Pití ptáček je hračka, která funguje na principu tepelného motoru a napodobuje pohyby ptáčka pijícího vodu [1] .
Skládá se ze dvou skleněných kuželů spojených skleněnou trubicí (ptačí krk). Tato trubice je připevněna k horní baňce a je zasunuta do spodní baňky téměř až na její konec. Prostor uvnitř ptáka obsahuje kapalinu, obvykle barevnou. Typicky se jako pracovní tekutina tohoto tepelného motoru používá dichlormethan , také známý jako methylenchlorid nebo methylenchlorid . Patent Milese Sullivana navrhuje použití éteru , alkoholu , halonu nebo chloroformu [2] .
Při výrobě je z ptáka odčerpán vzduch a naplněn výpary použité kapaliny [2] . Vrchní kužel má „zobák“, který je spolu s ptačí hlavou potažen plstěným materiálem [3] . Pták je obvykle ozdoben papírovýma očima, plastovým kloboukem a jedním nebo více ocasními pery. Celá hračka má možnost otáčení na ose připevněné ke krku.
Přestože je piják považován za hračku, má potenciální nebezpečí spojená se sklem a těkavými kapalinami. Dřívější modely byly často naplněny hořlavými látkami, i když pozdější verze používaly nehořlavou kapalinu. Dichlormethan může při kontaktu dráždit kůži a při vdechování jeho par plíce a je karcinogen.
Hračka je tepelný stroj , který využívá teplotní rozdíl k provádění mechanické práce. Jako všechny tepelné motory, i pijící pták pracuje v termodynamickém cyklu.
Výchozí stav systému je pták s mokrou hlavou umístěnou vertikálně. Poté hračka prochází následujícími fázemi: [4]
Pokud je sklenice s vodou umístěna tak, že se do ní zobák ponoří při sklopení hlavy, pak ptačí hlava zůstane mokrá a cyklus bude pokračovat, dokud nebude ve sklenici dostatek vody, aby byla hlava vlhká. Pták však bude pokračovat v sestupu i bez zdroje vody, pokud bude hlava mokrá nebo pokud bude zachován teplotní rozdíl mezi hlavou a ocasem. Tento rozdíl lze vytvořit například přiváděním tepla do spodního kužele. Teplotní rozdíl vytvoří tlakový rozdíl mezi horní a spodní částí ptáka, který bude ptáka pohánět.
Zdrojem energie je teplotní gradient mezi ptačí hlavou a ocasem, nejde tedy o skutečný perpetum mobile , ale o nejjednodušší tepelný motor , který funguje díky fázovému přechodu pracovní tekutiny. Chladnička tohoto tepelného motoru je vrchní kužel potažený plstí, chlazený odpařováním vody a stylizovaný do ptačí hlavy a ohřívačem je spodní kužel, na který se obvykle lepí peří.
Byl navržen "napájecí pták druhého druhu" [5] , který bude stejně jako původní pijící pták pracovat bez rozdílu teplot. K pohonu hračky využívá kombinaci kapilárního vzlínání , rozdílu hmotnosti mezi horní a spodní částí a odpařování vody.
Takový pták funguje následovně: je vyvážen tak, že ve výchozí poloze má hlavu se zobákem skloněnou. Pták je umístěn vedle vodního zdroje, který přivádí zobák do kontaktu s vodou. Voda vzlínáním stoupá do zobáku (autoři použili trojúhelníkovou houbu) a vstupuje pod osu rotace ptáka. Když zařízení absorbuje dostatek vody, těžký ocas způsobí, že se pták převrhne přes hlavu napřed. Zobákem vytaženým z vody se odpaří, ocas se odlehčí a hlava opět klesne dolů.
Pijící pták využívá několik fyzikálních zákonů a jevů, stejně jako několik chemikálií, což umožňuje jeho použití při studiu chemie a fyziky :
V roce 1881 obdržel Israel Landis patent na podobný oscilační motor [6] .
V roce 1882 získali bratři Iskeové patent na podobný motor [7] . Na rozdíl od pijícího ptáka byla spodní nádrž vyhřívána, zatímco horní nádrž byla jednoduše chlazena okolním vzduchem. Princip fungování zůstává stejný. Bratři Iskeové během této doby obdrželi různé patenty na podobné motory nyní známé jako kolo Minto .
Čínskou pijící ptačí hračku , pocházející z počátku 20. století, nazývanou „nenasytný pták“, popisuje sovětský popularizátor fyziky a matematiky Jakov Perelman v knize „Zábavná fyzika“ [1] . Mechanismus účinku hračky vysvětluje takto: „Jak se teplota v hlavové trubce snižuje než teplota ocasní nádrže, vede to k poklesu tlaku nasycených par v hlavové trubce...“ [ 1] .
Albert Einstein a jeho manželka Elsa, kteří dorazili do Šanghaje v roce 1922, byli fascinováni „nenasytným ptákem“ [8] .
Arthur Hillery získal patent v roce 1945. Navrhl používat aceton jako kapalinu [3] .
V roce 1946 si jej nechal patentovat Miles Sullivan [2] .
Izrael Landis 1881
Bratři Iske 1882
Arthur M. Hillery, 1944
Miles Sullivan 1945 [2]
Pijící pták byl často používán k automatickému mačkání tlačítek. Ve filmu Vetřelec z roku 1979 byl tento pták na stole, kde jedl tým Nostromo ( angl. USCSS The Nostromo). V epizodě Simpsonových King-Size Homer použil Homer pijícího ptáka k opakovanému stisknutí klávesy na klávesnici počítače. Herb Powell to také ukázal Homerovi jako součást demonstrace vynálezu v epizodě „ Bratře, půjčte desetník “. Dvě birdie byly použity ve filmu Man of Darkness z roku 1990 k zablokování výbušného zařízení. Pití ptáci se objevili jako součást Goldbergova auta v Pee-wee's Big Adventure a v epizodě Family Guy „ 8 jednoduchých pravidel pro nákup mé dospívající dcery “. V karikatuře "Megamind" (2010) vede hlavní postava dialog s pijícím ptákem.
Pití ptáci byli uváděni jako prvky spiknutí v karikatuře Merrie Melodies z roku 1951 Putty Tat Trouble a ve sci-fi thrilleru Power z roku 1968 . Oni také dělali menší portréty v několika filmech a televizních pořadech.
Mezi videohrami se pijící pták objevil jako „dunkin drak“ ve hře Sierra Entertainment 's Quest for Glory I: So You Want to Be a Hero (1989), Gremlin Interactive Normality (1996). Ve hře Quantum Conundrum (2012) je pijící pták použit jako časovač pro mačkání tlačítek. V první části hry Deponia také hlavní hrdina používá pijícího ptáka k opakovanému stisknutí tlačítka pro volání sekretářky.