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LABORATORIO CIENTÍFICO INFANTIL
Calor de la nada. Laboratorio de ciencias para niños
Directorio / Laboratorio de ciencias para niños ...Este experimento de un estadounidense de nombre Griggs, realizado hace casi 10 años, ya se ha convertido en un libro de texto. El físico hizo pasar un chorro de agua a través de un disco giratorio con agujeros. Al pasar a través de ellos, el agua se calentó. Parecería que tiene lugar la transformación más común de la energía mecánica del motor de la bomba en calor. Pero resultó que se liberó 1,6 veces más calor que la electricidad que se suministró al motor. ¿De dónde vino el exceso de energía? Hay muchas hipótesis. Aquí, por ejemplo, es uno. Cuando se interrumpe el flujo, se forman numerosas burbujas en el agua. Habiendo existido por milésimas de segundo, comienzan a encogerse y colapsar, desaparecer. Este fenómeno se llama cavitación. Este proceso no es sencillo. Si el diámetro de la burbuja se reduce, por ejemplo, a la mitad, entonces el volumen es ocho veces. La velocidad de movimiento de sus paredes entre sí aumenta con la misma rapidez. Teóricamente, la tasa de compresión de una burbuja absolutamente vacía puede alcanzar la velocidad de la luz. Es cierto que normalmente contiene aire y vapor de agua, lo que puede limitar la tasa de compresión a cientos de metros por segundo. La energía en este caso se gasta en comprimir todo el gas en la burbuja. Pero puede suceder de otra manera. Como el físico L.V. Larionov, tan pronto como las paredes de la burbuja desarrollen una velocidad supersónica, y sobre ellas, como en la punta de un proyectil, aparecerá una onda de choque muy delgada, moviéndose aún más rápido. Entonces la tasa de colapso puede ser mucho mayor. El comienzo de la cavitación fue filmado y estudiado en detalle. Pero con un diámetro de 0,001 mm o menos, la burbuja de cavitación ya no se puede observar, es posible averiguar lo que sucede en ella solo a partir de datos indirectos. Se sabe, por ejemplo, que la cavitación es capaz de destruir cualquier material. Esto sugiere que deben obtenerse presiones muy altas al final del colapso de la burbuja. Los científicos estiman sus valores desde 12 mil hasta 450 mil atmósferas. Y a tales presiones, las capas de electrones de los átomos e incluso los núcleos pueden colapsar. Parecería que estos procesos conducen a la aparición de energía térmica adicional. Pero... Prácticamente todas las reacciones nucleares se hacen sentir por una fuerte radiación gamma. Pero no se observa... Entonces, ¿de dónde viene la energía "extra"? Desde la antigüedad, los científicos han creído que en los espacios entre los átomos no hay un vacío absoluto, sino un medio generalmente imperceptible: apeiron, o el mundo éter. Ahora se llama "vacío físico". Aquellos que quieran familiarizarse con el tema con más detalle, nos referimos al libro de I.L. Gerlovin "Fundamentos de una teoría unificada de interacciones en la materia", Moscú, 1990. De la teoría se desprende que el vacío físico contiene 1045 partículas virtuales. por metro cúbico, pero casi ninguna viscosidad y, por lo tanto, no se observan a velocidades ordinarias. Pero a altas velocidades, e incluso en un volumen cerrado de una burbuja comprimida por todos lados, su energía puede liberarse en forma de cuantos de luz. Si solo un átomo entre quinientos emite tal cuanto, entonces esto será suficiente para la aparición del exceso de calor observado en el experimento. El líquido en el que se produce la cavitación brilla, lo que significa que estos cuantos realmente existen. Este brillo se llama sonoluminiscencia. Descubierta en 1933, no encontró explicación en el marco de la ciencia clásica. Pero pasemos de la teoría a la práctica. Hay muchas formas de obtener la cavitación. Por ejemplo, en inhaladores médicos, dispositivos para obtener medicamentos líquidos finamente rociados, se crea mediante ultrasonido. Pero la eficiencia del generador ultrasónico electrónico utilizado aquí es tan pequeña que la ganancia de energía resultante prácticamente no se nota. Para obtener calor adicional, a menudo se usa energía mecánica. Una de las instalaciones más poderosas para este propósito fue creada por el inventor de Omsk VF Kladov. Propuso una bomba centrífuga, que durante su funcionamiento crea un flujo intermitente de líquido, y cuando trabaja con agua, recibe una doble ganancia de energía. Experimentado Kladov y otros líquidos. El fluoruro de silicio, por ejemplo, dio una ganancia diez veces mayor. Otros científicos, por el contrario, no lo encontraron con las medidas más cuidadosas. Le sugerimos que repita la instalación de L. Larionov. Consiste en una unidad de bombeo convencional utilizada para suministrar agua a los pisos superiores de las casas. Howl tomó una unidad estándar con un motor de 4 kW. Se le adjunta un circuito cerrado de una tubería de agua, en el que se inserta una boquilla de cavitación y se agregan algunos otros elementos. Cuando funcionaba con agua ordinaria, cada kilovatio-hora de electricidad que tomaba la bomba de la red proporcionaba 1,5 kW/h de calor. Este efecto se puede obtener con un acondicionador de aire doméstico que funcione en modo bomba de calor. Pero cuesta al menos $ 4000. Una bomba de agua es casi cien veces más barata. La parte principal de la instalación es la boquilla. Como puede ver en la figura, primero se estrecha y luego se expande gradualmente.
Al pasar por la parte convergente, el flujo, de acuerdo con la ley de Bernoulli, aumenta su velocidad y la presión en él disminuye tanto que se vuelve igual a la presión del vapor de agua saturado. Cuando el agua hierve, forma muchas burbujas llenas de vapor. Luego, el flujo ingresa a la parte expansiva de la boquilla. Aquí, su velocidad disminuye, se restablece la presión y las burbujas comienzan a colapsar. Este proceso se completa después de salir de la boquilla y se acompaña de sonoluminiscencia. En el experimento, es fácil observarlo a través de una ventana especial en el tubo. Puedes ver algo similar a la antorcha de un soplete de soldadura. Agregar sal de mesa al agua mejora este brillo. Al mismo tiempo, la disipación de calor también aumenta significativamente. Como muestran estudios extranjeros, la mayor mejora se logra cuando se disuelven alrededor de 120 g de sal en un litro de agua. La eficiencia de la instalación depende en gran medida de la forma de la boquilla. Cuando el ángulo de la parte acampanada es demasiado grande, puede ocurrir un fuerte aumento en la resistencia y la eficiencia disminuirá.
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Comentarios sobre el artículo: zorenko valery Y aquí está: ¡resulta que una máquina de movimiento perpetuo es posible!
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