La frase "máquina de vapor" a menudo recuerda a la máquina de vapor de una locomotora o automóvil Stanley Steamer, pero estas máquinas tienen muchos más usos que el simple transporte. La máquina de vapor, que se inventó por primera vez en su forma más básica hace unos dos milenios, se ha convertido en la principal fuente de energía en los últimos tres siglos, y las turbinas de vapor producen actualmente el 80% de la energía eléctrica mundial o más. Para comprender más sobre las fuerzas físicas que actúan en una máquina de vapor, ¡construya su propia máquina de vapor con materiales que tenga en casa utilizando uno de los métodos de este artículo! Consulte el Paso 1 a continuación para comenzar.
Paso
Método 1 de 2: hacer una máquina de vapor con una lata de refresco (para niños)
Paso 1. Cortar la lata de aluminio unos 6,35 cm
Use tijeras de plomo o tijeras grandes para hacer cortes horizontales prolijos alrededor de 1/3 de la lata desde el fondo.
Paso 2. Dobla y presiona la circunferencia de la pieza con unos alicates
Dobla la circunferencia de la lata que ha sido cortada ligeramente hacia adentro para que los bordes no queden afilados. Tenga cuidado de no lastimarse mientras hace esto.
Paso 3. Empuje la parte inferior de la lata desde adentro para aplanarla
La mayoría de las latas de refresco tienen una base circular que se curva hacia el interior de la lata. Empuja la curvatura del fondo de la lata aplanándola con tu dedo o usando el fondo de un vaso pequeño o frasco para alisarlo.
Paso 4. Haga dos agujeros en direcciones opuestas en la lata a una distancia de 1,3 cm de la parte superior
Puede usar una perforadora para hacer esto, o puede perforar agujeros con un clavo y un martillo. Necesita un diámetro de agujero superior a 3,2 mm.
Paso 5. Coloque la vela de té en el centro de la lata
Apriete el papel de aluminio y colóquelo debajo y alrededor de la vela para mantener la cera en su lugar. Las velas de té tienen pequeños recipientes de hojalata, por lo que la cera no se derrite ni se derrama sobre la lata de aluminio.
Paso 6. Enrolle el centro de la manguera de cobre 15, 3-20, 3 cm de largo con un lápiz dos o tres veces para hacer una espiral
La manguera de 1/8 de pulgada se enrollará fácilmente alrededor del lápiz. Deberá proporcionar suficiente manguera enrollada para deslizarse a través de los dos orificios en la parte superior de la lata, más aproximadamente 5 pulgadas (5,1 cm) de manguera recta a cada lado.
Paso 7. Inserte ambos extremos de la manguera a través de los orificios de la lata
Disponga de modo que la bobina quede sobre la mecha de la vela. Asegúrese de que la longitud de la manguera recta que sale a cada lado de la lata sea la misma.
Paso 8. Doble ambos extremos de la manguera con unos alicates para formar un ángulo de 90 grados
Doble la sección recta de la manguera para que vaya en direcciones opuestas a cada lado de la lata. Luego, dóblelo nuevamente para que toque el fondo de la lata. Si es así, la parte en espiral de la manguera debe estar en el medio de la vela y las mangueras en ambos lados de la lata deben estar hacia abajo.
Paso 9. Coloque la lata en un recipiente con agua con ambos extremos de la manguera sumergidos en el agua
Tu "barco" debe flotar cómodamente. Si el extremo de la manguera no toca el agua, agregue un poco de peso para que la lata quede más abajo debajo del agua, pero tenga cuidado de no hundirla.
Paso 10. Llene la manguera con agua
La forma más sencilla de hacerlo es colocar un extremo de la manguera en el agua y succionar el otro extremo para que el agua fluya a través de la manguera. Otra forma es mantener presionado un orificio de la manguera con el dedo e insertar agua desde el grifo hasta el extremo abierto.
Paso 11. Enciende la vela
Con el tiempo, el agua de la manguera se calentará y comenzará a hervir. Cuando el agua se convierte en vapor, los dos extremos abiertos de la manguera se vuelven como un “motor a reacción”, lo que hace que la lata se arremolina en el recipiente.
