El pájaro bebedor es un juguete que funciona según los principios de un motor térmico e imita los movimientos de un pájaro bebiendo agua [1] .
Consiste en dos conos de vidrio conectados por un tubo de vidrio (cuello de pájaro). Este tubo se une al matraz superior y se inserta en el matraz inferior casi hasta el final. El espacio interior del ave contiene un líquido, generalmente de color. Por lo general, el diclorometano , también conocido como cloruro de metileno o cloruro de metileno, se usa como fluido de trabajo de este motor térmico . La patente de Miles Sullivan sugiere el uso de éter , alcohol , halón o cloroformo [2] .
Durante la producción, se bombea aire fuera del ave y se llena con los vapores del líquido utilizado [2] . El cono superior tiene un "pico" que, junto con la cabeza del ave, está cubierto con un material similar al fieltro [3] . El pájaro suele estar adornado con ojos de papel, un sombrero de plástico y una o más plumas en la cola. Todo el juguete tiene la capacidad de girar sobre un eje unido al cuello.
Aunque se considera un juguete, el pájaro bebedor tiene peligros potenciales asociados con el vidrio y los líquidos volátiles. Los primeros modelos solían estar llenos de sustancias inflamables, aunque las versiones posteriores usaban un líquido no inflamable. El diclorometano puede irritar la piel al contacto y los pulmones al inhalar sus vapores, y es cancerígeno.
El juguete es un motor térmico que utiliza la diferencia de temperatura para realizar un trabajo mecánico. Como todos los motores térmicos, el pájaro bebedor opera en un ciclo termodinámico.
El estado inicial del sistema es un pájaro con la cabeza mojada ubicada verticalmente. Entonces el juguete pasa por las siguientes etapas: [4]
Si el vaso de agua se coloca de modo que el pico se sumerja en él cuando se baja la cabeza, entonces la cabeza del ave permanecerá húmeda y el ciclo continuará hasta que haya suficiente agua en el vaso para mantener la cabeza húmeda. Sin embargo, el ave seguirá descendiendo incluso sin una fuente de agua, siempre que la cabeza esté mojada, o mientras se mantenga la diferencia de temperatura entre la cabeza y la cola. Esta diferencia se puede crear, por ejemplo, suministrando calor al cono inferior. La diferencia de temperatura creará una diferencia de presión entre la parte superior e inferior del ave, lo que impulsará al ave.
La fuente de energía es el gradiente de temperatura entre la cabeza y la cola del ave, por lo que no es una verdadera máquina de movimiento perpetuo , sino el motor térmico más simple que funciona debido a la transición de fase del fluido de trabajo. El frigorífico de esta máquina térmica es el cono superior recubierto de fieltro, enfriado por la evaporación del agua y estilizado como una cabeza de pájaro, y el calefactor es el cono inferior, al que se suelen pegar plumas.
Se ha propuesto un "pájaro bebedor del segundo tipo" [5] que, al igual que el pájaro bebedor original, funcionará sin diferencia de temperatura. Utiliza una combinación de acción capilar , la diferencia de peso entre la parte superior e inferior y la evaporación del agua para impulsar el juguete.
Tal pájaro funciona de la siguiente manera: está equilibrado de modo que en la posición inicial se baja la cabeza con el pico. El ave se coloca junto a una fuente de agua, que pone el pico en contacto con el agua. El agua sube al pico por acción capilar (los autores usaron una esponja triangular) y entra por debajo del eje de rotación del ave. Cuando el dispositivo ha absorbido suficiente agua, la cola pesada hace que el ave se incline de cabeza primero. A través del pico, sacado del agua, se evapora, la cola se vuelve más ligera y la cabeza vuelve a caer.
El pájaro bebedor utiliza varias leyes y fenómenos físicos, así como varios productos químicos, lo que le permite ser utilizado en el estudio de la química y la física :
En 1881, Israel Landis recibió una patente para un motor oscilatorio similar [6] .
En 1882, los hermanos Iske recibieron una patente para un motor similar [7] . A diferencia del pájaro bebedor, el tanque inferior se calentaba mientras que el tanque superior simplemente se enfriaba con el aire circundante. El principio de funcionamiento sigue siendo el mismo. Los hermanos Iske recibieron varias patentes durante este tiempo para motores similares ahora conocidos como rueda Minto .
El pájaro bebedor de juguete chino , que data de principios del siglo XX, llamado "pájaro insaciable", es descrito por el divulgador soviético de física y matemáticas Yakov Perelman en el libro "Entretenida física" [1] . Él explica el mecanismo de acción del juguete de esta manera: “A medida que la temperatura en el tubo de dirección se vuelve más baja que la temperatura del tanque de cola, esto conduce a una caída en la presión de vapor de saturación en el tubo de dirección…” [ 1] .
Albert Einstein y su esposa Elsa, que llegaron a Shanghai en 1922, quedaron fascinados por el "pájaro insaciable" [8] .
Arthur Hillery recibió una patente en 1945. Sugirió usar acetona como líquido [3] .
En 1946 fue patentado por Miles Sullivan [2] .
Israel Landis 1881
Hermanos Iske 1882
Arthur M. Hillery, 1944
Millas Sullivan 1945 [2]
El pájaro bebedor a menudo se usaba para presionar botones automáticamente. En la película Alien de 1979 , este pájaro estaba en la mesa donde cenaba el equipo de Nostromo ( ing. USCSS The Nostromo). En el episodio King-Size Homer de Los Simpson , Homer usó un pájaro bebedor para presionar repetidamente una tecla en el teclado de una computadora. Herb Powell también se lo mostró a Homer como parte de una demostración del invento en el episodio " Brother, Lend A Dime ". Se usaron dos birdies en la película Man of Darkness de 1990 para bloquear un artefacto explosivo. Los pájaros bebedores aparecieron como parte del automóvil de Goldberg en Pee-wee's Big Adventure y en el episodio de Family Guy " 8 reglas simples para comprar a mi hija adolescente ". En la caricatura "Megamind" (2010), el personaje principal dialoga con un pájaro bebedor.
Los pájaros bebedores aparecieron como elementos de la trama en la caricatura Putty Tat Trouble de Merrie Melodies de 1951 y en el thriller de ciencia ficción de 1968 Power . También han hecho cameos menores en varias películas y programas de televisión.
Entre los videojuegos, el pájaro bebedor apareció como un "dragón dunkin" en Quest for Glory I: So You Want to Be a Hero (1989) de Sierra Entertainment , Gremlin Interactive Normality (1996). En el juego Quantum Conundrum (2012), un pájaro bebedor se usa como temporizador para presionar botones. Además, en la primera parte del juego Deponia , el personaje principal usa el pájaro bebedor para presionar repetidamente el botón para llamar a la secretaria.