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Titolo: Il magico picchio del moto perpetuo

Salve a tutti,
 Avrete visto di sicuro da più parti il famoso picchio che beve
all'infinito, anche se magari è più un'americanata.
http://www.thinkgeek.com/geektoys/science/981b/
Ora, non mi è proprio chiaro come possa funzionare.
Nelle varie spiegazioni si dice che il becco si immerge nell'acqua,
quando esce dall'acqua questa evapora assorbendo calore e quindi
raffreddando una parte dell'uccello. Questo è pieno di una particolare
sostanza che è al punto di ebollizione in equilibrio col suo vapore
saturo. Una piccola differenza di temperatura cambia tremendamente il
volume di vapore presente dando luogo a vari travasi  di liquido tra i
vari recipienti che hanno forma apposita. Questo fa spostare il centro
di massa e il picchio si inclina da un lato o l'altro.
Tutto chiaro tranne un piccolissimo passaggio.
"l'acqua evapora assorbendo calore QUINDI RAFFREDDANDO la superficie
da dove è evaporata".
Sta bene che l'acqua per evaporare assorba calore, ma perchè questo
deve far diminuire la temperatura della superficie da cui è evaporata?
La cosa mi è completamente illogica. Anche se sperimentalmente la
vedo, e non solo nel picchio.
Mi sa che il punto sta tutto nel capire cos'è che "si rinfresca" e in
che modo si rinfresca e quindi come si muovono i vari flussi di
calore.
Mi potere dare una mano?

 vedo, e non solo nel picchio.
Cioè, non ti è chiaro il fatto che un corpo che cede calore (a qualche
altro corpo) si raffredda? Allora la termodinamica te l'hanno
insegnata proprio maluccio!  :-)
(Naturalmente non stiamo considerando una trasformazione di fase del
corpo, cioè il becco del picchio, altrimenti la sua temperatura
rimarrebbe costante).

 insegnata proprio maluccio!  :-)
Mi è chiaro che se un corpo cede calore ad un altro questo si
raffredda.
Ovvio.
Non mi assolutamente chiaro perchè un corpo dovrebbe cedere calore ad
un altro corpo alla stessa temperatura!!

 un altro corpo alla stessa temperatura!!
L'acqua evapora e cosě facendo si raffredda (questo ti torna?) e il
corpo a contatto dell'acqua perciň gli cede calore in virtů della
differenza di temperatura.

 differenza di temperatura.
Non mi torna.
Cioč, questa č la spiegazione che mi sono / ho sempre dato. Ed č una
spiegazione che mi soddisfa se guardo solo stato finale vs. stato
iniziale. Insomma... soddisfa lasciando qualche dubbio!
"Parto da due corpi all'equilibrio termico ed arrivo con due corpi con
una differenza di temperatura"...Lascia parecchi dubbi su cosa č
successo in mezzo. Sarŕ energiticamente possibile ma questo tipo di
processi tipicamente sono molto svantaggiati e servono vari trucchi.
Quindi si vuol vedere di caso in caso qual'č stato il trucco.
Vorrei capire di piů il meccanismo di cosa succede.
Io mi ero detto "l'acqua assorbe energia dal corpo su cui č, e poi
evapora".
Tu invece mi ha detto che l'acqua assorbe energia da se stessa per
evaporare, poi, essendo diventata piů fredda, raffredda il corpo da
cui č evaporato.
In entrambi i casi ho dei dubbi sui passaggi che sono intercorsi. Come
ha fatto l'acqua a "prendere energia"?
Non č fondamentale per la comprensione del problema ma mi sembra piů
ragionevole l'idea che mi ero fatto io, viste varie esperienze. Ad
esempio l'effetto aumenta moltissimo soffiando sul corpo da cui
evapora l'acqua, l'ho visto sia provando col picchio che andando in
bicicletta e versandomi una borraccia d'acqua in testa. Da fermo non
si sente rinfrescarsi (esclusa la botta iniziale). Andando veloci, e
quindi evapora molta piů acqua, ci si sente rinfrescare parecchio. Se
fosse l'acqua che una volta evaporata raffredda i corpi che ha attorno
raffredderebbe l'aria che mi lascio dietro, non la pelle!!


No, non hai capito bene, non č il vapore d'acqua ad essere piů freddo,
ma l'acqua liquida dopo che parte di questa č evaporata.
Io la vedo cosě: nell'acqua liquida le energie delle molecole sono
distribuite secondo una certa curva (non so quale sia; la Maxwelliana
vale per un gas ideale e questo non mi sembra proprio il caso, ma non
ha importanza per il resto del discorso); le molecole piů veloci sono
quelle che abbandonano il liquido passando nella fase vapore, cosě le
velocitŕ delle molecole nel liquido devono ridistribuirsi e la media
si sposta perciň ad un valore piů basso, quindi la temperatura del
liquido diminuisce.

 raffredderebbe l'aria che mi lascio dietro, non la pelle!!
ciao
Soviet

 liquido diminuisce.
Grazie, era esattamente quello che mi sfuggiva!
Mi premurerò di andare a farmi punire da chi mi ha fatto passare
fisica 1.
Ringrazio anche Soviet_Mario per la risposta oltremodo dettagliata!

