EL PÁJARO BEBEDOR

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN. 1ºBach.

La física del juguete científico

“El pájaro bebedor”.

ALICIA GARCÍA GARCÍACARMEN GÓMEZ GARCÍAROCÍO RASTROLLO LÓPEZCELIA SANTOS DÍAZ

Coordinadora: Emilia Gata MenaI.E.S Campos de San RoqueValverde de Leganés(Badajoz) 

“Hacéis, y sabéis por quéhacéis, pero no sabéis porqué sabéis que sabéis lo

que hacéis”Adso de Melk a Guillermo de Baskerville

El nombre de la rosa ‐ Umberto Eco

RESUMEN Hemos analizado el funcionamiento del juguete

científico llamado pájaro bebedor. El pájaro se pone en movimiento cuando se le da de beber. Hemos comprobado las oscilaciones producidas en medio minuto, por el pájaro, según el líquido del cual bebía. Experimentado con diferentes líquidos a diferentes temperaturas y disoluciones, en las que hemos variado las concentraciones. También hemos realizado la experimentación con diferentes condiciones climatológicas. Todo esto lo hemos comparado con distintos termómetros que hemos realizado en el laboratorio. Hemos visto la rapidez con la que ascendían los líquidos por el tubo unido al matraz.

PALABRAS CLAVES: oscilaciones, volátil, matraz, termómetros, concentración

SUMMARY We've analyzed how the scientific toy called drinking bird

works. The bird starts working when it is given a drink. We've checked the oscillations made by the bird for a minute according to the liquid it was drinking. We've also experimented with different liquids at different temperatures and with different solution, in which we've varied the concentration. We've also experimented with different atmospheric conditions. All of these have been compared with diverse thermometers we've created in the laboratory. We've studied how fast the liquids ascended the tube.

KEYWORDS: swings, volatile, flask, thermometers, concentration.

INTRODUCCIÓN El pájaro bebedor es una especie de juguete,

curiosidad u objeto decorativo. Consiste en un pájaro colocado junto a un vaso o recipiente con agua. Al calentar el líquido volátil de su interior, el pájaro se inclina e introduce su pico en el agua y luego vuelve a recuperar la vertical. Más tarde volverá a repetir la acción, y lo seguirá haciendo indefinidamente siempre que no le falte provisión de agua.

El pájaro consta de:

Dos bulbos de vidrio unidos por un tubo también de vidrio.

En el centro del tubo se tiene acoplada una barrita metálica, o fulcro.

En su interior hay un líquido volátil, cloruro de metileno normalmente, con un punto de ebullición de 34 ºC.

El bulbo superior, o cuerpo, unido directamente al tubo, está recubierto de un fieltro poroso, al igual que el pico.

El sombrero se encuentra sobre la cabeza, cubriendo una protuberancia picuda.

INFORMACIÓN INICIAL La información que

teníamos inicialmente es el funcionamiento del pájaro bebedor y los puntos de ebullición, de los distintos líquidos que hemos utilizado para fabricar nuestros propios termómetros.

OBSERVACIONES INICIALES El pájaro da menos oscilaciones

en medio minuto, si bebe un líquido a temperatura ambiente.

Si aumentamos la temperatura del líquido, el pájaro oscilará más y más rápido. Esto se debe, a que el pájaro en sí, es un termómetro que contiene un líquido con un punto de ebullición muy bajo y al darle de beber un líquido, con más temperatura subirá más rápido, y por tanto se concentrará todo en la cabeza y esto hará funcionar al pájaro más rápido.

PROPÓSITO Nuestro propósito ha sido

saber el funcionamiento físico del pájaro bebedor, para poder establecer alguna hipótesis válida. Además de comprobar las oscilaciones dadas en aproximadamente medio minuto, si al pájaro bebedor, le dábamos de beber distintos líquidos a diferentes temperaturas y lo hemos comparado con termómetros construidos por nosotras.

HIPÓTESIS A mayor temperatura del líquido, mayor número de oscilaciones.

Mientras más humedad en el ambiente, menor número de oscilaciones.

Las oscilaciones del pájaro no variarán según el líquido, sino según la temperatura del mismo.

Si el líquido está a temperatura ambiente, dará menor número de oscilaciones y, por tanto, tenderá a pararse antes de que haya pasado el minuto.

MATERIALES. Pájaro bebedor. Líquidos y disoluciones. Etanol y acetona. Báscula de precisión (0.1gr precisión). Placa calefactora.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL1. Comprobamos las oscilaciones del pájaro con diferentes

líquidos y disoluciones, a diferentes temperaturas; y también con los diferentes termómetros preparados por nosotras mismas.

