Più è caldo, più è freddo. Disegno, descrizione

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Più caldo, più fresco. Laboratorio di scienze per bambini

Laboratorio di scienze per bambini

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Lo sanno tutti: per il lavoro di un ventilatore da tavolo serve una rete elettrica o almeno una batteria. Ma non sempre.

Il ventilatore è stato realizzato dagli studenti della scuola tecnica dell'ingegnere giapponese Koishi Hirata.

Più è caldo, più è freddo
Questo stirling è alimentato dal calore delle mani.

Più è caldo, più è freddo
Ventilatore a candela

Più è caldo, più è freddo
...e questo ha bisogno di una tazza di caffè per funzionare

Il dispositivo è molto elegante dal punto di vista tecnico e non è affatto inutile. Puoi portarlo a fare un'escursione e metterlo in una tenda, usarlo in una casa su un orto dove non c'è elettricità. Se teniamo anche conto che un terzo dell'umanità oggi vive con lampade a cherosene, allora un ventilatore alimentato da una candela deve avere un mercato enorme.

Il motore del ventilatore è costituito da due cilindri. Uno di questi, chiamiamolo principale, è una scatola cilindrica piatta. Il suo fondo è riscaldato da una candela e il coperchio superiore emana calore nell'aria circostante. Il coperchio e il fondo sono realizzati con metalli che conducono bene il calore, come rame o ottone.

La parete cilindrica che li collega è costituita, ad esempio, da materiali che conducono male il calore, come il vetro o la plastica.

Sul coperchio è montato un cilindro di potenza, il cui pistone, tramite una biella, è collegato a una delle manovelle dell'albero motore.

All'interno della scatola è presente un dislocatore in schiuma. La sua asta è collegata alla seconda manovella dell'albero motore. Entrambe queste pedivelle si trovano ad un angolo di 90° l'una rispetto all'altra.

Più è caldo, più è freddo
Dispositivo ventola: 1 - elica; 2 - albero motore; 3 - biella del dislocatore; 4 - frizione; 5 - biella; 6 - cilindro di potenza; 7 - boccola; 8 - dislocatore

Ecco come funziona il motore. Immagina che al primo momento il pistone del cilindro di potenza si trovi nel punto morto inferiore (1). In questo caso il dislocatore, collegato tramite una biella ad un'altra manovella, sarà in posizione intermedia.

L'aria sottostante si riscalderà e si espanderà. Ciò farà sollevare il pistone del cilindro di potenza, facendo il lavoro (2). Allo stesso tempo, il dislocatore inizierà a spostarsi nella posizione più alta e il processo di riscaldamento andrà ancora più veloce.

Presto il pistone di potenza raggiungerà il suo punto morto superiore (3). Il dislocatore sarà di nuovo nella posizione centrale. (Si noti che quasi nessun lavoro viene speso per il suo movimento, perché l'aria, grazie allo spazio, scorre liberamente attorno ai suoi bordi.)

Quando il dislocatore si trova nella parte inferiore (4), inizierà il raffreddamento ad aria attraverso il coperchio superiore del cilindro. La pressione diminuirà e il pistone inizierà a muoversi verso il punto morto inferiore. E così senza fine. La parte più difficile del motore è il cilindro principale di due piastre, serrate con bulloni e dadi, tra i quali è inserito un anello di plastica con un diametro di 120 mm. Può essere tagliato da una bottiglia di acqua minerale. I bordi dell'anello devono essere perfettamente piani e paralleli tra loro, altrimenti non si otterrà la tenuta del cilindro. (Per tagliare ordinatamente l'anello, è meglio realizzare il dispositivo di taglio più semplice mostrato nella figura.)

Più è caldo, più è freddo
Il principio di funzionamento del motore Stirling

Le piastre inferiore e superiore - i coperchi del cilindro principale - sono meglio realizzate in ottone o alluminio con uno spessore di 1 - 2 mm. Non vale la pena usare l'acciaio, in particolare l'acciaio inossidabile, a causa della sua bassa conduttività termica.

