La frase "motore a vapore" ricorda spesso il motore a vapore di una locomotiva o auto Stanley Steamer, ma queste macchine hanno molti più usi oltre al semplice trasporto. Il motore a vapore, inventato per la prima volta nella sua forma più elementare circa due millenni fa, è diventato la principale fonte di energia negli ultimi tre secoli, con turbine a vapore che attualmente producono l'80% dell'energia elettrica mondiale o più. Per capire di più sulle forze fisiche al lavoro in una macchina a vapore, costruisci la tua macchina a vapore con i materiali che hai a casa usando uno dei metodi in questo articolo! Vedere il passaggio 1 di seguito per iniziare.
Fare un passo
Metodo 1 di 2: Realizzare un Motore a Vapore da una Lattina di Soda (per Bambini)
Passaggio 1. Tagliare la lattina di alluminio di circa 6,35 cm
Usa delle cesoie per il piombo o delle forbici grandi per fare dei tagli orizzontali netti a circa 1/3 della lattina dal fondo.
Passaggio 2. Piegare e premere la circonferenza del pezzo con una pinza
Piegare leggermente verso l'interno la circonferenza della tortiera che è stata tagliata in modo che i bordi non siano taglienti. Fai attenzione a non farti male mentre lo fai.
Passaggio 3. Spingere il fondo della lattina dall'interno per appiattirlo
La maggior parte delle lattine di soda ha una base circolare che si incurva all'interno della lattina. Spingi la curvatura del fondo della lattina appiattendola con un dito o usando il fondo di un bicchierino o di un barattolo per lisciarla.
Passaggio 4. Praticare due fori in direzioni opposte nella lattina a una distanza di 1,3 cm dalla parte superiore
Puoi usare un perforatore per fare questo, oppure puoi fare dei buchi con un chiodo e un martello. È necessario un diametro del foro maggiore di 3,2 mm.
Passaggio 5. Posiziona la candela da tè al centro della lattina
Strizza la pellicola e posizionala sotto e intorno alla candela per tenere ferma la cera. Le candele da tè hanno piccoli contenitori di latta, quindi la cera non si scioglierà e non si riverserà sulla lattina di alluminio.
Passaggio 6. Arrotolare il centro del tubo di rame 15, 3-20, lungo 3 cm in una matita due o tre volte per formare una bobina
Il tubo da 1/8 di pollice arrotolerà facilmente intorno alla matita. Dovrai fornire abbastanza tubo a spirale da far scorrere attraverso i due fori nella parte superiore della lattina, più circa 5 pollici (5,1 cm) di tubo dritto su ciascun lato.
Passaggio 7. Inserire entrambe le estremità del tubo attraverso i fori nella lattina
Disporre in modo che la bobina sia sullo stoppino della candela. Assicurati che la lunghezza del tubo dritto che esce da ciascun lato della lattina sia la stessa.
Passaggio 8. Piegare entrambe le estremità del tubo con le pinze per formare un angolo di 90 gradi
Piega la sezione diritta del tubo in modo che vada in direzioni opposte su ciascun lato della lattina. Quindi, piegalo di nuovo in modo che tocchino il fondo della lattina. In tal caso, la parte a spirale del tubo dovrebbe trovarsi al centro della candela e i tubi su entrambi i lati della lattina rivolti verso il basso.
Passaggio 9. Posizionare la lattina in una bacinella d'acqua con entrambe le estremità del tubo immerse nell'acqua
La tua "nave" dovrebbe galleggiare comodamente. Se l'estremità del tubo non tocca l'acqua, aggiungi un po' di peso in modo che la tanica sia più bassa sotto l'acqua, ma fai attenzione a non affondarla.
Passaggio 10. Riempire il tubo con acqua
Il modo più semplice per farlo è mettere un'estremità del tubo nell'acqua e aspirare l'altra estremità in modo che l'acqua scorra attraverso il tubo. Un altro modo è tenere premuto un foro del tubo con il dito e inserire l'acqua dal rubinetto fino all'estremità aperta.
Passaggio 11. Accendi la candela
Nel tempo, l'acqua nel tubo si riscalda e inizia a bollire. Quando l'acqua diventa vapore, le due estremità aperte del tubo diventano come un "motore a getto", facendo vorticare la bomboletta nella bacinella.
