写真1
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ひと昔前、「水飲み鳥」(「平和鳥」とも呼ばれています。)というおもちゃがよく売られていました。最近はあまり見かけませんが、科学館などのミュージアムショップに行くと、隅の方にポツンと置かれているのを見ることがあります。
この鳥はガラスの管でできていて、中には赤または青に着色された液体が封入されています。そしてお尻には鳥の羽根が一本飾られています(写真1)。
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写真2 |
頭を下げてコップの水にくちばしを突っ込み、すぐにひょいと頭を下げて何回か頭を上下に振り、しばらくしてまたくちばしを水に突っ込んでまた戻って…と、水を飲むような動きをずっと繰り返します。(写真2)
「なぜ、こんな動きをするのだろう?」子どもの頃、不思議に思いました。
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中の液体の正体はエーテルです(最近はエチルアルコールを使っています)。沸点が低く、常温ですぐ蒸発します。
最初は、鳥の頭を少し水でぬらしてやらなければなりません。鳥の頭が水でぬれると、気化熱によって頭部の温度が下部よりも下がります。その結果、頭部のエーテルの蒸気圧が下部よりも下がります。つまり下部のほうが蒸気圧が高くなるのです。あたたまってエーテルが蒸発し、高くなった蒸気圧によってエーテルが押されて上昇します。( 図1) |
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頭が重くなると下がって水を飲むようなかっこうになるのです。鳥のからだが水平になり、ガラス管の上部が下部のエーテルの液面より高くなった時、自分の重みでガラス管内のエーテルが下に戻っていきます。(図2) |