Content

• Passos
• Consells
• Advertiments
• Materials necessaris

Les paraules "màquina de vapor" solen recordar imatges de locomotores de vapor, però aquestes màquines tenen molts més usos que el simple transport. Les màquines de vapor, que es van crear inicialment en formes primitives fa uns dos mil·lennis, s’han convertit en les principals fonts d’energia en els darrers tres segles, ja que les turbines de vapor produeixen ara aproximadament el 80% de l’energia elèctrica mundial. Per obtenir una millor comprensió de les forces físiques que actuen sobre una màquina de vapor, creeu-ne les vostres amb coses que es troben a casa mitjançant un dels mètodes d’aquest article. Consulteu el pas 1 següent per començar.

Passos

Mètode 1 de 2: fabricar una màquina de vapor amb una llauna de refrigerant (per a nens)

1. 

   Talleu la llauna de sosa d'alumini a aproximadament 6 polzades. Utilitzeu tisores de tall d'alumini o tisores de perruqueria per fer un tall horitzontal suau fins a aproximadament 1/3 d'alçada de la base.

2. 

   
   
   Doblega i allisa la vora tallant amb unes alicates. Doblegueu la vora de la llauna sobre si mateixa per eliminar vores esmolades. Aneu amb compte de no tallar-vos mentre feu això.

3. 

   Premeu la part inferior de la llauna de dins cap a fora per aplanar-la. La majoria de les llaunes de refresc tenen una base circular còncava. Premeu la part inferior de dins cap a fora, aplanant-la amb els dits o fent servir la part inferior d’un got o pot petit per allisar-la.

4. 

   
   
   Practicar dos forats als costats oposats de la llauna a uns 1,27 cm de la part superior. Podeu utilitzar un punxó de paper per fer-ho o bé perforar els forats amb un clau i un martell. Necessitareu un forat amb un diàmetre de poc més de 3.175cm.

5. 

   Col·loqueu una espelma rechaud al centre de la llauna. Arrufeu el paper d'alumini i col·loqueu-lo a sota i al voltant de l'espelma per mantenir-lo al seu lloc. Les espelmes Rechaud vénen en petites llaunes d’alumini, de manera que la cera no es fondrà i s’estendrà a la llauna.

6. 

   
   
   Emboliqueu la meitat d’un tros de tub de coure de 15,24 a 20,32cm al voltant d’un llapis 2 o 3 vegades per fer una espiral. El tub s’ha de doblar fàcilment al voltant del llapis. Feu una espiral de la mida suficient per passar per la llauna, més unes dues polzades de canonada recta a cada costat.

7. 

   Col·loqueu els extrems del tub de coure pels forats de la llauna. Col·loqueu l’espiral sobre la metxa de l’espelma. Intenteu que surti la mateixa longitud del tub recte a cada costat de la llauna.

8. 

   Doblegueu els extrems del tub amb alicates per formar angles de 90 graus. Doble les parts rectes del tub de manera que segueixin direccions oposades a cada costat de la llauna. Per tant, plegueu-los de nou, de manera que arribin a la base de la llauna. Quan estigueu a punt, tindreu una secció en espiral al mig de la llauna de l’espelma, que surt a la base de la llauna, formant dos “dolls” en direccions oposades.

9. 

   Col·loqueu la llauna en un bol d’aigua submergint els extrems del tub. El vostre "vaixell" hauria de surar sense problemes. Si els extrems del tub no es col·loquen molt bé sobre l’aigua, intenteu posar un pes lleuger a la llauna, però tingueu cura de no submergir-lo.

10. 

    Ompliu els tubs d’aigua. La manera més senzilla de fer-ho és col·locar un extrem al bol d’aigua i xuclar l’altre extrem, com una palla. Com a alternativa, podeu connectar un extrem amb un dit i deixar l’altre costat sota un toc corrent.

11. 

    Enceneu l’espelma. Amb el pas del temps, l’aigua del tub s’escalfarà i començarà a bullir. Quan es converteix en vapor, sortirà com un "raig" del tub, fent que tota la llauna giri al bol.

Mètode 2 de 2: fabricació d'una màquina de vapor d'una llauna de pintura (per a adults)

1. 

   Practicar un forat rectangular a prop de la base de la llauna de pintura. Marqueu un rectangle horitzontal de 15 x 5 cm al costat de la llauna, a prop de la base.
   • Tingueu en compte que per a aquesta llauna de pintura (i la que utilitzeu), voldreu assegurar-vos que només contingui pintura a base de làtex i que s’hagi rentat a fons amb aigua i sabó abans d’utilitzar-la.

