Alíkovina

Zábavná fyzika: Nejjednodušší parní loď na světě

vydáno  •  Zábavná fyzika
Parní lodě nemusí být jen složité stroje plné hýbajících se součástek a polykající lopaty uhlí. K postavení loďky, která hravě překoná i větší rybník, nám totiž postačí několik věcí z železářství.

Paroloď, © Jan Havlík a Petr Holzhauser

Co budeš potřebovat?

  • plastovou lahev
  • měděnou trubičku o průměru 3 až 5 mm
  • tyčku o průměru 1,5 cm
  • hřebík
  • čajovou svíčku a zapalovač
  • nůž na koberce
  • pilku na železo
  • smirkový papír nebo pilník

Jak na to?

Tělo lodi tvoří podélně rozříznutá plastová lahev. Nejvhodnější jsou pevnější bílé polyethylenové lahve, které drží dobře tvar a lze je snadno rozříznout. V případě, že jsi zručnější, můžeš si zkusit vyrobit i .složitější loďku z plechovky od sardinek nebo ze dřeva. Jako zdroj tepla nám poslouží čajová svíčka v hliníkovém kalíšku. Díky svému tvaru nemá snahu loďku převracet a vydrží ji pohánět dlouhé hodiny.

Fotogalerie

Motor loďky je vyroben z měděné trubičky o průměru 3 až 5 mm, kterou seženeš v železářství, v potřebách pro modeláře nebo ve sběrných surovinách z vysloužilé ledničky. Trubku zkrátíme na požadovanou délku pilkou na železo a otřepy očistíme pomocí smirkového papíru.

Uprostřed trubičky vytvoříme spirálu jejím opatrným navinutím na tyčku o přibližném průměru 1,5 cm. Lze použít např. silnější fixu, tužkovou baterii nebo rukojeť vařečky. Hřebíkem uděláme ve spodní části lahve dvě díry, kterými prostrčíme konce trubičky. Trubičku vytvarujeme tak, aby oba konce byly pod hladinou vody a špička spirály v místě, kde bude plamen svíčky. Naše loďka je hotová.

Vzhůru na vodu!

Před spuštěním loďky musí být trubička zcela naplněná vodou a oba její konce zanořené pod hladinou. Pokud je vše v pořádku a loďka stabilně pluje po hladině, můžeme zapálit svíčku. Po rozhoření upravíme její pozici tak, aby se plamen dotýkal špičky cívky. V okamžiku, kdy voda uvnitř trubičky začne vřít, se loďka rozechvěje a zvolna rozjede. Činnost motorku můžeme sledovat v podobě drobných vlnek vznikajících za loďkou při každém jeho pulzu.

Jak to funguje?

Plamen svíčky zahřívá vodu v měděné trubičce k varu. Vznikající pára se rozpíná, vytlačuje vodu ven z trubičky a pohání tak loďku kupředu. Rozpínající se pára je ochlazována studenými stěnami a kondenzuje vzápětí zpět na vodu. Vznikající podtlak pak znovu naplní celou trubičku studenou vodou a vše se může opakovat od začátku. Možná vám vrtá hlavou, jestli by loďka správně neměla při nasávání vody couvat. Voda při nasávání však velmi rychle narazí na stěnu cívky, čímž popostrčí loďku dopředu a vyrovná tak případný pohyb zpět. Vzhledem k rychlosti motorku tak u naší lodičky pohyb zpět nejspíše vůbec nepostřehneme.

Tento díl seriálu „Zábavná fyzika“ pro vás připravili Jan Havlík a Petr Holzhauser, Katedra učitelství a humanitních věd, VŠCHT Praha. Námět experimentu pochází ze stránek http://scitoys.com/.

Autor:
» přejít do diskuse

Diskuse k článku  (4)

Příspěvek z 30. listopadu 2014 ve 23:08.
Sani-von-Pfani v něm napsal:

Jsem to špatně odentroval 18
Jako malé děti jsme tenhle parní pohon dělali s tátou. Měli jsme více závitů, ale hlavně jeden konec trubičky byl kratší. Když se totiž začne voda vařit, uniká pára cestou nejmenšího odporu, tedy tím kratším koncem. tím delším si pomalinku nasává.

Příspěvek z 30. listopadu 2014 ve 23:03.
Sani-von-Pfani v něm napsal:

Myslím, že je tam přece jen chyba

Příspěvek z 23. listopadu 2014 ve 14:39.
hawkzn v něm napsal:

Dobrý den,

děkuji vám za vaše podněty ke článku, které mě donutily se nad ním znovu zamyslet. Dovolím si však s vašimi námitkami nesouhlasit.

1. Čajová svíčka má podle výrobců udávanou dobu hoření 3-5 hodin. Pro účely tohoto experimentu si dovolím považovat tento čas za dlouhé hodiny. Pokud nevěříte, berte to jako námět na domácí experiment.

2. Vámi udávaný mechanismus funkce motorku zní rozhodně uvěřitelně. Asi se shodneme, že se vše točí kolem zachování momentu hybnosti. Domnívám se však, že mnou popsaný výklad je správný. Důvod proč by byl na delší diskusi. Dovolím se vás proto odkázat na anglickou Wikipedii, kde je mechanismus stručně probrán:
http://en.wikipedia.org/wiki/Pop_pop_boat

Jan Havlík