Pijící ptáček v akci. Kredit: RobinLeicester, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.

„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.

Hao Wu. Kredit: H. Wu.

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.

Generátor s pijícím ptáčkem. Kredit: Wu et al. (2024), Device.

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.

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

New Atlas 15. 3. 2024.

Device online 14. 3. 2024.