Metodo 2 di 2: Realizzare un Motore a Vapore da un Barattolo di Vernice (per Adulti)
Passaggio 1. Praticare un foro rettangolare vicino al fondo del barattolo di vernice da un gallone
Segna un rettangolo di 1 x 5 cm orizzontalmente sul lato della lattina vicino al fondo.
Si prega di notare che per questi barattoli di vernice (e qualsiasi barattolo utilizzato), è necessario assicurarsi che solo i barattoli di vernice abbiano mai contenuto vernice al lattice e devono essere lavati accuratamente con acqua e sapone prima dell'uso
Passaggio 2. Tagliare la rete di alluminio 12 x 24 cm
Piegare 6 cm della rete su entrambi i lati della sezione di 24 cm per formare un angolo di 90.o. Questo creerà una "piattaforma" quadrata di 12 x 12 cm con "gambe" di 6 cm. Posiziona questa rete nel barattolo di vernice, posizionando le "gambe" rivolte verso il basso, parallele ai bordi del foro che hai fatto.
Passaggio 3. Praticare fori di ventilazione nel semicerchio del coperchio della lattina
Più tardi, brucerai il carbone in questa lattina per alimentare il tuo motore a vapore. Se il carbone non ha un apporto stabile di ossigeno, non brucerà correttamente. Praticare dei fori di ventilazione praticando dei fori intorno al coperchio della lattina con fori semicircolari.
Questi fori di ventilazione dovrebbero avere un diametro di circa 1 cm
Passaggio 4. Fare una bobina di tubo di rame Prendere un tubo di rame morbido del diametro di 0,6 cm lungo 6 metri e misurare 30 cm dall'estremità
Da questo punto arrotolare il tubo in 5 rotoli di diametro 12 cm, il restante in 15 rotoli di diametro 8 cm. Rimarranno circa 20 cm.
Passaggio 5. Inserire entrambe le estremità del tubo attraverso i fori di ventilazione nel coperchio della lattina
Piega le due estremità del tubo, in modo che siano entrambe rivolte verso l'alto, e inserisci ciascuna estremità del tubo nel foro di ventilazione sul coperchio della lattina finché l'estremità non fuoriesce. Se il tubo non è abbastanza lungo, potrebbe essere necessario rimuovere una delle bobine.
Passaggio 6. Metti i rotoli e il carbone nella lattina
Posiziona il rotolo sul tappetino di rete. Riempi lo spazio intorno e all'interno della circonferenza del rotolo con i bricchetti di carbone. Chiudi bene il barattolo.
Passaggio 7. Praticare un foro per il tubo nel barattolo di vernice più piccolo
Al centro del coperchio del barattolo da un quarto di gallone, praticare un foro di 1 cm di diametro. Ai lati della lattina, pratica altri due fori di 1 cm di diametro, uno vicino al fondo e uno in alto vicino al coperchio.
Passaggio 8. Inserire il tubo di plastica di sughero nel lato della lattina piccola
Usa l'estremità del tubo di rame per fare un buco nel mezzo dei due tappi di sughero. Inserisci un tubo di plastica dura lungo 25 cm in uno dei tappi e 10 cm nell'altro in modo che aderisca perfettamente e si estenda leggermente dall'altra estremità del tappo. Inserisci il tappo con il tubo più lungo nel foro inferiore della lattina piccola e il tappo con il tubo più corto nel foro superiore. Stringere i tubi su entrambi i tappi utilizzando fascette stringitubo.
Passaggio 9. Collegare il tubo di rame stagnato grande al tubo di plastica stagnato piccolo
Posiziona la lattina piccola sopra la lattina grande con il tubo di sughero nella direzione opposta all'apertura di ventilazione sulla metà del coperchio della lattina grande. Usa del nastro di alluminio per fissare l'estremità inferiore del tubo di plastica al tubo di rame che si estende dallo sfiato della latta grande. Quindi, fissa il tubo di plastica di sughero nella parte superiore della lattina piccola al tubo di rame che si estende dalla lattina grande allo stesso modo.
Passaggio 10. Inserire il tubo di rame in una scatola di giunzione
Usa un martello e un cacciavite per praticare dei fori al centro della scatola di giunzione elettrica in metallo. Prendi il morsetto del cavo di alimentazione che si trova nella scatola di giunzione. Inserire 15 cm di tubo di rame di 1,3 cm di diametro attraverso il pressacavo che è stato preso, serrare il pressacavo che è stato portato al tubo di rame all'esterno della scatola di giunzione in modo che il tubo sia bloccato a pochi centimetri sopra la scatola di giunzione. Colpisci la cavità all'estremità del tubo rivolta verso il basso con un martello per restringere il foro. Inserire l'estremità del tubo con la cavità stretta attraverso il coperchio della lattina piccola.