2. 

   Talla una peça de malla metàl·lica de 12 x 24 cm. Doblega 6 cm cap avall a cada extrem dels 24 cm, amb un angle de 90 graus. Es crearà una "plataforma" quadrada de 12 x 12 cm amb "peus" de 6 cm. Col·loqueu aquesta malla dins de la llauna de pintura, amb els peus cap avall, alineant-la amb la vora del forat que heu fet.

3. 

   Feu un semicercle de forats prop del perímetre de la coberta. Finalment, cremareu carbó dins d’aquesta llauna de pintura per proporcionar calor a la vostra màquina de vapor. Si aquests carbons no tenen subministrament d’oxigen, no es poden cremar bé. Creeu ventilació fent una sèrie de forats en un semicercle prop de la vora de la tapa de la llauna.
   • Aquests forats de ventilació haurien de tenir aproximadament 1 cm de diàmetre.

4. 

   Feu una espiral amb un tub de coure. Prengui uns 6 m d’un tub de coure de 0,64 cm de diàmetre i mesuri 30 cm d’un extrem. A partir d’aquest moment, feu rodar el tub 5 o 6 vegades, formant una espiral de 12 cm de diàmetre. Feu el mateix amb la resta de la longitud del tub, però formant una espiral d’uns 15 girs de 8 cm de diàmetre. Hauríeu de deixar uns 20 cm.

5. 

   Col·loqueu els dos extrems de l’espiral pels orificis de ventilació. Doblegueu els dos extrems de l’espiral de manera que apuntin cap amunt i introduïu-los cadascun en un dels forats de la coberta. Si no teniu prou longitud de tub, potser haureu de desenrotllar lleugerament un dels bucles en espiral.

6. 

   Col·loqueu l’espiral i el carbó vegetal a la llauna de pintura. Col·loqueu l’espiral a la plataforma de malla. Ompliu l’espai al voltant de l’espiral amb carbó vegetal. Tanqueu bé la tapa.

7. 

   Practicar forats per al tub en una llauna de pintura més petita. Al centre de la tapa de la llauna de pintura, feu un forat d’1 cm de diàmetre. Al costat de la llauna, practiqueu dos forats d’1 cm: un a prop de la base i un altre a sobre, a prop de la tapa.

8. 

   Col·loqueu provetes de plàstic amb un tap als forats del costat de la llauna petita. Utilitzeu els extrems de la canonada de coure per cavar forats al mig dels dos taps. Col·loqueu una peça de tub de plàstic rígid de 25 cm en un tap i una altra peça de 10 cm en l’altre, perquè encaixin còmodament i passin una mica per l’altre costat del tap. Col·loqueu el suro amb el tub més llarg al forat inferior de la llauna petita i el suro amb el tub més curt al forat superior. Assegureu el tub als taps amb brides de mànega.

9. 

   Connecteu el tub de la llauna més gran a la llauna més petita. Col·loqueu la llauna petita sobre la llauna gran, amb els tubs d’assaig apuntant als forats de ventilació de la llauna gran. Feu servir cinta metàl·lica per fixar el tub des del tap inferior al tub des de sota de l’espiral de coure. Connecteu el tub de la tapa superior al tub que surt de la part superior de l’espiral de la mateixa manera.

10. 

    Col·loqueu el tub de coure a la caixa de connexions. Utilitzeu un martell i un tornavís per eliminar la part central d’una caixa de connexions elèctrica circular i metàl·lica. Assegureu una pinça de cable elèctric a la caixa de connexions amb l'anell de retenció a l'interior. Col·loqueu una canonada de coure de 15 cm amb un diàmetre d’1,27 cm a l’interior del connector de fixació del cable, de manera que la canonada sobresurti uns centímetres per sota del forat de la caixa de connexions. Doblegueu els extrems cap endins amb un martell. Col·loqueu aquest extrem del tub al forat de la tapa de la llauna més petita.

11. 

    Col·loqueu un pinxo sobre el pal. Agafeu un pinxo de barbacoa de fusta comú i col·loqueu-lo en un dels extrems d’un pal buit de 1,5 cm de llarg i 0,95 cm de diàmetre. Col·loqueu el pal i el pinxo dins del tub de coure a la caixa de connexions metàl·lica, de manera que el pinxo apunti cap amunt.
    • El pinxo i el pal de billetes actuaran com a "pistó" quan el motor està en marxa. Per facilitar la visió del moviment del pistó, podeu col·locar un petit tros de paper a la part superior, com una bandera.

12. 

