"Питьевая утка"
Питьевая утка - это стандартный демонстрационный физический эксперимент, истоки которого восходят к Эйнштейну. Вы тоже встречали питьевую утку на уроках физики, но действительно ли вы понимали законы физики, лежащие в основе этого?
Экспериментальная установка пьющей птицы
- Если вы хотите провести эксперимент с питьевой уткой, вам в первую очередь понадобится полое стеклянное тело с шеей и животом, верхний конец становится утиной головой с клювом, а нижний конец горлышка стеклянной трубки спускается в живот выступает.
- Теперь в утке должна быть жидкость с особенно низкой температурой кипения. В большинстве случаев используется эфир, потому что органическая жидкость особенно хорошо выполняет требуемые свойства. Стеклянная горловина должна наконец выйти в эфир.
- Это особенно важно при попытке закрепить птицу на раме, позволяющей ей опрокинуться вперед. Для этого над утиным брюшком должна быть ось вращения, над которой со временем можно наклониться.
- Перед уткой ставится стакан с водой, птица касается воды клювом, если она наклоняется вперед достаточно далеко. Эта экспериментальная установка приводит к тому, что утка непрерывно кивает. Пока в стакане достаточно воды, птица никогда не перестанет кивать.
Физика питьевой утки
В питьевой утке происходит несколько процессов, сумма которых в конечном итоге приводит к тому, что птица становится чем-то вроде кивающего вечного двигателя.
Перевести ватт-часы в миллиампера
В физике такие единицы, как вольт,... используются для разных величин.
- Вы уже можете увидеть первый процесс невооруженным глазом. Так столб эфира поднимается в стеклянной шее утки. За этим стоит явление испарения. Эфир испаряется при комнатной температуре, и давление в животе утки повышается, так что эфир с течением времени продвигается все выше и выше в горло.
- Тот факт, что птица наконец начинает кивать, связан с последующим смещением фокуса. В исходном состоянии центр тяжести находится ниже оси вращения, но теперь он скользит вверх, и птица кивает вперед, пока не упадет в воду. Его клюв становится влажным или влажным, и снова происходит испарение.
- Испарения из клюва отводят тепло от стеклянной головы птицы. Это, в свою очередь, приводит к конденсации эфира именно в этой области, что, в свою очередь, вызывает повышение давления.
- Внизу стеклянная шейная трубка птицы уже вышла из эфира из-за наклона. Таким образом, возрастающее давление может быть скомпенсировано, поскольку труба открыта снизу. Теперь холодный эфир течет через шейную трубку в стеклянный живот утки, чтобы вернуться в исходное положение.
- Кивок продолжается описанным образом, очевидно, бесконечно, потому что он вызван теплом окружающей среды. Окружающее тепло используется в качестве энергии привода. Но дело в том, что питьевая утка - не настоящий вечный двигатель. Почему? Это можно проиллюстрировать попыткой подключения.
- Питьевая утка использует второй закон термодинамики для себя: он выигрывает у нее. энергия от увеличения энтропии, должно означать от увеличения объема фазового пространства, что приводит к испарению воды. Однако увеличение объема фазового пространства не безгранично. Если система закрыта, объем фазового пространства также ограничен, и качка скоро станет перестаньте кивать, потому что фазовое пространство больше не может увеличиваться и выработка энергии заканчивается приходит.
- Вы можете доказать этот факт, поставив над птицей колпак и стакан с водой. В этой закрытой комнате влажность со временем достигает значения 100 процентов, испарение прекращается, а вместе с ним и кивает питьевая утка. Если вы снова освободите птицу, она снова сможет кивать без проблем.
Насколько полезна для вас эта статья?
