La frase "màquina de vapor" sovint recorda la màquina de vapor d'una locomotora o cotxe Stanley Steamer, però aquestes màquines tenen molts més usos que el simple transport. La màquina de vapor, que es va inventar per primera vegada en la seva forma més bàsica fa uns dos mil·lennis, s’ha convertit en la principal font d’energia dels darrers tres segles, ja que les turbines de vapor produeixen actualment el 80% de l’energia elèctrica mundial o més. Per entendre més sobre les forces físiques que treballen en una màquina de vapor, creeu la vostra pròpia màquina de vapor amb materials que teniu a casa mitjançant un dels mètodes d’aquest article. Consulteu el pas 1 següent per començar.
Pas
Mètode 1 de 2: fabricació d'una màquina de vapor a partir d'una llauna de refresc (per a nens)
Pas 1. Tallar la llauna d'alumini d'uns 6,35 cm
Utilitzeu cisalles de plom o tisores grans per fer talls horitzontals nets a aproximadament 1/3 de la llauna des de la part inferior.
Pas 2. Plegar i prémer la circumferència de la peça amb alicates
Doble la circumferència de l’estany que s’ha tallat lleugerament cap a l’interior de manera que les vores no siguin nítides. Vés amb compte de no fer-te mal mentre fas això.
Pas 3. Premeu la part inferior de la llauna des de l'interior per aplanar-la
La majoria de les llaunes de refresc tenen una base circular que es corba cap a l’interior de la llauna. Traieu la curvatura de la part inferior de la llauna aplanant-la amb el dit o fent servir la part inferior d’un got o pot petit per allisar-la.
Pas 4. Feu dos forats en direccions oposades a la llauna a 1,3 cm de la part superior
Per fer-ho, podeu fer un forat o bé perforar-los amb un clau i un martell. Necessiteu un diàmetre de forat superior a 3,2 mm.
Pas 5. Col·loqueu l’espelma de llum del te al centre de la llauna
Premeu el paper d'alumini i col·loqueu-lo sota i al voltant de l'espelma per mantenir la cera al seu lloc. Les espelmes lleugeres de te tenen petits envasos de llauna, de manera que la cera no es fondrà i vessarà sobre la llauna d'alumini.
Pas 6. Rodeu el centre de la mànega de coure de 15, 3-20, 3 cm de llarg amb un llapis dues o tres vegades per fer una bobina
La mànega de 1/8 de polzada rodarà fàcilment al llapis. Haureu de proporcionar prou mànega enrotllada per lliscar pels dos forats de la part superior de la llauna, a més de 5,1 polzades (5,1 cm) de mànega recta a cada costat.
Pas 7. Introduïu els dos extrems de la mànega pels forats de la llauna
Disposar de manera que la bobina estigui a la metxa de l’espelma. Assegureu-vos que la longitud de la mànega recta que surt a cada costat de la llauna sigui la mateixa.
Pas 8. Doblegueu els dos extrems de la mànega amb alicates per fer un angle de 90 graus
Doble la secció recta de la mànega de manera que vagi en direccions oposades a cada costat de la llauna. Després, torneu a doblar-lo perquè toquin la part inferior de la llauna. Si és així, la part espiral de la mànega hauria de situar-se al mig de l’espelma i les mànegues a banda i banda de la llauna mirant cap avall.
Pas 9. Col·loqueu la llauna en una conca d’aigua amb els dos extrems de la mànega submergits a l’aigua
El vostre "vaixell" hauria de surar còmodament. Si l'extrem de la mànega no toca l'aigua, afegiu una mica de pes perquè la llauna quedi més baixa sota l'aigua, però tingueu cura de no enfonsar-la.
Pas 10. Ompliu la mànega amb aigua
La manera més senzilla de fer-ho és que podeu col·locar un extrem de la mànega a l’aigua i xuclar l’altre extrem perquè l’aigua flueixi a través de la mànega. Una altra manera és mantenir premut un forat de la mànega amb el dit i introduir aigua des de l'aixeta fins a l'extrem obert.
Pas 11. Enceneu l’espelma
Amb el temps, l’aigua de la mànega s’escalfarà i començarà a bullir. Quan l'aigua es converteix en vapor, els dos extrems oberts de la mànega es converteixen en un "motor a reacció", fent que la llauna es remolini a la conca.
