水飲み鳥
水飲み鳥は基本的には熱機関であり、温度差を利用して熱エネルギーを運動エネルギーに変換して仕事を行う。他の熱機関と同様に、水飲み鳥は熱力学的サイクルの繰り返しによって動く。系の初期状態は鳥の頭が濡れた状態で直立し、これが軸における初期振幅になる。
サイクルは以下のように働く。
頭部から水が蒸発する(マクスウェル分布)
蒸発により頭部の温度が下がる(蒸発熱)
温度の低下により頭部のジクロロメタン蒸気が凝集する
温度の低下と凝集により頭部の気圧が下がる(理想気体の状態方程式)
頭部と胴体の気圧差により管内の液面が上昇する
液体が頭部に流れ込むことで重心が上がり、前方へ傾く
傾くことで管の下端が液面より上に出る
蒸気の気泡が管を通って上昇し、液体は下降する
液体が胴体に流れ、頭部と胴体の気圧が平衡する
液体が胴体へ戻ったことで重心が下がり、鳥は元の直立状態に戻る
水を入れたコップ等が置かれ、嘴が降りたとき水に浸されるようになっていれば、水飲み鳥は水を吸収し続けてサイクルは繰り返され、頭部を湿らせるに足るだけの水がある限り動作は続く。ただし水が無くても、頭部が湿っているか、もしくは頭部と胴体の温度差が持続される場合にも動作は続く。蒸発熱なしで温度差を持続する手段としては、例えば胴体部を熱することで頭部との気圧差を作り出せばこの熱機関は駆動する。本質的なエネルギー源は周囲環境の熱であり、この玩具は永久機関ではない。