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LABORATÓRIO CIENTÍFICO INFANTIL
Quanto mais quente, mais frio. Laboratório de Ciências para Crianças
Diretório / Laboratório de Ciências para Crianças Todo mundo sabe: para o funcionamento de um ventilador de mesa, é necessária uma rede elétrica ou pelo menos uma bateria. Mas não sempre. O leque foi feito por alunos da escola técnica do engenheiro japonês Koishi Hirata.
O dispositivo é muito elegante do ponto de vista técnico e não é inútil. Você pode levá-lo em uma caminhada e colocá-lo em uma barraca, usá-lo em uma casa em um jardim onde não há eletricidade. Se levarmos em conta também que um terço da humanidade hoje vive com lamparinas a querosene, então um ventilador movido a vela deve ter um mercado enorme. O motor do ventilador consiste em dois cilindros. Um deles, vamos chamá-lo de principal, é uma caixa cilíndrica plana. Sua parte inferior é aquecida por uma vela e a tampa superior emite calor para o ar circundante. A tampa e o fundo são feitos de metais que conduzem bem o calor, como cobre ou latão. A parede cilíndrica que os conecta é feita, por exemplo, de materiais que conduzem mal o calor, como vidro ou plástico. Um cilindro de força é montado na tampa, cujo pistão, por meio de uma biela, é conectado a uma das manivelas do virabrequim. Dentro da caixa há um deslocador de espuma. Sua haste está conectada à segunda manivela do virabrequim. Ambas as manivelas estão localizadas em um ângulo de 90° entre si.
Veja como o motor funciona. Imagine que no primeiro momento o pistão do cilindro de força esteja no ponto morto inferior (1). Nesse caso, o deslocador, conectado por meio de uma biela a outra manivela, ficará na posição intermediária. O ar abaixo dela vai aquecer e expandir. Isso fará com que o pistão do cilindro de potência suba, realizando trabalho (2). O deslocador ao mesmo tempo começará a se mover para a posição superior extrema e o processo de aquecimento será ainda mais rápido. Logo o pistão de força atingirá seu ponto morto superior (3). O deslocador estará novamente na posição intermediária. (Observe que quase nenhum trabalho é gasto em seu movimento, porque o ar, graças ao intervalo, flui livremente em torno de suas bordas.) Quando o deslocador estiver na parte inferior (4), começará o resfriamento do ar através da tampa superior do cilindro. A pressão diminuirá e o pistão começará a se mover em direção ao ponto morto inferior. E assim sem fim. A parte mais difícil do motor é o cilindro principal de duas placas, apertadas com parafusos e porcas, entre as quais é colocado um anel de plástico com diâmetro de 120 mm. Pode ser cortado de uma garrafa de água mineral. As bordas do anel devem estar perfeitamente niveladas e paralelas entre si, caso contrário você não obterá o aperto do cilindro. (Para cortar o anel com cuidado, é melhor fazer o dispositivo de corte mais simples mostrado na figura.)
As placas inferior e superior - as tampas do cilindro principal - são melhor feitas de latão ou alumínio com espessura de 1 a 2 mm. Não vale a pena usar aço, principalmente aço inox, devido a sua baixa condutividade térmica. Cada tampa tem seis furos de parafuso de 3 mm e a parte superior tem dois furos adicionais. Um é para a manga por onde deve passar a haste do corpo imerso, o outro é para a instalação do cilindro de potência. Como manga para a haste do cilindro, você pode usar um pedaço de lápis do qual a haste de grafite foi removida. Pegue uma agulha de tricô curta como a haste do deslocador. Se seu diâmetro for maior que o diâmetro do orifício, faça a chamada "broca de canhão" com ele. Coloque-o em uma furadeira e em baixas rotações faça um furo na bucha. Se esse trabalho for feito com cuidado, você obterá um orifício no qual a haste se moverá com facilidade, mas quase sem folga. O grafite de um lápis pode ser usado como lubrificante.
Faça um cilindro de força com um pedaço de manga de latão de um cartucho de rifle de caça. Se a tampa for de latão, a luva pode ser soldada a ela. Se alumínio - solde um flange de estanho na luva e aparafuse-o na tampa com parafusos autorroscantes. É melhor girar o pistão em um torno, mas se não houver máquina, você pode soldá-lo de estanho. Para fazer isso, corte uma tira de lata e estique-a várias vezes em uma haste lisa. Como resultado, ele adquirirá elasticidade e a capacidade de se enrolar em espiral. Insira dois pedaços dessa espiral na manga e, empurrando-a gradualmente para fora, solde a costura nela. Solde a tampa ao cilindro resultante, serragem, faça um furo e você terá um pistão. Corte o deslocador da espuma usando um fio de nicromo quente. (O nicromo pode ser retirado de um ferro de solda antigo.) Um diagrama de um dispositivo para fazer um deslocador é mostrado na figura. O pistão e a haste do corpo imerso, como já mencionado, são conectados à manivela por meio de bielas. O virabrequim é dobrado de fio de aço. É montado em prateleiras de estanho. Em uma extremidade, prenda uma hélice adequada. Para evitar o deslocamento longitudinal do eixo, coloque nele acoplamentos com parafusos do construtor infantil. Autor: L.Ilyin
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