„Pijící ptáček“ (Drinking bird) je běžná hračka s retro příchutí. Komu by se nelíbilo sledovat skleněného pracanta, jak pije znovu a znovu? Pijící ptáček vypadá prostince, ale ve skutečnosti je to fascinující demonstrace celé řady fyzikálních a chemických principů zároveň, počínaje chováním dichlormetanu, až po teplotu vlhkého teploměru.
Jak pijící ptáček pracuje? Jeho vakuově uzavřené tělo tvoří dvě skleněné baňky spojené skleněnou trubicí. Jedna baňka představuje hlavu, druhá tělo. Hlavová baňka má zobák a je pokryta savou tkaninou, zatímco tělová baňka je holá. Ptáček se pohybuje na fixovaných plastových nožkách. Je naplněný zmíněným dichlormetanem, který je z části v kapalném a z části v plynném skupenství. Před ptáčka je nutné postavit nádobu s vodou tak, aby do ní dosáhl zobákem.
Uživatel spustí ptáčka tím, že pohne hlavou ptáčka tak, aby se jeho zobák namočil ve vodě. Pak se rozpoutá balancovaná souhra teplot, tlaku, vypařování a kondenzace, která uvede ptáčka do pohybu. Ptáček vypadá jako „perpetuum mobile,“ čili věčně se pohybují stroj, překračující zákony fyziky. Ve skutečnosti jde ale o fyzikálních zákonů dbalý tepelný stroj, který těží z teplotního gradientu a prochází termodynamickým cyklem.
Hao Wuová z South China University of Technology a její kolegové nedávno propojili pijícího ptáčka s triboelektrickým generátorem. Pohyb ptáčka v takovém systému vytváří elektrický proud. Říkají tomu Drinking-bird triboelectric hydrovoltaic generator (DB-THG). Systém pracoval v laboratorních podmínkách při pokojové teplotě 25 °C a relativní vlhkosti kolem 20 % po dobu 50 hodin, s pouhými 100 ml vody. Vyrobil proud o napětí až 100 V, kterým napájel kalkulačky, teplotní senzory a 20 propojených LCD displejů.
##seznam_reklama##
Vědci teď vyvíjejí zařízení, které bude mít speciálního „pijícího ptáčka“ na míru, což by mělo podstatně zvýšit výkon systému. Podle Wuové jejich generátor DB-THG nabízí možnost napájet osobní elektroniku v běžných podmínkách, přičemž k tomu potřebuje jen vodu. S kolegy je prý až překvapilo, jak pěkně to funguje.
Video: DB-THG powering 20 LCDs (Credit: Device, Wu Zheng Qin et al)
Literatura