« ¿Por qué el cielo es azul? y la producción en serie | Home | La entropía y el creacionismo »
El pajarito bebedor y la entropía
Seguramente todos hemos visto alguna vez este juguete al menos en las caricaturas:
¿Cómo funciona?
Este pajarito pareciera desafiar todas las leyes de la física. Mete su cabeza en un vaso de agua, inmediatamente se endereza y empieza a oscilar. Pero la oscilación no se amortigua del todo, el pájaro se inclina de nuevo, bebe en el vaso y empieza de nuevo su movimiento como si fuera una máquina de movimiento perpetuo.
La segunda ley de la Termodinámica afirma que para transformar el calor (que es movimiento molecular aleatorio) en trabajo (movimiento organizado en gran escala) es necesario transferir calor desde un objeto caliente a uno más frío, en otras palabras, si no hay diferencia de temperatura, no hay trabajo.
Esto precisamente es lo que explica al pájaro bebedor.
El cuerpo del pajarito está hecho de un tubo de vidrio con un bulbo en un extremo, que es precisamente la cabeza del pajarito, hay otro bulbo de cristal en el otro extremo (la cola, que es un bulbo más grande que el de la cabeza). Tiene en su interior algún líquido con un punto de ebullición bajo, por lo que todo el sistema de vidrio se llena de vapor. Cuando el pajarito está vertical, el vapor en su cabeza no está en contacto con el líquido de su cola.
Cuando la cabeza del pajarito se mete al agua, la cabeza del pajarito se empapa (tiene una esponja), al mismo tiempo que debido a que en ese momento el pajarito está en posición horizontal, entran en contacto más moléculas del vapor con el líquido. Como dijimos previamente, la cola es más grande y contiene más líquido que la cabeza por lo que el centro de gravedad está desplazado hacia este extremo, lo cual hace que el pajarito se ponga solo en posición vertical.
La cabeza, que ahora está mojada se enfría por la evaporación del agua. En los gases, a volumen constante, la presión y la temperatura son variables muy sensibles (ley de Gay-Lussac). La presión del vapor cerca de la cabeza disminuye, lo que hace que la columna del líquido suba hacia la cabeza, haciendo la función de un péndulo haciendo oscilar al pajarito. El movimiento del péndulo va disminuyendo con el tiempo hasta que hay suficiente líquido cerca de la cabeza para que se repita el ciclo al ponerse el pajarito horizontal y absorber más agua con la esponja.
El pajarito evidentemente es un juguete científico, de diseño muy sensible.
Publicado por Cinthia Astrid Reyes Lozano
May 14th, 2009 at 2:53 pm
[...] Un ejemplo de la aplicación de esta ley es el “pajarito bebedor“. [...]
May 14th, 2009 at 6:51 pm
[...] de máquinas perpetuas y entropía… es una forma adicional de dispersión de [...]
May 17th, 2009 at 11:07 pm
[...] explicar la termodinámica publiqué un artículo sobre el “pajarito bebedor” que aparece en los Simpsons, sólo para que se den una idea de la intención general del [...]