นกดื่มน้ำ (Drinking Bird หรือ Dipping Bird) เป็นของเล่นที่เลียนแบบท่าทางการดื่มน้ำของนก
ในตอนแรก เจ้านกจะตั้งตัวอยู่ในแนวตรงตั้งฉากกับพื้นโลก แต่เมื่อทิ้งไว้สักพัก นกตัวนี้จะค่อยๆก้มหน้าจุ่มลงไปในแก้วน้ำที่เตรียมไว้ แล้วพอปากนกจุ่มลงไปในน้ำได้ชั่วครู่ เจ้านกก็ยกหัวขึ้นมาดังเดิม แล้วก็จะวนกลับไปก้มลงหัวลงไปจุ่มน้ำเช่นนี้เรื่อยไป
ของเล่นชิ้นนี้มีความน่าสนใจทั้งในแง่ฟิสิกส์และการเรียนการสอนเพราะมันทำให้หลายคนเข้าใจผิดมาแล้วว่ามันเป็นเครื่องจักรนิรันดร์ที่ทำงานได้โดยไม่ต้องอาศัยแหล่งพลังงาน
ดังนั้น มันสามารถใช้เป็นสื่อการสอนที่ดึงดูดความสนใจได้ดี ยิ่งประกอบกับคำถามว่าแหล่งพลังงานของนกตัวนี้คืออะไรก็ยิ่งน่าพิศวง
นกดื่มน้ำประดิษฐ์ขึ้นในปี 1945 โดยไมลส์ ซัลลิแวน (Miles Sullivan) นักวิทยาศาสตร์แห่งห้องปฏิบัติการเบลล์ (Bell Labs) อันมีชื่อเสียง
หลักการทำงาน
ของเหลวที่อยู่ในของเล่นนี้ มีจุดเดือดที่ต่ำมาก ปกติจะใช้สารชื่อ ไดคลอโรมีเธน (CH2Cl2) ซึ่งมีจุดเดือดที่ 39.6 องศาเซลเซียส ทำให้มันระเหยได้ปริมาณมากพอที่อุณหภูมิห้อง
การทำงานของนกตัวนี้สามารถอธิบายเป็นขั้นๆ ได้ดังนี้
1.สมมุติว่านกตัวนี้เพิ่งเอาหัวขึ้นมาจากแก้วน้ำ โดยที่หัวยังเปียกน้ำอยู่ (รูป 2)
2.น้ำที่ระเหยไปจะทำให้หัวนกอุณหภูมิต่ำลงเล็กน้อย
3.เมื่ออุณหภูมิต่ำลง สารไดคลอโรมีเธนจะควบแน่นเป็นหยดมากขึ้น
4.และเมื่ออุณหภูมิที่หัวต่ำลง ความดันของอากาศจะลดลงทำให้อากาศบริเวณฐานที่อุ่นกว่าดันของเหลวในคอนกให้สูงขึ้น
5.เมื่อระดับของเหลวสูงขึ้น หัวจะเริ่มหนักจนก้มลงมาดื่มน้ำ
6.อากาศอุ่นๆ จะไหลเข้าไปในท่อกลางตัวนกจนถึงหัวนก (รูป 3) ส่วนของเหลวจะไหลออกไปยังกระเปาะบริเวณฐานมากขึ้น
7.ฐานที่หนักขึ้นจะทำให้หัวนกกลับมายกตั้งดังเดิม
สรุปว่าผลต่างของอุณหภูมิที่หัวนกและฐานนกจะทำให้นกกระดกกินน้ำได้เรื่อยไปจนกว่าน้ำในแก้วจะระเหยหมด นั่นเอง
ใครสนใจของเล่นฟิสิกส์และอยากสอบถามเพิ่มเติมเชิญที่ facebook.com/ardwarong นะครับ อาทิตย์หน้าผมจะนำของเล่นสนุกๆ และได้สาระแบบนี้มานำเสนอและอธิบายให้ฟังอีก
โปรดติดตาม
ข้อควรระวัง
-แก้วที่ใช้ในการประดิษฐ์นกตัวนี้ไม่ได้แกร่งเหมือนแก้วน้ำที่ใช้ในชีวิตประจำวัน ต้องระมัดระวังในการหยิบจับ
-ถ้าแก้วแตก สารไดคลอโรมีเธนข้างในอาจทำให้ผิวหนังเกิดการระคายเคืองได้
The post สื่อการสอนฟิสิกส์ : นกดื่มน้ำ appeared first on มติชนออนไลน์.