Método 2 de 2: hacer una máquina de vapor con una lata de pintura (para adultos)
Paso 1. Haga un agujero rectangular cerca del fondo de la lata de pintura de un galón
Marque un rectángulo de 1 x 5 cm horizontalmente en el lado de la lata cerca del fondo.
Tenga en cuenta que para estas latas de pintura (y cualquier lata utilizada), debe asegurarse de que solo las latas de pintura hayan tenido pintura de látex y deben lavarse a fondo con agua y jabón antes de usarlas
Paso 2. Cortar la malla de aluminio de 12 x 24 cm
Doble 6 cm de la red a ambos lados de la sección de 24 cm para formar un ángulo de 90.o. Esto creará una "plataforma" cuadrada de 12 x 12 cm con "patas" de 6 cm. Coloque esta red en la lata de pintura, colocando las "patas" hacia abajo, paralelas a los bordes del agujero que hizo.
Paso 3. Haga orificios de ventilación en el semicírculo de la tapa de la lata
Más tarde, quemará el carbón en esta lata para hacer funcionar su máquina de vapor. Si el carbón no tiene un suministro estable de oxígeno, no se quemará correctamente. Haga orificios de ventilación perforando orificios alrededor de la tapa de la lata con orificios semicirculares.
Estos orificios de ventilación deben tener aproximadamente 1 cm de diámetro
Paso 4. Haga una bobina de manguera de cobre, tome una manguera de cobre suave de 0,6 cm de diámetro y 6 metros de largo y mida 30 cm desde el extremo
A partir de este punto, enrolle la manguera en cinco bobinas de 12 cm de diámetro y el resto en 15 bobinas de 8 cm de diámetro. Te quedarán unos 20 cm.
Paso 5. Inserte ambos extremos de la manguera a través de los orificios de ventilación en la tapa de la lata
Doble los dos extremos de la manguera, de modo que ambos queden hacia arriba, e inserte cada extremo de la manguera en el orificio de ventilación de la tapa de la lata hasta que salga. Si la manguera no es lo suficientemente larga, es posible que deba quitar una de las bobinas.
Paso 6. Ponga los rollos y el carbón en la lata
Coloque el rollo sobre la estera de red. Llene el espacio alrededor y dentro de la circunferencia del rollo con briquetas de carbón. Cierre bien la lata.
Paso 7. Taladre un orificio para la manguera en la lata de pintura más pequeña
En el centro de la tapa de la lata de un cuarto de galón, taladre un agujero de 1 cm de diámetro. En los lados de la lata, taladre dos orificios más de 1 cm de diámetro, uno cerca de la parte inferior y otro en la parte superior, cerca de la tapa.
Paso 8. Inserte la manguera de plástico de corcho en el costado de la lata pequeña
Utilice el extremo de la manguera de cobre para hacer un agujero en el medio de los dos corchos. Inserte una manguera de plástico duro de 25 cm de largo en uno de los corchos y 10 cm en el otro para que encaje cómodamente y se extienda ligeramente desde el otro extremo del corcho. Inserte el corcho con la manguera más larga en el orificio inferior de la lata pequeña y el corcho con la manguera más corta en el orificio superior. Apriete las mangueras en ambos corchos con abrazaderas de manguera.
Paso 9. Conecte la manguera grande de cobre estañado a la pequeña manguera de plástico estañado
Coloque la lata pequeña encima de la lata grande con la manguera de corcho en la dirección opuesta a la abertura de ventilación en la mitad de la tapa de la lata grande. Use cinta de aluminio para sujetar el extremo inferior de la manguera de plástico a la manguera de cobre que se extiende desde el respiradero de la lata grande. Luego, asegure la manguera de plástico de corcho en la parte superior de la lata pequeña a la manguera de cobre que se extiende desde la lata grande de la misma manera.
Paso 10. Inserte el tubo de cobre en una caja de conexiones
Utilice un martillo y un destornillador para hacer agujeros en el centro de la caja de conexiones eléctricas de metal. Tome la abrazadera del cable de alimentación que se encuentra en la caja de conexiones. Insertar 15 cm de tubo de cobre de 1.3 cm de diámetro a través de la abrazadera de cable que se tomó, apretar la abrazadera de cable que se llevó al tubo de cobre fuera de la caja de conexiones para que la tubería quede pegada unos centímetros por encima de la caja de conexiones. Golpee la cavidad en el extremo del tubo hacia abajo con un martillo para estrechar el agujero. Inserta el extremo del tubo con la cavidad estrecha a través de la tapa de la lata pequeña.
