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          상품번호 : 193
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          물먹는 새
          판매가 15,000
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          전자상거래 상품정보 제공 고시
          품명 및 모델명 물먹는 새
          법에 의한 인증 허가 해당 사항 없음
          제조국 또는 원산지
          제조자
          A/S 책임자와 전화번호 또는 소비자상담 관련 전화번호 (주)나노게터스 1588-7668
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               물먹는 새 (Drinking Bird)     



          밀폐된 새의 몸통 일부를 채우고 있는 액체는 증발이 쉽게 일어나는 특성을 갖고 있답니다. 그래서 새의 몸통에 압력변화가 생기게 되면 액체는 이동을 해서 그로인해 새는 고개를 숙였다 들었다 하는 움직임을 갖게 된답니다. 마치 오뚜기처럼 계속 움직이는 새는 마치 물을 먹는 모습과 같은데 함께 해볼까요?


          - 규격:가로18cm 세로5cm 높이5cm




          새 부리의 표 면에서 액체가 증발하여 외부와 기압차이가 생기면 몸 속의 액체 내부에 압력이 작용 하게 되고그 결과 기다란 목의

          윗부분으로 액체가 올라오게 되는 것이다이 때 새의 몸 속 균형이 깨지면 무게중심이 머리 쪽으로 이동하게 되고 새의 머리는 물이 담긴

          컵쪽으로 내려오게 되는 것이다그리고 새의 머리가 물 속에 잠기면서 수평을 유지하게 되면몸 아래쪽 액체의 양이 증가하게

          되고 무게중심은 몸의 뒤쪽으로 이동하게 되므로 다시 새가 똑바로 서게 된다. 

          이후 새의 머리 쪽 물이 증발 하게 되면 다시 같은 공정을 계속하게 되는 것이다.


              내부에는 강한 휘발성(증기압력)이 큰 에테르와 그 증기로 차 있다. 

          에테르는 실온에서 쉽게 증발하지만, 에테르의 포화증기의 압력은 온도변화와 더불어 급속하게 변화한다. 그래서 새가 똑바로 섰을 때,

          새 머리와 몸통 양쪽 구에는 에테르의 증기가 있게 된다. 이 새의 머리가 물에 젖으면 그 온도는 주위의 온도보다 얼마간 낮아진다. 

          그러므로 수분을 잘 흡수하고 잘 발산시키는 다공질의 재료(스펀지같은)로 머리를 만들면 급속하게 온도를 변화시킬 수 있다. 

          수분이 급속히 증발하면 유리관과 하부의 탱크보다 머리의 온도가 낮아진다. 그러면 이번에는 머리 속의 에테르의 포화증기의 압력이

          약해지고 액체 상태의 에테르는 하부 탱크의 강한 압력에 의해서 몸통관을 따라서 위로 밀려 올라간다. 그러면 중심이 이동해서 새는

          물을 마시는 수평위치를 잡게 된다.

           

              이 수평 위치에서 전혀 별개의 두 가지 조작이 이루어진다.

              첫째는, 새는 다시 한번 머리에 물을 묻힌다.                 

              둘째는, 머리와 하부 탱크에 있는 에테르의 포화증기가 몸통관을 통해서 뒤섞여져 증기의 압력이 같아지고

          (또한 주위의 공기가 갖는 열에 의해 증기의 온도는 조금만 상승한다)액체는 스스로의 무게에 의해서 몸통관으로부터 

          하부 탱크로 유입된다. 이렇게해서 새는 다시 똑바로 선다. 새는 이 과정을 머리에 젖은 물이 모두 증발할 때까지 반복한다.




          가. 열역학의 법칙

              열역학 제 1법칙

          물체에 일을 해 주면 그만큼 내부 에너지는 증가하고, 물체가 외부에 일을 하면 내부 에너지는 그만큼 감소한다.

          기체에 열을 가하면 온도가 상승하므로 내부 에너지가 증가할 뿐만 아니라 기체가 팽창을 하면서 외부에 일을 하게 된다.

          이 때 가한 열량을 라고 하고, 외부에 한 일을 라 하면 증가한 내부 에너지의 양은 ΔU=Q-W가 된다.


           


          이것이 열에너지를 포함하는 에너지 보존 법칙으로 열역학 제 1법칙이다.

              열역학 제 2법칙

          열역학 제1법칙은 에너지가 보존된다는 것을 나타낸다. 그러나 에너지는 보존되지만, 자연계에서 실제로 일어나지 않는 

          많은 과정들이 있다. 예를 들어 차가운 물체에 뜨거운 물체를 접촉시키면 뜨거운 물체에서 차가운 물체로는 열이 전달되지만, 

          반대의 과정은 자발적으로 일어나지 않는다. 

