Friday, June 22, 2007

El pato de Jottabich y el movimiento perpetuo.

Hace unos años vi un juguete, en el aparador de una tienda. Era un pato de plástico, o al menos eso parecía, que "tomaba" agua de manera idefinida. A este juguete, se le pone delante una tacita con agua; el pato se inclina, mete el pico en el agua, "bebe" y se pone derecho. Así permanece cierto tiempo. Después se va inclinando poco a poco, vuelve a meter el pico en el agua, "bebe" y otra vez se endereza.

Este juguete es un representante típico de los motores "gratuitos". El mecanismo que origina su movimiento es muy ingenioso. El "pato de Jottabich" oscila puntualmente alrededor del eje horizontal, metiendo cada vez su pico en el agua para beber, y levantando de nuevo la cabeza. Estos movimientos se repiten metódicamente sin motivo visible alguno y continúan mientras hay agua en el vaso. Aquí no existe ninguna diferencia de temperaturas entre esta agua y el aire circundante, que sus temperaturas son iguales.

El motivo del movimiento del pato se hace claro al estudiar su estructura. La "cabeza" del pato representa un vaso, unido por medio de un tubo recto con el "torso", otro vaso grande en el cual este tubo entra de tal manera que casi llega hasta su fondo. La cavidad interior está llena de un líquido de fácil ebullición, éter dietílico (H5C2-O-C2H5) de tal manera que en posición horizontal su nivel se encuentra aproximadamente en la mitad del tubo. Para poner el pato en movimiento hay que meter su pico en el agua. Entonces el algodón, fijado en la cabeza, se humedece y como consecuencia de la evaporación del agua la cabeza se enfria algo. Esto conduce a cierta caída de la presión del vapor dentro del pato y al descenso de la temperatura del éter. En esta posición horizontal del pato los espacios de vapor de la cabeza y el torso se comunican a través del tubo y la presión en ellos se hace igual. Dado que la cantidad de líquido en el torso es algo mayor, él pesa más, la cabeza se levanta y el pato adquiere una posición inclinada. El líquido cierra la comunicación entre los espacios de vapor de la cabeza y el torso. El líquido en el torso se calienta hasta la temperatura del medio ambiente, se evapora parcialmente y el vapor que se forma expulsa una gran cantidad de líquido a travles del tubo a la cabeza, la cual se hace más pesada y el pato mete de nuevo el pico en el agua. Ambas cavidades se comunican de nuevo, la presión se iguala y el líquido pasa nuevamente al torso. El proceso se repite y puede continuar mientas que en el vaso, del cual bebe el pato hay agua.

Parece entonces una máquina de movimiento perpetuo.

Muchos de los partidarios de las "energías renovables" reclaman con mucho gusto este juguete. Este juguete "extrae calor" del medio ambiente y lo "concentra" transformandolo en trabajo.

Puesto que ordinariamente el aire no esta saturado de vapor de agua, en la superficie del agua se sucede continuamente su evaporación con la correspondiente disminución de la temperatura. En el vaso esto no se nota, hay mucha agua, pero la superficie de evaporación es pequeña. Pero la superficie de evaporación en la cabeza del pato es enorme, por poner un ejemplo si el diámetro de la cabeza del pato y el diámetro del vaso son el mismo, la relación de la superficie de la cabeza con la superficie del vaso es de 4 es a 1.

Si cerrásemos el pato en una urna hermetica acabaria por pararse por saturación de humedad.

Originalmente los primeros "pájaros bebedores" llegaron a Europa desde Taiwan en los sesenta, pero los prohibieron porque los niños se podían intoxicar con el Metyleno clorídrico, producto que también se usa como quitaesmaltes... La realidad es que en México yo no los he encontrado a la venta en ninguna parte, así que a la primera oportunidad, en un viaje a los Angeles (me parece), me compré uno que funciona aún perfectamente, a pesar de que ya pierdo sus plumas traseras.

5 comments:

Jorge Egusquiza Loayza said...

El agua puede proveer todavía algunas sorpresas. Recientemente he inventado el CONTRAPESO DE PESO VARIABLE que es un contrapeso que disminuye su peso cuando baja y aumenta cuando retorna a su posición original. Este contrapeso sirve precisamente para elevar una cubeta de dos comunicadas (vasos comunicantes) la cubeta que se eleva cede parte del volumen que contiene a otra que está fija, por eso la cubeta que se eleva por acción del contrapeso pierde peso cuando sube y lo gana cuando retorna a su posición original. Lo interesante de todo esto sucede en la cubeta fija donde entra y sale un volumen de agua que produce un empuje.

Morsa said...

Puedo apostar que ese esquema que mencionas termina por detenerse.

Jorge Egusquiza Loayza said...

Porqué habría de detenerse? La máquina funciona si se le provee de energía, por supuesto que la cantidad de energía que se necesita para que un sistema que está en equilibrio constante se desequilibre es mínima y el resto lo hace la gravedad que funciona en todas partes: para que baje algún extremo de la palanca, para que una parte del contrapeso no actúe y para que el agua conserve el nivel.
No publico el link porqué no tengo permiso pero pueden acceder a él por google: CONTRAPESO DE PESO VARIABLE

Jorge Egusquiza Loayza said...

Aquí tienes una demostración que ese esquema que menciono funciona.
http://youtu.be/Z1b2IWOeN_s

Sólo fueron necesarios 7 gramos, pero en teoría se necesita 1.

Saludos
Jorge

Morsa said...

Pues ve pidiendo el Nobel, pues encontraste la energía gratuita.