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LABORATORIO CIENTÍFICO INFANTIL
Cuanto más caliente, más fresco. Laboratorio de ciencias para niños
Directorio / Laboratorio de ciencias para niños Todo el mundo lo sabe: para utilizar un ventilador de mesa se necesita una toma de corriente o al menos una batería. Pero no siempre. El ventilador fue fabricado por estudiantes de la escuela técnica del ingeniero japonés Koishi Hirata.
El dispositivo es muy elegante desde el punto de vista técnico y no es nada inútil. Puedes llevarlo de excursión y ponerlo en una tienda de campaña, o utilizarlo en el jardín de tu casa donde no hay electricidad. Si además tenemos en cuenta que un tercio de la humanidad vive hoy con lámparas de queroseno, entonces un ventilador alimentado por una vela debería tener un mercado enorme. El motor del ventilador consta de dos cilindros. Uno de ellos, llamémoslo principal, es una caja cilíndrica plana. Su parte inferior se calienta con una vela y la tapa superior desprende calor al aire circundante. La tapa y el fondo están hechos de metales que conducen bien el calor, como el cobre o el latón. La pared cilíndrica que los une está hecha, por ejemplo, de materiales que conducen mal el calor, como el vidrio o el plástico. En la tapa está montado un cilindro de potencia, cuyo pistón está conectado a una de las manivelas del cigüeñal mediante una biela. Hay un desplazador de espuma dentro de la caja. Su varilla está conectada a la segunda manivela del cigüeñal. Ambas manivelas están situadas en un ángulo de 90° entre sí.
Así funciona el motor. Imaginemos que en un primer momento el pistón del cilindro de potencia se encuentra en el punto muerto inferior (1). En este caso, el desplazador, conectado mediante una biela a otra manivela, estará en la posición media. El aire de debajo se calentará y expandirá. Esto hará que el pistón del cilindro de potencia se eleve, realizando trabajo (2). Al mismo tiempo, el desplazador comenzará a moverse a la posición más alta y el proceso de calentamiento será aún más rápido. Pronto el pistón de potencia alcanzará su punto muerto superior (3). El desplazador volverá a estar en la posición media. (Tenga en cuenta que casi no se gasta ningún trabajo en su movimiento, porque el aire, gracias al espacio, fluye libremente a lo largo de sus bordes). Cuando el desplazador esté en la parte inferior (4), la refrigeración por aire comenzará a través de la tapa superior del cilindro. La presión disminuirá y el pistón comenzará a moverse hacia el punto muerto inferior. Y así hasta el infinito. La parte más compleja del motor es el cilindro maestro, que consta de dos placas unidas por pernos y tuercas, entre las cuales se intercala un anillo de plástico con un diámetro de 120 mm. Se puede cortar de una botella de agua mineral. Los bordes del anillo deben ser perfectamente lisos y paralelos entre sí, de lo contrario no se conseguirá una estanqueidad en el cilindro. (Para cortar el anillo con cuidado, es mejor hacer un dispositivo de corte simple, como se muestra en la figura).
Las placas inferior y superior (las tapas del cilindro maestro) se fabrican mejor de latón o aluminio con un espesor de 1 a 2 mm. No merece la pena utilizar acero, especialmente acero inoxidable, debido a su baja conductividad térmica. Cada tapa tiene seis orificios de 3 mm de diámetro para pernos y la parte superior tiene dos adicionales. Uno es para el casquillo por el cual debe pasar la varilla de desplazamiento, el otro es para instalar el cilindro de potencia. Como casquillo de la varilla del cilindro se puede utilizar un trozo de lápiz al que se le ha quitado la varilla de grafito. Utilice una aguja de tejer corta como varilla de desplazamiento. Si su diámetro es mayor que el diámetro del agujero, haga con él el llamado "taladro de pistola". Colóquelo en un taladro y taladre el orificio del manguito a baja velocidad. Si este trabajo se hace con cuidado, obtendrás un agujero en el que la varilla se moverá con facilidad, pero casi sin juego. Puedes utilizar lápiz de grafito como lubricante.
Haga el cilindro de potencia con un trozo de vaina de latón de un cartucho de rifle de caza. Si la tapa es de latón, entonces se puede soldar el manguito. Si es de aluminio, suelde una brida de estaño al manguito y atorníllela a la tapa con tornillos autorroscantes. Es mejor girar el pistón en un torno, pero si no hay máquina, puedes soldarlo con estaño. Para ello, corta una tira de estaño y estírala varias veces alrededor de una varilla lisa. Como resultado, adquirirá elasticidad y la capacidad de curvarse en espiral. Inserte dos piezas de dicha espiral en la manga y, sacándola gradualmente, suelde la costura. Suelda la tapa al cilindro resultante, límalo, perfora un agujero y tendrás un pistón. Corte el desplazador de espuma plástica con alambre de nicromo caliente. (El nicromo se puede tomar de un soldador viejo). En la figura se muestra un diagrama del dispositivo para hacer un desplazador. El pistón y la varilla del desplazador, como ya se mencionó, están conectados a la manivela mediante bielas. El cigüeñal está doblado con alambre de acero. Está instalado sobre soportes de hojalata. Coloque una hélice adecuada en un extremo. Para evitar el desplazamiento longitudinal del eje, coloque sobre él acoplamientos con tornillos de un juego de construcción para niños. Autor: L.Ilyin
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