„Pitná kačica“

Experimentálne usporiadanie pitného vtáka

• Ak chcete vykonať experiment s pitnou kačicou, potrebujete predovšetkým sklenené duté telo s krkom a bruchom, z horného konca sa stáva kačacia hlava so zobákom, zatiaľ čo spodný koniec hrdla sklenenej trubice klesá do brucha vyčnieva.
• V bruchu kačice musí byť teraz tekutina, ktorá má obzvlášť nízky bod varu. Vo väčšine prípadov sa používa éter, pretože organická kvapalina obzvlášť dobre plní požadované vlastnosti. Sklenená trubica hrdla by mala konečne zasahovať do éteru.
• Je to obzvlášť dôležité pre pokus zaistiť vtáka na ráme, ktorý mu umožňuje prevrátiť sa dopredu. Na to musí byť nad kačacím bruchom os otáčania, nad ktorou sa môže telo nakoniec nakloniť.
• Pred kačicu je položený pohár vody, vták sa dotkne vody zobákom, ak sa nakloní dostatočne dopredu. Toto testovacie usporiadanie vedie k tomu, že kačica neustále prikyvuje. Pokiaľ je v pohári dostatok vody, vták nikdy neprestane prikyvovať.
  instagram viewer

Fyzika za pitnou kačkou

V pitnej kačke prebieha niekoľko procesov, ktorých súčet nakoniec vedie k tomu, že sa vták stane akýmsi prikyvujúcim strojom na večný pohyb.

1. Prvý proces už môžete vidieť voľným okom. Éterový stĺpček teda stúpa v sklenenom hrdle kačky. Fenoménom je odparovanie. Éter sa pri izbovej teplote odparí a tlak v brušku kačice stúpa, takže éter je po čase tlačený do hrdla stále vyššie.
2. Skutočnosť, že vták konečne začne prikyvovať, súvisí s následným posunom zaostrenia. V počiatočnom stave je ťažisko pod osou otáčania, ale teraz skĺzne nahor a vták prikyvuje dopredu, kým nenarazí na vodu. Jeho zobák sa stáva vlhkým až mokrým a opäť dochádza k javu vyparovania.
3. Odparovanie zo zobáka odvádza teplo zo sklenenej vtáčej hlavy. To zase vedie ku kondenzácii éteru presne v tejto oblasti, čo zase spôsobuje nárast tlaku.
4. V spodnej časti sa sklenená trubica vtáčieho krku už kvôli klopnému pohybu vysunula z éteru. Rastúci tlak je preto možné kompenzovať, pretože rúrka je v spodnej časti otvorená. Studený éter teraz prúdi krčnou trubicou do skleneného brucha kačice, aby sa vrátil do pôvodnej polohy.

• Prikyvovanie pokračuje opísaným spôsobom, zrejme na neurčito, pretože ho poháňa teplo prostredia. Teplo okolia sa používa ako energia pohonu. Faktom však je, že kačica na pitie nie je skutočný stroj na večný pohyb. Prečo? To možno ilustrovať pokusom o pripojenie.
• Pitná kačica sama používa termodynamický druhý zákon: Víťazí u nej energie zo zvyšujúcej sa entropie, by malo znamenať zo zväčšujúceho sa objemu fázového priestoru, čo má za následok odparovanie vody. Nárast objemu fázového priestoru však nie je neobmedzený. Ak je systém uzavretý, objem fázového priestoru je tiež obmedzený a kačacia kačica sa čoskoro stane prestaňte prikyvovať, pretože fázový priestor sa už nemôže zväčšovať a výroba energie sa končí príde.
• Túto skutočnosť môžete dokázať umiestnením zvončeka nad vtáka a vodné sklo. V tejto uzavretej miestnosti vlhkosť časom dosiahne hodnotu 100 percent, výpar sa zastaví a s ním prikyvovanie pitnej kačice. Pokiaľ vtáka opäť vyslobodíte, bude môcť opäť bez problémov prikývnuť.