domingo, 11 de noviembre de 2007

El pájaro bebedor

El pájaro bebedor es un juguete bastante popular, que se mueve sin partes móviles aparentes. Una vez se pone a oscilar continúa haciéndolo indefinidamente siempre que no le falte provisión de agua.

La parte esencial de este aparato son dos bulbos de vidrio unidos por un tubo tambien de vidrio. En el centro del tubo se tiene acoplada una barrita metálica que se apoya de tal forma que el conjunto pueda oscilar. En su interior hay un líquido volátil, eter etílico normalmente, que llena algo más de la mitad del bulbo y el tubo de vidrio penetra en el líquido hasta casi llegar al fondo de este bulbo inferior. El bulbo superior, unido directamente al tubo, está recubierto de un fieltro y tiene una pequeña protuberancia, también recubierta de fieltro.

Se coloca el pájaro bebedor, inicialmente en posición vertical, al lado de un vaso con agua, de tal forma que en posición horizontal la protuberancia –el pico del pájaro– se introduzca en el agua. Se moja el fieltro de su cabeza con agua y se espera. Al cabo de poco tiempo el pájaro empieza a girar, alcanza la horizontal, moja su pico y vuelve a levantarse.


Dibujo de la patente original del pájaro bebedor (drinking bird). M. V. Sullivan, U.S. Patent 2.402.463 (1946).

El bulbo inferior está lleno casi hasta la mitad de un líquido volátil, habitualmente CF3CHCl2, con un punto de ebullición de 28 ºC. Cuando el fieltro de la cabeza se humedece, si el aire no se encuentra saturado de humedad, parte del agua se evapora en un proceso adiabático que hace que disminuya la temperatura del agua de la cabeza. Aunque la variación de temperatura es pequeña, debido a que la presión de vapor crece exponencialmente con la temperatura y a que el líquido está próximo a su temperatura de ebullición, se establece una gran diferencia de presión entre la cabeza y la base.

Con el tubo de vidrio casi en el fondo del bulbo inferior, la mayor presión de la base obliga al líquido a subir por el tubo. Cuando parte del líquido alcanza la cabeza, el mecanismo se desestabiliza y gira hasta ponerse horizontal. En esa posición la cabeza se humedece de nuevo y al quedar el extremo inferior del tubo al descubierto se igualan las presiones y el líquido desciende al bulbo inferior. El pájaro bebedor se desestabiliza de nuevo y recupera la posición vertical. De nuevo se evapora algo de agua y el proceso se repite.

Por tanto, se necesita que el tubo llegue casi al fondo del líquido contenido en el bulbo inferior, pues de otra manera la diferencia de presiones no obligaría al líquido a subir (en caso de que el tubo no fuese casi hasta el fondo habría que esperar a que el líquido inferior condensase en la cabeza, un proceso muy lento) y que el líquido tenga un punto de ebullición cercano a la temperatura ambiente, pues de otro modo la diferencia de presiones no es suficiente como para conseguir elevar el líquido hasta la cabeza.

Este juguete se vende en Copernicus Toys, Scientifics on line, Science First, The drinking bird y Hobbytron.

1 comentario:

Hugo Francisco Balandra Almaraz dijo...

hay un juguete muy antiguo, bastante similar de echo el mismo sistema, solo que solo una vez lo he visto y fue con mi abuela, despues de tiempo se rompio y jamas he vuelto a ver algo igual, no se si me pudieran ayudar a encontrarlo, es de cristal como un termometro en su interior tiene un diablito que al contacto con el calor de la mano el diablito sube y comienza a pegar con su cabeza haciendo un ruido gracioso, espero y me puedan ayudar gracias