2. Con un cronómetro, medimos las oscilaciones del pájaro con agua a temperatura ambiente.

3. Las medidas se han repetido 4 veces, cada una.4. Hemos hecho este mismo procedimiento con todos los

líquidos que hemos probado y con las diferentes disoluciones a las distintas temperaturas.  

5. Construimos los termómetros de etanol y acetona, para ello pusimos los líquidos, en un matraz de fondo redondo con un corcho en la superficie, atravesado por un tubo, por donde el alcohol o la acetona ascendía y así podíamos medir (en cm) la altura de subida de los líquidos por el tubo. Introducíamos el matraz de fondo redondo en vasos de precipitado, con los distintos líquidos.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Disoluciones y agua0

5

10

15

20

25

30

35

Pájaro bebedor en el laboratorio T=20ºC

20% NaCl ( T= 50ºC)50% NaCl ( T= 50ºC)75% NaCl ( T= 50ºC)Agua (T=20ºC)Agua (T=45ºC)Agua (T=50ºC)Agua (T=73ºC)Agua (T=95ºC)

Bebida del pajáro

Oscilacio

nes

AL VACÍO

Series10

5

10

15

20

25

Pájaro bebedor al vacío

Agua (T=17ºC)Agua (T=19ºC)Agua (T=50ºC)Agua (T=60ºC)Disolución NaCl TambienteDisolución NaCl T=50ºC

Bebida del pájaro

Núm

ero

de o

scilacio

nes

EN EL EXTERIOR

Tagua=17ºC Tagua=42ºC0

5

10

15

20

25

30

35

Pájaro bebedor en el exterior

Agua Texterior=14ºCAgua Texterior=15ºC (lluvía y viento)Agua Texterior=16ºC (viento)Agua Texterior=14ºC (lluvía)Sulfato Texterior=12ºC (lluvía y viento)

Bebida del pájaro

Oscilacio

nes

TERMÓMETRO DE ETANOL

Agua 20% de NaCl 50% de NaCl 75% de NaCl0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Termómetro de etanol

T=45ºCT=50ºCT=60ºC

Sustancia donde introducciomos el termómetro

Tie

mpo q

ue t

ard

a e

n s

ubir

en s

egundos

CONCLUSIONES El pájaro realiza más oscilaciones cuando el

líquido está a mayor temperatura; sin depender de la sustancia o de la densidad de la misma.

Las oscilaciones y la velocidad del pájaro aumentan en los días lluviosos y si hay viento.

Con el termómetro de etanol también hemos comprobado que dependiendo de las concentraciones de NaCl, sube en menor tiempo. Y hemos llegado a la conclusión de que a menos concentración más tiempo tarda en sobrepasar los 49 cm.

CONCLUSIONES La concentración de 50% de NaCl y 75% de NaCl

tardan el mismo tiempo. La principal diferencia entre el pájaro bebedor y

el termómetro de etanol es que en el primero no influye el tipo de sustancias o disolución mientras que en el termómetro de etanol aumenta o disminuye la velocidad de subida.

La principal relación que guardan el pájaro y el termómetro de etanol es que ambos actúan como termómetros. Pero el pájaro bebedor al tener cabeza y no poder salir el alcohol se queda retenido en ella y da lugar a las oscilaciones, mientras que el termómetro al no tener cabeza el alcohol sobrepasa el límite y sale al exterior.

LIMITACIONES  La principal, que aunque se han repetido varias

veces las medidas, creemos que no son muy precisas. Hemos utilizado, sólo dos líquidos volátiles, el etanol y

la acetona, en el laboratorio del centro no teníamos otros. Con la acetona dejamos de trabajar, ya que no subía por el tubo.

Nos ha faltado tiempo para probar con el pájaro bebedor construido por nosotras.

No hemos hecho muchas medidas en el exterior, lo ideal hubiera sido hacer las mismas comprobaciones durante varias semanas, anotando temperatura exterior, humedad de aire, viento, temperatura máxima y mínima del día, hora del día a la que se realizaba el experimento, presión,…

MEJORAS  Repetir más veces la toma de datos. Comprobar todo con el pájaro bebedor

construido por nosotras. Repetir la experiencia en el exterior

durante varias semanas. Construir un pájaro bebedor que

funcione con la luz solar.

AGRADECIMIENTOS Queremos concluir nuestra presentación

agradeciendo a:

• A nuestra profesora de Física y Química y Ciencias para el Mundo Contemporáneo, por apoyarnos durante el trabajo y ofreciéndonos toda su ayuda.

• A la Universidad de Extremadura por aceptar el trabajo.

• Finalmente, a la audiencia por su continuada atención a nuestro trabajo.