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水飲み鳥(みずのみどり、英: drinking bird)は熱力学で作動する熱機関の玩具で、鳥が水場から水を飲む動きを模倣している。平和鳥(へいわどり)、ハッピーバードなど様々な名前で商品化されている。
水飲み鳥は2つのガラスの球(上側の球が頭部、下側が胴部)を管(鳥の首)で繋いだ形をしている。管は下側の球の底近くに達しているが、上側の球の端までは達していない。内部にはジクロロメタン(塩化メチレン)の液体が入っており、内部の空洞は気化したジクロロメタンで満たされ、空気は抜かれている。
頭部はフェルトのような材料で覆われ、嘴が取り付けられている。装置全体は首の回転軸で支えられている(また軸のポイントは変えられるものも多い)。多くの場合、目玉とシルクハットと尾羽で飾りつけられ、ジクロロメタンは着色されている。
見た目は玩具であり実際そのように分類されるが、取り扱いには注意が必要である。初期の製品は可燃性の液体(エーテルなど)を用いたものが多い。新しいものは難燃性のジクロロメタンを用いている。ただしジクロロメタンは皮膚や肺にとっては刺激物であり、また長期間にわたり接触・吸引した場合肝毒性を持ち、発癌性の可能性もある[1]。水飲み鳥を破損させないよう、とくに子供や動物の近くに置かれている場合は気をつけるべきである。
水飲み鳥は以下に述べるような複数の物理法則の興味深い展示であり、そのため基本的な物理学や化学の教育で利用されている。
水飲み鳥は基本的には熱機関であり、温度差(頭部が胴部に比べて温度が低い)を利用して熱エネルギーを運動エネルギーに変換して仕事を行う。他の熱機関と同様に、水飲み鳥は熱力学的サイクルの繰り返しによって動く。系の初期状態は直立し、これが軸における初期振幅になる。
頭部が濡れた状態ではサイクルは以下のように繰り返される。
頭部が乾かない限り、サイクル動作は繰り返される。水を入れたコップ等が置かれ、嘴が降りるたびに水に浸されるようになっていれば、その水を吸って、頭部は常に濡れた状態を保つ。
一般には何らかの方法で頭部を冷やすもしくは胴部を熱するかし温度差が持続されれば動作は続く。本質的なエネルギー源は周囲環境の熱であり、この玩具は永久機関ではない。
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