Trinkende Ente
Versuchsdurchführung und -beobachtung:
Der Kopffilz der Ente wird befeuchtet. Danach beginnt sie in periodischen Abständen zu „trinken“.
Nach mehrmaligem Hin- und Hernicken wird über Ente und Becherglas eine Vakuumglocke gestülpt: Die Ente bleibt nach einiger Zeit stehen. Wird die Glocke entfernt, fängt die Ente wieder an zu „trinken“.
Setzt man die Ente in eine entsprechende Vorrichtung ein, so kann ihre Bewegung genutzt werden, um ein Gewicht anzuheben.
Erklärung:
Die „trinkende Ente“ ist eine Stoffkraftmaschine, die die chemische Potenzialdifferenz zwischen flüssigem Wasser und dem Wasserdampf in der Luft ausnutzt.
Auf Grund des Phänomens der Massenwirkung liegt das Potenzial des in der Luft verdünnten Wasserdampfes unterhalb desjenigen von flüssigem Wasser, der Verdunstungsvorgang
läuft also freiwillig ab.
Der dem Gefälle des chemischen Potenzials folgende Dampfstrom vom Filz in die Umgebungsluft ist mit einem Entropiestrom gekoppelt. Dadurch kühlt der nasse Filz aus, und es beginnt Entropie aus dem Innern des Kopfes nachzuströmen, so dass sich der Kopf relativ zum Hinterteil abkühlt und ein Teil des Dampfes der sehr niedrig siedenden Füllflüssigkeit darin kondensiert. Zum Ausgleich des Unterdruckes steigt Flüssigkeit durch das Steigrohr in den Kopf und die Ente kippt nach vorn.
Unter der Glasglocke reichert sich die Luft immer mehr mit Wasserdampf an, so dass die chemischen Potenziale von Wasser und (gesättigtem) Wasserdampf gleich werden: Die Ente kommt zum Stehen.
Der Einsatz der Ente in der Hebevorrichtung belegt, dass es sich tatsächlich um eine Stoffkraftmaschine handelt.
Video (mpg4, 1:43)
Statt einer Vakuumglocke kann auch eine (relativ steife) durchsichtige Plastiktüte benutzt werden.