TOPLINSKI STROJEVI 1 EDNA PTICA 2 BRODI NA

TOPLINSKI STROJEVI 1. ŽEDNA PTICA 2. BRODIĆ NA SVIJEĆU 3. CROOKESOV RADIOMETAR

1. ŽEDNA PTICA - jednostavni toplinski stroj (toplina → rad) • Opažanja: – dvije staklene kugle spojene s cijevi – donja kugla (tijelo) napunjena je tekućinom, a na gornjoj (glavi) je kljun koji je prekriven materijalom koji upija vodu – ptica se pokreće uranjanjem kljuna u vodu – ptica nakon toga “sama” pije vodu

mehanizam žedne ptice Isparavnje vode s kljuna Smanjenje temperature glave Smanjenje tlaka u glavi i podizanje razine tekućine Podizanje središta sile (nestabilnost) Padanje ptice i ponovno uranjanje kljuna u vodu

termodinamika žedne ptice Øuzima energiju iz okoline (1. zakon termodinamike) Øtemperaturna razlika između tijela i glave ptice (2. zakon termodinamike) Postoje dva termodinamička kružna procesa: 1. Proces koji stvara temperaturnu razliku glave i tijela – otvoreni sustav • Strujanje zraka • Isparavanje vode • Smanjenje temperature glave 2. Proces unutar ptice – zatvoreni sustav • dva spremnika (glava i tijelo) • radni fluid (mali dio metilen klorida koji isparava) • klip (stupac tekućine)

Ptica izvodi kružni proces – nešto kao Rankinov proces Korisnost – računa se prema Carnotovom kružnom procesu jer taj proces daje najveću korisnost Prosječan dan: T vlažno = 14°C, T suho = 19°C ŋ= Korisnost ptice ŋ=2%

2. BRODIĆ NA SVIJEĆU Brodić – igračka kao primjer toplinskog stroja (toplina → rad) • Građa: – metalni bojler – dvije cjevčice – svječica (izvor topline) NEMA POKRETNOG DIJELA

• Opažanja: - cjevčice i bojler napunjeni su vodom - metalni bojler zagrijava svjećica - bojler počinje vibrirati – stvara se zvuk (pop, …) - brodić se giba dok svjećica gori • Opis rada - bojler pun vode, voda proključa – stvori veliki volumen pare - para istiskuje vodu iz cijevi - naglo istiskivanje vode iz cijevi pokreće brod - u bojleru se hladi para, kondenzira se i povlači vodu

• Zašto brodić ne ide nazad – nazad nego samo naprijed? -zakon očuvanja količine gibanja: Izbacivanje vode = gibanje naprijed Usisavanje vode = gibanje nazad Viskoznost – ključna za gibanje broda Prilikom izbacivanja voda izlazi kao mlaz jer zbog viskoznosti ne može zaobiči ugao Prilikom usisavanja voda ulazi iz svih smjerova pri tome se ponište neki smjerovi.

3. CROOKSOV RADIOMETAR Toplinski stroj – toplina se pretvara u rad (vrtnju u horizontalnoj ravnini) • Građa: – stakleni balon djelomično vakumiran – četiri metalne pločice (crna i srebrna strana) – svječica (izvor topline) Opažanja: - metalne pločice se mogu vrtjeti u horizontalnoj ravnini - kad dovedemo izvor topline - rotacija prema svjetlijoj strani - radiometar u hladnoj okolini - rotacija prema tamnoj strani

• Opis rada - termalna transpiracija - tlak oko metalnih ploča jednak - nakon zagrijavanja crna strana toplija, gustoća zraka manja, strujanje od hladnije (srebrne) prema toplijoj (crnoj) strani - tlak uz crnu stranu veći - stvara se sila koja okreće pločice prema svjetlijoj strani