    Prepareu el motor per al seu funcionament. Traieu la caixa de connexions i tots els seus elements de la part superior de la llauna petita i ompliu-la d’aigua, permetent-li que entri a l’espiral de coure fins que ompli els 2/3 del recipient. Comproveu que no hi hagi fuites a totes les connexions i assegureu-vos que totes les juntes estan segures. Assegureu les tapes de les dues llaunes tocant-les amb un martell. Torneu a col·locar la caixa de connexions a sobre de la llauna petita.

13. 

    Engegueu el motor! Pastar trossos de paper de diari i col·locar-los a l’espai sota la malla metàl·lica a la part inferior del motor. Quan el carbó es prengui foc, deixeu-lo cremar durant uns 20 a 30 minuts.Mentre s’escalfa l’aigua de l’espiral, el vapor hauria de començar a pujar fins a la llauna superior. Quan aquest vapor assoleixi la pressió requerida, empènyerà el pistó cap amunt. Quan s’allibera l’excés de pressió, el pistó baixarà de nou amb la força de la gravetat. Talleu les peces del pinxo segons calgui per reduir el pes del pistó: com més lleuger, més sovint augmentarà. Intenteu retallar el pinxo fins que arribi a un pes on el pistó "funcioni" de manera constant.
    • Podeu accelerar el procés de cocció amb un assecador per ventilar millor a través dels forats de la tapa.

14. 

    Ves amb compte. No cal dir que aquesta màquina de vapor casolana requereix molta cura en la seva manipulació i operació. No engegueu mai la màquina de vapor en un entorn tancat. No el feu servir mai a prop de materials inflamables, com ara fulles seques o arbres. Feu-lo funcionar només sobre una superfície dura i no inflamable, com ara el formigó. Si esteu treballant amb nens, assegureu-vos que sempre tingueu un adult present. No permeteu que els nens o adolescents s’apropin al motor mentre el carbó crema. Si no sabeu el calor del motor, suposem que està massa calent per tocar-lo.
    • A més, assegureu-vos que el vapor pugui escapar de la "caldera" superior. Si el pistó s’enganxa d’alguna manera, la pressió pot augmentar a l’interior de la llauna petita. En el pitjor dels casos, això pot provocar una explosió molt perillós.

Consells

• Col·loqueu la màquina de vapor en una embarcació de plàstic, amb els dos tubs mirant cap enrere i cap a l’aigua, per fabricar una joguina amb vapor. Podeu tallar una ampolla de sosa de plàstic en forma de vaixell per fer el projecte "sostenible".

Advertiments

• Recordeu d’utilitzar pinces, alicates o guants de forn si necessiteu accionar el motor mentre està en marxa.
• Si necessiteu manipular-lo mentre funciona, no assenyaleu els extrems del tub cap a ningú, ja que el vapor o l’aigua calenta poden provocar cremades.
• No tapeu el tub de coure d’una altra manera que submergint-lo en aigua. Encara que sigui improbable, una pressió excessiva pot fer esclatar el tub i provocar lesions.
• No intenteu construir una màquina de vapor més complexa amb una caldera, tret que entengueu perfectament com fer-ho. Una explosió de la caldera, fins i tot en miniatura, pot provocar ferits molt greus.

Materials necessaris

Màquina de vapor amb llauna refrigerant

• Llauna de sosa d’alumini
• Tisores de tall d'alumini o tisores de perruqueria
• Alicates
• Punxó de paper
• Espelma Rechaud
• Paper d'alumini
• Tub de coure de 3.175 mm
• Llapis o un pal de pal
• Aigua
• Bol

Màquina de vapor amb una llauna de pintura

• Una llauna de pintura d’un galó (preferiblement sense utilitzar, però si no, netejar-la amb aigua i sabó)
• Llauna de pintura més petita (de la mateixa manera)
• Tub de coure de 6 mi 0,64 cm de diàmetre
• Cinta metàl·lica
• 2 taps de suro
• Caixa de connexions elèctriques metàl·liques i circulars
• Cordó compatible amb caixa de connexions
• Tub de coure de 15 cm i 1,27 cm de diàmetre
• Malla metàl·lica de 12x24 cm
• Tub de plàstic rígid de 35 cm i 0,64 cm de diàmetre
• 2 mordasses per al tub de plàstic
• Barbacoa de carbó vegetal
• Broqueta de barbacoa
• Pal de pal de 1,5 cm i 0,95 cm de diàmetre (obert per un extrem)
• Tornavís
• Trepant
• Martell
• Tisores de tall d'alumini
• Alicates