 RAFFREDDANDO la superficie da dove è evaporata".
scusa ma ho letto l'articolo varie volte ma proprio non riesco a trovare 
la frase che riporti tra virgolette, potresti fare qui il copy & paste 
della stessa frase in inglese cosi' eliminiamo malintesi ?
Quello che evapora (e sale percio' nella testa appesantendola) e' 
l'alcool, non l'acqua.

 l'alcool, non l'acqua.
Senza leggere "l'articolo", che poi è una pubblicità, ti dico come
funziona. (L'ho comprato).
In realtà su quella pubblicità spiegano pochissimo.
Ci sono due bocce messe in comunicazione dallo stelo, e tutto è pieno
del vapore di quell'alcool.
All'inizio l'alcool liquido è tutto nella boccia dalla parte dei
"piedi".
Si fa puciare il becco del picchio in un bicchiere d'acqua.
Il picchio si mette in piedi (ha tutto il peso in basso). Col
meccanismo "magico" di cui il topic l'acqua che ha bagnato la stoffa
sul becco evapora raffreddando la testa. Il vapore condensa e per
riempire il vuoto rimasto sale tutto l'alcool andando a riempire di
alcool liquido la boccia della testa.
Questo sbilancia il picchio(il fulcro è messo in un punto ben studiato
chiaramete) e gli fa puciare di nuovo il becco nel bicchiere d'acqua
facendo ripartire il ciclo.

 bicchiere d'acqua facendo ripartire il ciclo.
La spiegazione che danno loro e' diversa: l'alcool evapora --> sale nella 
testa --> fa inclinare il picchio
(e fin qui tutto collima con la tua spiegazione)
--> puccia il becco nell'acqua --> si raffredda (non perche' l'acqua 
evapora ma perche' e' uno o due gradi piu' fresca del picchio) --> 
l'alcool ridiscende --> il picchio si raddrizza --> l'alcool evapora --> 
e via di nuovo col ciclo.
Come dicevo, nel sito parlano di raffreddamento per immersione, 
l'evaporazione non e' citata.
Poi se hanno descritto male, questo non lo so, ma a me sembra plausibile 
il modo in cui lo descrivono.

 e via di nuovo col ciclo.
Guarda, ci abbiamo giocato in un po' appena ci è arrivato.
Capitava addirittura che salisse e si bloccasse(il baricentro era
posizionato male).
Ma soffiando sulla parte bagnata (5 minuti dopo che aveva puciato!!)
la testa si riempiva di alcool.
In effetti non ho ben capito come faccia a svuotarsi tutto appena
pucia.
In realtà per svuotarsi probabilmente dovrebbe scaldarsi, non
raffreddarsi. La spiegazione che ci siamo dati è un fatto puramente
meccanico(inclinandosi i tubi si mettono in una posizione tale da
permettere al vapore formatosi sotto di salire e all'alcool presente
sopra di scendere,cosa che invece prima non è permessa)
Cosa succede dopo che ha puciato però l'abbiamo ben controllato. E'
proprio l'evaporazione dell'acqua dal becco.

 l'evaporazione dell'acqua dal becco.
va be, se l'hai osservato bene funziona senz'altro come dici tu. Pero' 
l'articolo da una spiegazione diversa.
Il picchio non l'ho mai visto, ma ricordo anni fa erano piuttosto diffuse 
delle piccole ampolle di vetro piene d'alcool con dentro una spirale che 
portava ad una sfera posta in alto (tipo la testa del picchio). Bastava 
tenerle nel palmo della mano per pochi secondi e l'alcool bolliva e si 
trasferiva nella testa, passando attraverso la spirale. molto 
scenografico. Poi tenendo la mano intorno alla testa, l'alcool tornava 
giu'.
Ricordo benissimo che non cambiava di fase, saliva (o scendeva) e basta, 
rimanendo liquido.

 rimanendo liquido.
Basta intendersi sui termini...
Se per evaporare intendi "bollire nel senso della pentola con gli 
spaghetti", quello succede solo in condizioni un po' estreme. Ma basta 
che riscaldi un po' un'ampolla riempita in parte di alcool che una parte 
impercettibile della fase liquida evapora e la pressione (di vapore) del 
gas che si trova nella parte non occupata dal liquido aumenta di 
parecchio e, quindi, anche la pressione esercitata sulla superficie 
libera del liquido. Viceversa se raffreddi. Per piccole differenze di 
temperatura la pressione varia parecchio: magia dell'equazione di 
Clausius-Clapeyron!
Il picchio si basa su questa forte differenza di pressione in due setti 
a diverse temperature in modo di "pompare" liquido da una parte 
all'altra. Quando il picchio si inclina i due setti vanno in 
comunicazione e le pressioni si equilibrano ridistribuendo il liquido 
come all'istante iniziale.
La differenza di temperatura viene mantenuta facendo evaporare liquido 
sul becco ma, questo non lo dicono, funziona solo se ci si trova in 
condizioni di umidità non troppo alta. Provate al mare in una sera con 
la guazza e non funziona.
Daniele Fua
UniRomaUno