Paso 11. Inserte la brocheta de barbacoa en la varilla de madera
Tome un pincho de barbacoa estándar e insértelo en una varilla de madera hueca de 1,5 cm de largo y 0,95 cm de diámetro. Coloque la varilla y la brocheta de barbacoa en el tubo de cobre de la caja de conexiones de modo que la brocheta de barbacoa quede hacia arriba.
Los palos de barbacoa y las varillas se convertirán en "pistones" cuando el motor esté en marcha. Para que el movimiento del pistón sea fácil de ver, es posible que deba pegar una "bandera" de papel en una brocheta de barbacoa
Paso 12. Prepare la máquina para su funcionamiento
Primero retire la caja de conexiones del pistón de la parte superior de la lata pequeña y llénela con agua, dejándola fluir hacia las bobinas de cobre hasta que el agua llene 2/3 de la lata pequeña. Revise todos los conectores en busca de fugas y asegúrese de que todas las conexiones estén apretadas. Asegure las tapas de las dos latas con un martillo. Regrese la caja de conexiones al punto de la pequeña bolsa de hojalata.
Paso 13. ¡Encienda el motor
Arrugue los rollos de periódicos viejos y colóquelos en el espacio cubierto de malla de aluminio en la parte inferior de la máquina. Cuando el carbón se quema, deje que las briquetas se quemen durante unos 20-30 minutos. Mientras se caliente el agua del rollo, el vapor escapará a la lata superior. Cuando este vapor alcance la presión suficiente, empujará la espiga y la brocheta de la barbacoa hacia arriba. Una vez que se libera la presión, el pistón volverá al fondo debido a la gravedad. Reduzca la longitud del pincho de la barbacoa tanto como sea necesario para reducir el peso del pistón; cuanto más ligero es, más a menudo "sube" el pistón. Intente reducir la longitud de la brocheta de barbacoa hasta el punto en que el pistón "se mueva" a un ritmo constante.
Puede acelerar el proceso de combustión utilizando un secador de pelo que apunte a través de la ventilación
Paso 14. Tenga cuidado
No hace falta decir que una máquina de vapor de fabricación propia requiere un manejo y funcionamiento cuidadosos. Nunca encienda una máquina de vapor en interiores. No lo coloque cerca de materiales combustibles como hojas secas u hojas colgantes. Opere solo en superficies duras no combustibles como el concreto. Si trabaja con niños, asegúrese de que un adulto los esté vigilando en todo momento. No permita que niños o adolescentes se acerquen al motor mientras el carbón esté encendido. Si no está seguro de qué tan caliente está el motor, simplemente asuma que está demasiado caliente para tocarlo.
Además, asegúrese de que el vapor pueda escapar por la "caldera" superior. Si el pistón está atascado por alguna razón, la presión puede acumularse en la lata pequeña. En el peor de los casos, la máquina de vapor podría explotar y volverse muy peligroso.
Consejos
Coloque la máquina de vapor de la lata de refresco en un recipiente de plástico, con ambas mangueras hacia atrás y dentro del agua para hacer un juguete a vapor. Puede hacer una simple forma de bote con una botella de refresco de plástico o una botella de jabón para lavar para un proyecto "ecológico"
Advertencia
- Debe mantener la máquina cuando no esté en uso, no apunte la punta de la manguera a nadie ya que el vapor o el agua calientes pueden causar una sensación de ardor.
- No conecte la manguera de cobre de ninguna otra manera que no sea sumergiendo los extremos en agua. Aunque es poco común, la presión excesiva puede hacer que la manguera estalle y cause lesiones.
- Asegúrese de usar pinzas, alicates o guantes de cocina para sujetar la máquina mientras está en funcionamiento.
- No intente construir una máquina de vapor más complicada con una caldera a menos que sepa cómo funciona. La explosión de una caldera, por pequeña que sea, puede provocar lesiones.
