Drikkefuglen er et legetøj, der fungerer efter principperne for en varmemotor og efterligner bevægelserne af en fugls drikkevand [1] .
Den består af to glaskegler forbundet med et glasrør (fuglehals). Dette rør er fastgjort til den øverste kolbe og indsættes i den nederste kolbe næsten helt til dens ende. Rummet inde i fuglen indeholder en væske, normalt farvet. Typisk bruges dichlormethan , også kendt som methylenchlorid eller methylenchlorid, som arbejdsvæske i denne varmemotor . Miles Sullivans patent foreslår brugen af ether , alkohol , halon eller chloroform [2] .
Under produktionen pumpes luft ud af fuglen og fyldes med dampene fra den anvendte væske [2] . Topkeglen har et "næb", som sammen med fuglens hoved er dækket af et filtagtigt materiale [3] . Fuglen er normalt prydet med papirøjne, en plastikhat og en eller flere halefjer. Hele legetøjet har evnen til at rotere på en akse fastgjort til halsen.
Selvom den betragtes som et legetøj, har den drikkende fugl potentielle farer forbundet med glas og flygtige væsker. Tidlige modeller var ofte fyldt med brændbare stoffer, selvom senere versioner brugte en ikke-brændbar væske. Dichlormethan kan irritere huden ved kontakt og lungerne ved indånding af dens dampe og er et kræftfremkaldende stof.
Legetøjet er en varmemotor, der bruger temperaturforskel til at udføre mekanisk arbejde. Som alle varmemotorer opererer drikkefuglen på en termodynamisk cyklus.
Systemets begyndelsestilstand er en fugl med et vådt hoved placeret lodret. Derefter gennemgår legetøjet følgende stadier: [4]
Hvis glasset med vand placeres, så næbbet dykker ned i det, når hovedet sænkes, så forbliver fuglens hoved vådt, og cyklussen fortsætter, indtil der er nok vand i glasset til at holde hovedet fugtigt. Fuglen vil dog fortsætte med at sænke sig selv uden en vandkilde, så længe hovedet er vådt, eller så længe temperaturforskellen mellem hoved og hale opretholdes. Denne forskel kan for eksempel skabes ved at tilføre varme til den nederste kegle. Temperaturforskellen vil skabe en trykforskel mellem toppen og bunden af fuglen, som vil drive fuglen.
Energikilden er temperaturgradienten mellem fuglens hoved og hale, så det er ikke en ægte evighedsmaskine , men er den enkleste varmemotor, der fungerer på grund af arbejdsvæskens faseovergang. Køleskabet i denne varmemotor er den øverste kegle dækket med filt, afkølet ved fordampning af vand og stiliseret som et fuglehoved, og varmelegemet er den nederste kegle, som fjer normalt er limet til.
Der er foreslået en "drikkefugl af den anden slags" [5] , som ligesom den oprindelige drikkefugl vil fungere uden temperaturforskel. Den bruger en kombination af kapillærvirkning , forskellen i vægt mellem top og bund og fordampning af vand til at drive legetøjet.
En sådan fugl fungerer som følger: den er afbalanceret, så dens hoved med næbbet i startpositionen er sænket. Fuglen placeres ved siden af en vandkilde, som bringer næbbet i kontakt med vandet. Vand stiger ind i næbbet ved kapillærvirkning (forfatterne brugte en trekantet svamp) og kommer ind under fuglens rotationsakse. Når nok vand er blevet absorberet af enheden, får den tunge hale fuglen til at vælte med hovedet først. Gennem næbbet, taget op af vandet, fordamper det, halen bliver lysere og hovedet falder ned igen.
Drikkefuglen bruger flere fysiske love og fænomener samt flere kemikalier, som gør det muligt at bruge den i studiet af kemi og fysik :
I 1881 modtog Israel Landis patent på en lignende oscillerende motor [6] .
I 1882 fik brødrene Iske patent på en lignende motor [7] . I modsætning til den drikkende fugl blev den nederste tank opvarmet, mens den øverste tank blot blev afkølet af den omgivende luft. Funktionsprincippet forbliver det samme. Iske-brødrene modtog forskellige patenter i løbet af denne tid for lignende motorer, der nu er kendt som Minto-hjulet .
Det kinesiske drikkefuglelegetøj , der går tilbage til begyndelsen af det 20. århundrede, kaldet den "umættelige fugl", er beskrevet af den sovjetiske popularisator af fysik og matematik Yakov Perelman i bogen "Entertaining Physics" [1] . Han forklarer legetøjets virkningsmekanisme på denne måde: "Når temperaturen i hovedrøret bliver lavere end temperaturen i haletanken, fører dette til et fald i mætningsdamptrykket i hovedrøret ..." [ 1] .
Albert Einstein og hans kone Elsa, som ankom til Shanghai i 1922, var fascineret af den "umættelige fugl" [8] .
Arthur Hillery modtog et patent i 1945. Han foreslog at bruge acetone som væske [3] .
I 1946 blev det patenteret af Miles Sullivan [2] .
Israel Landis 1881
Iske Brødre 1882
Arthur M. Hillery, 1944
Miles Sullivan 1945 [2]
Drikkefuglen blev ofte brugt til automatisk at trykke på knapper. I filmen Alien fra 1979 var denne fugl på bordet, hvor Nostromo-holdet ( eng. USCSS The Nostromo) spiste. I The Simpsons episode King-Size Homer brugte Homer en drikkefugl til gentagne gange at trykke på en tast på et computertastatur. Herb Powell viste det også til Homer som en del af en demonstration af opfindelsen i episoden " Brother, Lend A Dime ". To birdies blev brugt i filmen Man of Darkness fra 1990 til at blokere en eksplosiv enhed. Drikkefugle optrådte som en del af Goldbergs bil i Pee-wee's Big Adventure og i Family Guy - episoden " 8 Simple Rules for Buying My Teenage Daughter ". I tegnefilmen "Megamind" (2010) er hovedpersonen i dialog med en drikkefugl.
Drikkefugle blev vist som plotelementer i Merrie Melodies - tegnefilmen Putty Tat Trouble fra 1951 og science fiction-thrilleren Power fra 1968 . De har også lavet mindre cameo-optrædener i flere film og tv-shows.
Blandt videospil optrådte den drikkende fugl som en "dunkin-drage" i Sierra Entertainments Quest for Glory I: So You Want to Be a Hero (1989), Gremlin Interactive Normality (1996). I spillet Quantum Conundrum (2012) bruges en drikkefugl som en timer til at trykke på knapper. Også i den første del af Deponia -spillet bruges den drikkende fugl af hovedpersonen til gentagne gange at trykke på knappen for at ringe til sekretæren.