          만약 열이 차가운 물체에서 흘러 나와 뜨거운 물체로 흘러 들어간다고하면 에너지는 보존되어 열역학 제1법칙은 만족한다.

          그러나 자연현상에서 이러한 일은 일어나지 않는다.이러한 비가역성을 설명하기 위해19세기 후반의 과학자들은 열역학 제2법칙이라는

          새로운 원리를 발표하였다. 이 법칙으로 자연계에서 일어나지 않는 과정이 어떤 것들인가에 대한 설명이 가능해졌다.

          열역학 제1법칙이 과정 전과 후의 에너지를 양적(量的)으로 규제하고 있는 데 비하여, 

          제2법칙은 에너지가 흐르는 방향을 규제하는 성격을 띠고 있다. 

          따라서 이 법칙에 의하면 하나의 열원에서 열을 받아 이것을 일로 바꾸되 그 외 어떤 외부의 변화도 일으키지 않는 열기관인 

          제2종 영구기관의 제작은 불가능하다고 할 수 있다.

          한편 물체의 상태만으로 결정되는 엔트로피라는 양을 정의하고 이것으로 , 제2법칙에 대해, '열의 출입이 차단된 고립계에서는 

          엔트로피가 감소하는 변화가 일어나지 않고, 항상 엔트로피가 증가하는 방향으로 변하며, 결국에는 엔트로피가 극대값을 가지는 평형상태에 도달 한다'고 할 수 있다.

          나. 물 먹는 새의 열역학적 이해이 장난감은 열기관이다.

          아래 부분에서 열을 흡수하고 그 열의 일부는 차가운 위 부분에서 밖으로 내보내는 것이며 그 사이에 물을 먹는 일(work)이 나온다.

          물론 일의 크기는 들어간 열과 나오는 열의 차이다. 열역학2법칙에 의하여 온도가 같으면 열기관의 효율이0, 즉 일이 나오지 않는다. 

          (열역학 2법칙: 최대 열효율 = (T-T')/T.) 즉 차가운 곳과 더운 곳이 있어야한다. 새의 머리 부분을 덥고 있는 스펀지가 늘 물의 공급을

          (물먹는 동작을 통해서)받아야 되고 그 물이 증발해야 온도차가 유지되어야 한다. 습기가 많은 환경에서는 잘 되지 않는 것이 바로 그 

          유이다.

          다. 물 먹는 새가 영구기관이 아닌 이유

          가만히 내버려두어도 새가 움직이기 때문에 혹시 영구기관이 아닐까 생각해 볼 수 있다. 그렇지만 에테르의 증발과 응축은 결국 

          온도 차이에 의해서이다. 특히 에테르가 증발하려면 적당한 온도가 되어야 한다. 아마 이 장난감을 남극으로 가져간다면 적당한 열을

          가해줄 때까지 꼼짝도 하지 않을 것이다. 태양열이 가해짐으로써 실온이 유지되고,그렇기 때문에 이 새가 계속 작동할 수 있는 것이다.

          온도 차이로 인해 작동한다는 것은 사람이 직접 가해준 열이 아니더라도 어쨌든 계속해서 온도 차이를 지속시켜주어야 할 열이 필요하다는 뜻이 된다.

          그러므로 영구기관은 될 수 없다.




            1.  부리 부분에 물을 묻히고 새가 머리를 숙일 때 부리가 물에 닿도록 물이 담긴 비커를 준비한다. 

           시간이 지나면서 새의 움직임을 관찰한다. 어떤 현상이 일어나는가? 

           새가 스스로 물을 먹을 수 있는 이유는 무엇인가?

            2.  더 빠르게 새가 물을 먹게 할 수 있는 방법은 무엇일까?

            3.  팬을 돌려 바람을 불어주면 어떻게 될지 예측해 보자.

            4.  새는 찬물과 더운 물 중 어느 쪽을 좋아하는가?
            5.  건조한 날과 습도가 많은 날 차이가 있는가? 이것을 이용하여 공기 중의 상대습도를 구할 수 있을까?
            6.  새의 머리 위에 물통을 얹어 놓으면 어떻게 될지 예측해 보자.
            7.  새는 영구적으로 이 운동을 계속할까?
           
                (물이 모두 증발할 때까지만 운동함)
            8.  물 먹는 새가 작동하기 위한 조건은 무엇일까?
           
                 (머리와 몸통 사이의 온도차)






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