Mètode 2 de 2: fabricació d'una màquina de vapor a partir d'una llauna de pintura (per a adults)
Pas 1. Feu un forat rectangular a prop de la part inferior de la llauna de pintura de galons
Marqueu un rectangle d'1 x 5 cm horitzontalment al costat de la llauna a prop de la part inferior.
Tingueu en compte que per a aquestes llaunes de pintura (i qualsevol llauna que s’utilitzi), heu d’assegurar-vos que només les llaunes de pintura han tingut mai pintura de làtex i que s’haurien de rentar a fons amb aigua i sabó abans d’utilitzar-les
Pas 2. Tallar la malla d'alumini de 12 x 24 cm
Doblega 6 cm de la xarxa a banda i banda de la secció de 24 cm per formar un angle de 90o. Es crearà una "plataforma" quadrada de 12 x 12 cm amb "potes" de 6 cm. Col·loqueu aquesta xarxa a la llauna de pintura, posicionant les "potes" cap avall, paral·leles a les vores del forat que heu fet.
Pas 3. Feu forats de ventilació al semicercle de la tapa de la llauna
Més endavant, cremareu el carbó vegetal en aquesta llauna per alimentar la vostra màquina de vapor. Si el carbó vegetal no té un subministrament estable d’oxigen, no es cremarà correctament. Feu forats de ventilació perforant al voltant de la tapa de la llauna amb forats semicirculars.
Aquests forats de ventilació haurien de tenir aproximadament 1 cm de diàmetre
Pas 4. Feu una bobina de mànega de coure. Preneu una mànega de coure suau de 0,6 cm de diàmetre de 6 metres de longitud i mida 30 cm de l'extrem
A partir d’aquest moment, feu rodar la mànega en cinc bobines de 12 cm de diàmetre, i la resta en 15 bobines de 8 cm de diàmetre. Us quedaran uns 20 cm.
Pas 5. Introduïu els dos extrems de la mànega pels orificis de ventilació de la tapa de la llauna
Doblegueu els dos extrems de la mànega de manera que estiguin tots dos cap amunt i introduïu cada extrem de la mànega al forat de ventilació de la tapa de la llauna fins que surti l’extrem. Si la mànega no és prou llarga, potser haureu de treure una de les bobines.
Pas 6. Poseu els rotllets i el carbó vegetal a la llauna
Col·loqueu el rotllo sobre el tapet de xarxa. Ompliu l’espai al voltant i a l’interior de la circumferència del rotlle amb briquetes de carbó. Tanqueu bé la llauna.
Pas 7. Traieu un forat de mànega a la llauna de pintura més petita
Al centre de la tapa de la llauna d’un quart de galó, practiqueu un forat d’1 cm de diàmetre. Als costats de la llauna, foradeu dos forats més d’1 cm de diàmetre: un a prop de la part inferior i un altre a la part superior, a prop de la tapa.
Pas 8. Introduïu la mànega de plàstic de suro al costat de la llauna petita
Utilitzeu l’extrem de la mànega de coure per fer un forat al mig dels dos taps. Introduïu una mànega de plàstic dur de 25 cm de llarg en un dels taps i 10 cm a l’altre perquè s’adapti perfectament i s’estengui lleugerament des de l’altre extrem del tap. Introduïu el suro amb la mànega més llarga al forat inferior de la llauna petita i el tap amb la mànega més curta al forat superior. Estrenyeu les mànegues dels dos taps amb pinces per a mànegues.
Pas 9. Connecteu la mànega de coure estanyada gran a la mànega de plàstic estanyada petita
Col·loqueu la llauna petita sobre la llauna gran amb la mànega de suro en la direcció oposada a l'obertura de ventilació de la meitat de la tapa de la llauna gran. Feu servir cinta d’alumini per fixar l’extrem inferior de la mànega de plàstic a la mànega de coure que s’estén des de la sortida de la llauna gran. A continuació, fixeu la mànega de plàstic de suro a la part superior de la llauna petita a la mànega de coure que s’estén de la llauna gran de la mateixa manera.
Pas 10. Introduïu el tub de coure en una caixa de connexions
Utilitzeu un martell i un tornavís per perforar els forats al centre de la caixa de connexions elèctrica metàl·lica. Agafeu la pinça del cable d'alimentació que hi ha a la caixa de connexions. Introduïu 15 cm de canonada de coure de 1,3 cm de diàmetre a través de la pinça de cable que es va agafar, estrenyeu la pinça de cable que es va portar a la canonada de coure fora de la caixa de connexions de manera que la canonada quedi enganxada uns centímetres per sobre de la caixa de connexió. Colpeja la cavitat al final de la canonada mirant cap avall amb un martell per reduir el forat. Introduïu l’extrem de la canonada amb l’estreta cavitat per la tapa de la llauna petita.
