างพื้นผิวสองแห่งที่เคลื่อนที่ข้ามกัน ในกรณีนี้พื้นผิวจะถูกจับจ้องไปที่นกที่หมุนได้และขาตั้งที่อยู่กับที่

ความท้าทายใหญ่สำหรับนักวิจัยคือการลดแรงเสียดทานที่อินเทอร์เฟซในขณะที่ยังคงผลิตกระแสไฟฟ้าได้ เมื่อพวกเขาทำถูกต้อง นกดิปปี้ของพวกมันได้รับแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุตเกิน 100 V และสามารถจ่ายไฟให้กับจอแสดงผลคริสตัลเหลวได้ 20 จอ

ขณะนี้ทีมงานกำลังสำรวจการใช้งานจริงสำหรับอุปกรณ์ดิปปี้ของพวกเขา คุณสามารถอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการวิจัยได้ในเอกสารการเข้าถึงแบบเปิดใน อุปกรณ์.

• เนื้อหาที่ขับเคลื่อนด้วย SEO และการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์ รับการขยายวันนี้
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai เพิ่มพลังให้กับตัวเอง เข้าถึงได้ที่นี่.
• เพลโตไอสตรีม. Web3 อัจฉริยะ ขยายความรู้ เข้าถึงได้ที่นี่.
• เพลโตESG. คาร์บอน, คลีนเทค, พลังงาน, สิ่งแวดล้อม แสงอาทิตย์, การจัดการของเสีย. เข้าถึงได้ที่นี่.
• เพลโตสุขภาพ เทคโนโลยีชีวภาพและข่าวกรองการทดลองทางคลินิก เข้าถึงได้ที่นี่.
• ที่มา: https://physicsworld.com/a/drinking-bird-toy-generates-usable-electricity/