Enjin ais kering 16.03.2015

Penyelidik telah memikirkan cara untuk memberi kuasa kepada penjajah pertama Marikh: planet ini mempunyai banyak ais kering yang boleh digunakan untuk menjana tenaga yang ada.

Anda mungkin perasan bagaimana setitik air, mengenai kuali panas, mula bergolek di permukaan. Nampaknya suhu kuali jauh lebih tinggi daripada takat didih air, dan titisan harus segera menguap, tetapi ia masih "hidup" untuk beberapa waktu. Kesan ini pertama kali diterangkan oleh Johann Leidenfrost pada tahun 1756. Mengapa titisan tidak menyejat serta-merta? Ini semua tentang lapisan stim, yang terbentuk pada titik sentuhan antara titisan dan permukaan panas. Sebahagian daripada titisan bertukar menjadi wap, yang mengangkat titisan di atas permukaan, menghalang cecair yang tinggal daripada menyejat serta-merta. Akibatnya, titisan itu berjalan di sekeliling kuali untuk masa yang agak lama.

Kesan Leidenfrost tidak terhad kepada kuali. Sebagai contoh, jika anda dengan cepat mencelupkan jari anda ke dalam segelas nitrogen cecair dan dengan cepat menariknya keluar, maka, anehnya, jari anda tidak akan membeku dan jatuh, walaupun suhu nitrogen cecair ialah -196 ° C. Ini disebabkan oleh fakta bahawa nitrogen cecair mula mendidih apabila bersentuhan dengan kulit hangat, di mana lapisan pelindung nitrogen yang sudah gas terbentuk. Dan gas menyejuk dan memanas dengan lebih perlahan daripada cecair, jadi jari seorang penguji yang melulu tidak mempunyai masa untuk membeku. Benar, masih terdapat risiko terbakar, jadi jangan menguji kesan Leidenfrost pada diri sendiri. Helah yang lebih melampau dan lebih berbahaya adalah dengan memasukkan tangan yang basah ke dalam bekas dengan logam cair - air di permukaan tangan serta-merta mendidih dan selama sepersekian saat membentuk lapisan pelindung antara kulit dan logam cair. .

Helah tipu, tetapi bagaimana untuk mendapatkan manfaat sebenar daripada fenomena ini? Penyelidik di Universiti Northumbria di UK telah membuat enjin prototaip yang boleh berjalan di atas kepingan ais kering. Reka bentuk adalah berdasarkan kesan Leidenfrost yang sama. Kita ingat bahawa setitik cecair mengalir di atas permukaan yang panas. Sekeping ais kering berkelakuan sama jika ia dibuang ke dalam air. Ais kering adalah unik kerana apabila ia dipanaskan daripada fasa pepejal ia serta-merta bertukar menjadi gas, memintas fasa cecair. Persoalan keseluruhannya ialah bagaimana untuk mengarahkan tenaganya ke arah yang berguna. Jurutera telah lama membangunkan teknologi untuk menukar tenaga wap kepada tenaga mekanikal: dalam enjin turbin gas, pancutan wap atau gas mengenai permukaan bilah turbin, yang mula berputar. Tetapi dalam kes kami, penyelidik pergi ke arah lain.

Mereka membuat permukaan yang dipanaskan dalam bentuk cakera, dengan profil yang serupa dengan bilah turbin. Sekarang, jika setitik air diletakkan pada permukaan yang dipanaskan sedemikian, maka wap yang terbentuk pada titik sentuhan bukan sahaja akan menyokong penurunan berat, tetapi juga akan menolaknya ke arah tertentu. Titisan akan berjalan dalam bulatan sehingga ia menguap. Tetapi apa yang berlaku jika cakera ais kering diletakkan di atas permukaan yang dipanaskan? Karbon dioksida yang menyejat akan mula memutar cakera, lebih-lebih lagi, geometri permukaan tidak akan membenarkan ia bergerak dari paksi, aliran gas akan mengembalikan cakera ke tengah. Sekarang, jika anda membetulkan magnet pada cakera ais kering, dan meletakkan keseluruhan struktur di dalam litar konduktif, anda akan mendapat penjana elektrik sebenar, di mana tiada bahagian bergesel, dan dengan itu kehilangan geseran. Pengarang ciptaan itu menyiarkan video tentang cara semuanya berfungsi di tapak.

Okay, enjin prototaip berfungsi, tetapi di manakah anda mendapatkan bahan api untuknya? Ais kering tidak berlaku secara semula jadi. Di sinilah para penyelidik mengayun, tidak kurang, untuk penjana untuk penjajah masa depan Marikh atau planet lain. Ramai pakar futurologi pasti bahawa lambat laun manusia tidak akan mempunyai pilihan selain mengisi planet yang paling hampir dengan kita.

Kini program sedang dibincangkan dengan serius dan dibangunkan untuk menghantar ekspedisi ke planet merah. Ahli ekspedisi perlu melengkapkan kehidupan mereka di sana, dan salah satu masalah utama ialah mencari sumber tenaga. Hakikatnya ialah di Marikh, karbon dioksida sering dijumpai dalam bentuk pepejal, iaitu dalam bentuk ais kering. Dan ia boleh digunakan sebagai sumber tenaga. Keunikan enjin yang dicipta adalah dalam kesederhanaan reka bentuk - hampir tidak ada bahagian yang boleh diganti di dalamnya. Dan apabila kedai terdekat berada lebih daripada 50 juta kilometer jauhnya, isu kebolehpercayaan peralatan adalah salah satu tempat pertama.