Pas 11. Introduïu la broqueta de la barbacoa a la vareta de fusta
Agafeu un pinxo de barbacoa estàndard i inseriu-lo en una vareta buida de fusta de 1,5 cm de llarg i 0,95 cm de diàmetre. Col·loqueu la vareta i el pinxo de barbacoa al tub de coure de la caixa de connexions de manera que el pinxo de barbacoa estigui cap amunt.
Les varetes de barbacoa i les varetes es convertiran en "pistons" quan el motor estigui en marxa. Per facilitar la visió del moviment del pistó, és possible que hagueu d’enganxar una “bandera” de paper a una broqueta de barbacoa
Pas 12. Prepareu la màquina per al seu funcionament
Primer, traieu la caixa de connexions del pistó de la part superior de la llauna petita i ompliu la llauna petita d’aigua, permetent que flueixi cap a les bobines de coure fins que l’aigua ompli 2/3 de la llauna petita. Comproveu que no hi hagi fuites a tots els connectors i assegureu-vos que totes les connexions estan estretes. Assegureu les tapes de les dues llaunes amb un martell. Torneu la caixa de connexions al punt de la petita bossa de llauna.
Pas 13. Feu funcionar el motor
Arrossegueu els rotllos de diaris vells i col·loqueu-los a l’espai cobert de malla d’alumini a la part inferior de la màquina. Quan el carbó es cremi, deixeu cremar les briquetes durant uns 20-30 minuts. Mentre l’aigua del rotlle s’escalfi, el vapor s’escaparà a la llauna superior. Quan aquest vapor assoleixi una pressió suficient, empènyerà el pinxo i el pinxo de barbacoa cap amunt. Un cop alliberada la pressió, el pistó tornarà al fons a causa de la gravetat. Reduïu la longitud de la broqueta de barbacoa tant com sigui necessari per reduir el pes del pistó; com més lleuger sigui, més sovint el pistó "puja". Proveu de reduir la longitud del pinxo de barbacoa fins al punt on el pistó "es mou" a un ritme constant.
Podeu accelerar el procés de cremada utilitzant un assecador que dirigeix per la ventilació
Pas 14. Aneu amb compte
No cal dir que una màquina de vapor de fabricació pròpia requereix una manipulació i un funcionament acurats. No feu funcionar mai una màquina de vapor a l'interior. No el col·loqueu a prop de materials combustibles com ara fulles seques o fulles penjants. Operar només sobre superfícies dures i no combustibles, com ara el formigó. Si treballeu amb nens, assegureu-vos que un adult els observi en tot moment. No permeteu que els nens o adolescents s’apropin al motor mentre el carbó crema es crema. Si no esteu segur de la calor del motor, assumiu que és massa calent per tocar-lo.
A més, assegureu-vos que el vapor pugui escapar per la "caldera" superior. Si el pistó està enganxat per alguna raó, la pressió pot augmentar a la llauna petita. En el pitjor dels casos, la màquina de vapor podria explotar i esdevenir molt perillós.
Consells
Col·loqueu la màquina de vapor de la llauna de soda en un recipient de plàstic, amb les dues mànegues cap enrere i cap a l’aigua per fabricar una joguina alimentada amb vapor. Podeu fer una forma simple de vaixell amb una ampolla de sosa de plàstic o una ampolla de sabó per a la bugada per a un projecte "ecològic"
Advertiment
- Heu de mantenir la màquina quan no l’utilitzeu, no apunteu la punta de la mànega cap a ningú, ja que el vapor o l’aigua calenta poden provocar cremades.
- No tapeu la mànega de coure de cap manera que no submergiu els extrems en aigua. Tot i que és poc freqüent, una pressió excessiva pot fer esclatar la mànega i provocar lesions.
- Assegureu-vos d’utilitzar pinces, alicates o mantes de forn per subjectar la màquina mentre funciona.
- No intenteu construir una màquina de vapor més complicada amb una caldera tret que entengueu el seu funcionament. Una explosió de la caldera, per petita que sigui, pot provocar lesions.