Ogni coperchio ha sei fori per bulloni da 3 mm e la parte superiore ha due fori aggiuntivi. Uno è per il manicotto attraverso il quale deve passare l'asta del dislocatore, l'altro è per l'installazione del cilindro di potenza.

Come manicotto per l'asta del cilindro, puoi usare un pezzo di matita da cui è stata rimossa l'asta di grafite. Prendi un ferro da calza corto come asta di spostamento.

Se il suo diametro è maggiore del diametro del foro, ricavarne un cosiddetto "trapano a cannone". Mettilo in un trapano e a bassa velocità fai un foro nella boccola. Se questo lavoro viene eseguito con cura, otterrai un buco in cui lo stelo si muoverà facilmente, ma quasi senza gioco. La grafite di una matita può essere utilizzata come lubrificante.

Più è caldo, più è freddo
Tagliare un anello da una bottiglia di plastica

Più è caldo, più è freddo
Trapano a cannone e il suo lavoro

Più è caldo, più è freddo
Realizzare un pistone senza l'ausilio di un tornio: 1 - cilindro di potenza; 2 - inserto di latta

Più è caldo, più è freddo
Schema della macchina tagliaschiuma più semplice: 1 trasformatore 12/220V con secondario isolato; 2 - filo di nicromo

Crea un cilindro di potenza da un pezzo di manicotto di ottone da una cartuccia di fucile da caccia. Se il coperchio è in ottone, è possibile saldare il manicotto. Se in alluminio, saldare una flangia di stagno al manicotto e avvitarla al coperchio con viti autofilettanti.

È meglio girare il pistone su un tornio, ma se non c'è la macchina, puoi saldarlo dallo stagno. Per fare questo, taglia una striscia di latta e stendila più volte attorno a un'asta liscia. Di conseguenza, acquisirà elasticità e capacità di raggomitolarsi a spirale. Inserisci due pezzi di tale spirale nella manica e, spingendola gradualmente verso l'esterno, salda la cucitura al suo interno. Salda il coperchio al cilindro risultante, segatura, pratica un foro e avrai un pistone.

Tagliare il dislocatore dalla schiuma utilizzando un filo di nicromo caldo. (Il nicromo può essere prelevato da un vecchio saldatore.) Nella figura è mostrato uno schema di un dispositivo per realizzare un dislocatore.

Il pistone e l'asta del dislocatore, come già accennato, sono collegati alla manovella mediante bielle.

L'albero motore è piegato dal filo di acciaio. È montato su rack di latta. A un'estremità, collegare un'elica adatta. Per evitare lo spostamento longitudinale dell'albero, mettilo su giunti con viti del costruttore per bambini.

Autore: L.Ilyin

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La capacità di tracciare i parametri fisiologici è necessaria per la ricerca scientifica, la diagnosi accurata delle malattie e il monitoraggio della salute del paziente.

Un modo efficace per raccogliere dati rilevanti è misurare parametri elettrici e di altro tipo utilizzando sensori. E se tutto è più o meno chiaro con l'attacco dei sensori alla superficie del corpo, attaccare l'elettrodo alla superficie dell'organo interno non è così semplice. Almeno, era prima dello sviluppo dei ricercatori giapponesi, che è descritto nelle pubblicazioni dell'Agenzia giapponese per la scienza e la tecnologia JST e Nature Communications.

I sensori dovrebbero essere attaccati a tessuti e organi umidi, morbidi e che cambiano forma utilizzando uno speciale gel a base di alcol polivinilico. Ha elasticità e altre proprietà necessarie per garantire un contatto affidabile dei sensori con i tessuti viventi per almeno diverse ore.

Finora, ovviamente, è arrivato solo fino agli esperimenti sugli animali. Ma questi esperimenti hanno confermato la fattibilità dell'idea. Gli scienziati sperano che nel tempo lo sviluppo trovi applicazione nei dispositivi medici e nelle protesi.

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