Passaggio 11. Inserire lo spiedo del barbecue nell'asta di legno del tassello
Prendi un normale spiedino da barbecue e inseriscilo in un tassello di legno cavo lungo 1,5 cm e con un diametro di 0,95 cm. Posiziona il tassello e lo spiedo per barbecue nel tubo di rame nella scatola di giunzione in modo che lo spiedo per barbecue sia rivolto verso l'alto.
I bastoncini da barbecue e i tasselli diventeranno "pistoni" quando il motore è in funzione. Per rendere facilmente visibile il movimento del pistone, potrebbe essere necessario attaccare una "bandiera" di carta su uno spiedino da barbecue
Passaggio 12. Preparare la macchina per il funzionamento
Rimuovere prima la scatola di giunzione del pistone dalla parte superiore della lattina e riempire la lattina d'acqua, lasciandola fluire verso le bobine di rame fino a quando l'acqua non riempie i 2/3 della lattina. Controllare tutti i connettori per perdite e assicurarsi che tutte le connessioni siano strette. Fissate i coperchi delle due lattine con un martello. Riportare la scatola di giunzione nel punto sul sacchetto di latta.
Passaggio 13. Avvia il motore
Accartocciare vecchi rotoli di giornale e posizionarli nello spazio coperto di rete di alluminio nella parte inferiore della macchina. Quando il carbone brucia, lascia bruciare i bricchetti per circa 20-30 minuti. Finché l'acqua nel rotolo è riscaldata, il vapore uscirà nella lattina superiore. Quando questo vapore raggiunge una pressione sufficiente, spingerà verso l'alto il tassello e lo spiedo del barbecue. Dopo che la pressione è stata rilasciata, il pistone tornerà sul fondo a causa della gravità. Riduci la lunghezza dello spiedo per barbecue quanto necessario per ridurre il peso del pistone: più è leggero, più spesso il pistone "si alza". Prova a ridurre la lunghezza dello spiedo del barbecue fino al punto in cui il pistone "si muove" a un ritmo costante.
Puoi accelerare il processo di combustione usando un asciugacapelli che punti attraverso la presa d'aria
Passaggio 14. Stai attento
Inutile dire che un motore a vapore autocostruito richiede un'attenta gestione e funzionamento. Non azionare mai un motore a vapore in ambienti chiusi. Non posizionarlo vicino a materiali combustibili come foglie secche o foglie penzolanti. Operare solo su superfici dure e non combustibili come il cemento. Se lavori con i bambini, assicurati che un adulto li guardi in ogni momento. Non permettere a bambini o adolescenti di avvicinarsi al motore mentre il carbone sta bruciando. Se non sei sicuro di quanto sia caldo il motore, supponi che sia troppo caldo per toccarlo.
Inoltre, assicurati che il vapore possa fuoriuscire attraverso la "caldaia" superiore. Se il pistone è bloccato per qualche motivo, la pressione può accumularsi nella piccola lattina. Nel peggiore dei casi, il motore a vapore potrebbe esplodere e potrebbe diventare molto pericoloso.
Suggerimenti
Metti il motore a vapore della lattina di soda in un recipiente di plastica, con entrambi i tubi rivolti all'indietro e nell'acqua per creare un giocattolo a vapore. Puoi creare una semplice forma di barca con una bottiglia di plastica per bibite o una bottiglia di sapone da bucato per un progetto "eco-friendly"
Avvertimento
- È necessario effettuare la manutenzione della macchina quando non è in uso, non puntare la punta del tubo verso nessuno poiché il vapore o l'acqua caldi possono causare una sensazione di bruciore.
- Non tappare il tubo di rame in alcun modo se non immergendo le estremità in acqua. Sebbene raro, una pressione eccessiva può causare lo scoppio del tubo e provocare lesioni.
- Assicurati di usare pinze, pinze o guanti da forno per tenere la macchina mentre è in funzione.
- Non provare a costruire un motore a vapore più complicato con una caldaia a meno che tu non capisca come funziona. Un'esplosione della caldaia, non importa quanto piccola, può causare lesioni.
