Stále smädný káčer

Skupina: molekulová fyzika a termika / Použitý materiál: sklo, plast, kov / Pôsobiace fyzikálne javy: ťažisko, odparovanie kvapaliny, tlak nasýtených pár, teplo, perpetuum mobile / Krajina pôvodu: Norimberg/Maďarsko (Budapešť) /

Ako s hračkou manipulovať:

Namočte zobáčik káčera do vody a pozorujte čo sa bude diať.

Čo môžeme pri hre pozorovať:

Káčer sa začne pravidelne kývať a občas sa aj napije – prudko sa predkloní až do vedierka s vodou.

Opis pozorovaného fyzikálneho javu, princíp činnosti:

Sklená figúrka káčera je zdanlivým perpetuum mobile. Telo káčera tvorí sklená trubička zakončená na hornom konci hlavičkou s veľkým zobáčikom, na ktorej sú malé dierky. Jej dolný koniec ústi hlboko do bruška – širšej zatavenej nádobky naplnenej éterom.

Ak chceme, aby káčer ožil, namočíme jeho zobáčik do vody. Éter začne pomaly v trubičke vystupovať. Keď vystúpi až hore, horná časť tela preváži nádobku s kvapalinou a káčer sa skloní nad vedierko. Len čo je jeho telo vo vodorovnej polohe, otvorený koniec vnútornej trubičky je nad hladinou kvapaliny v brušku a časť kvapaliny pretečie z hlavičky do bruška. Káčer sa vztýči a celý cyklus sa opakuje.

Éter sa pri izbovej teplote ľahko vyparuje a tlak jeho nasýtených pár sa rýchlo mení v závislosti na teplote. Vo vztýčenej polohe sú pary éteru v hlavičke. Ak sa schladí ich teplota namočením zobáčika do vody klesne ich teplota pod teplotu okolia, pretože na odparenie vody z povrchu hlavy sa spotrebuje teplo. Klesne tlak nasýtených pár éteru v hlavičke a kvapalný éter je vyšším tlakom vytláčaný z bruška. Ťažisko káčera sa posúva k hlave a telo sa skláňa, až sa skloní.

V tejto polohe prebehnú nezávisle na sebe dva deje: káčer ponorí zobák do vody a opäť si omočí zobák a časť hlavy. Zmiešajú sa nasýtené pary z hlavičky a bruška, ich tlak sa vyrovná a kvapalný éter vlastnou tiažou vytečie späť do bruška. Káčer sa vztýči.