Đồ chơi chim uống nước tạo ra điện có thể sử dụng được – Thế Giới Vật Lý

Đồ chơi chim uống nước tạo ra điện có thể sử dụng được – Thế Giới Vật Lý

Dấu thời gian: Ngày 24 tháng 2024 năm 10 57:XNUMX sáng

<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: Dụng cụ/Ngô Chính Tần et al.) ”>
Chim Diếp
Thiết bị Dippy: máy phát điện của nhóm có thể cung cấp năng lượng cho 20 màn hình LCD. (Lịch sự: Dụng cụ/Ngô Chính Tần et al.)

Trước khi chúng tôi có Instagram và Tik Tok để giải trí, chúng tôi có một loạt đồ chơi để bàn kỳ quặc thu hút trí tưởng tượng của chúng tôi. Một số trong số này thậm chí còn thể hiện các nguyên lý vật lý – bao gồm cả cái nôi của Newton với những quả cầu lơ lửng kêu lạch cạch tới lui.

Đối với tôi, điều bí ẩn nhất trong những món đồ chơi này chính là chú chim uống rượu. Thường được gọi là chim dippy, nó xoay quanh một trục, liên tục nhúng mỏ vào và ra khỏi thùng chứa chất lỏng mà không có nguồn năng lượng rõ ràng.

Thay vì là một cỗ máy chuyển động vĩnh viễn, dippy bird là một động cơ nhiệt. Nó bao gồm hai bóng đèn thủy tinh có kích thước khác nhau được nối với nhau bằng một ống thủy tinh. Ống được gắn vào trục để có cấu hình giống quả tạ có thể xoay. Một “mỏ” làm bằng vật liệu thấm nước như nỉ được gắn vào củ nhỏ hơn tạo thành đầu chim.

Giảm áp suất

Bên trong cơ thể chim chứa một phần chất lỏng dễ bay hơi như methylene chloride. Nếu nhúng mỏ vào cốc nước rồi lấy ra, sự bay hơi sẽ làm cho bầu phía trên nguội đi, khiến một phần hơi trong đó ngưng tụ và áp suất giảm xuống.

Sự không phù hợp về áp suất này sẽ khiến một số chất lỏng từ bầu dưới chảy lên bầu trên. Con chim nặng nhất bây giờ sẽ lao xuống, thò mỏ xuống nước và bắt đầu lại quá trình.

Vì vậy, có rất nhiều niềm vui nhàn rỗi khi ngắm nhìn con chim uống nước – nhưng làm thế nào hiệu ứng đó có thể được sử dụng để tạo ra điện?

Công dụng thực tế

Khi làm nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Đại học Bách khoa Hồng Kông, Hao Wu đang cố gắng tăng điện áp được tạo ra bởi một máy phát năng lượng bay hơi. Cô nghĩ đến con chim dippy và nhận ra rằng nó có thể có những ứng dụng thực tế ngoài việc chứng minh nhiệt động lực học.

Hiện là giáo sư tại Đại học Công nghệ Nam Trung Quốc, Wu và các đồng nghiệp của cô đã bắt đầu với một món đồ chơi chim dippy thương mại mà họ đã sửa đổi bằng cách bổ sung thêm hai mô-đun máy phát điện nano điện ma sát. Chúng tạo ra năng lượng từ sự truyền điện tích giữa hai bề mặt di chuyển qua nhau. Trong trường hợp này, các bề mặt được cố định vào chim quay và giá đỡ cố định.

Thách thức lớn đối với các nhà nghiên cứu là giảm thiểu ma sát ở bề mặt tiếp xúc trong khi vẫn tạo ra điện. Khi họ làm đúng, con chim dippy của họ đã đạt được điện áp đầu ra vượt quá 100 V và có thể cung cấp năng lượng cho 20 màn hình tinh thể lỏng.

Nhóm hiện đang khám phá các ứng dụng thực tế cho thiết bị dippy của họ. Bạn có thể đọc thêm về nghiên cứu trong một bài báo truy cập mở ở Dụng cụ.

Dấu thời gian:

Thêm từ Thế giới vật lý