|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ÇOCUK BİLİMSEL LABORATUVARI
Permafrost üzerinde sürekli hareket makinesi. Çocuk Bilim Laboratuvarı
Rehber / Çocuk Bilim Laboratuvarı Uçak tayganın üzerinden uçuyor. On kilometre yükseklikten ormanı kesen nehir, nehir ve dere yatakları açıkça görülüyor. Bir veya iki saat uçuyoruz - ve bunların hepsi Yakutya, ferah ve zengin: altın, kürkler, elmaslar. Ve ayrıca... don! Sonuçta düşünürseniz soğuk aynı zamanda zenginlik de olabilir. Ancak bu düşünce bana ait değil, Yakutsk'a buluşmak için uçtuğum kişiye ait. ...Lev Ivanovich Faiko benimle havaalanında buluştu. Doğal buzu, yapısını, kökenini ve fiziksel özelliklerini inceleyen bir buzulbilimcidir. Fayko ender mesleğine hemen gelmedi. Çocukluğunda spor havacılığına ilgi duyuyordu; ev yapımı spor planörlerle uçuyordu; profesyonel bir fotoğrafçıydı - TASS muhabiri, elinde bir kamerayla ren geyikleriyle Yakutya'nın her yerini dolaştı. Ayrıca şunu icat etti: katlanabilir bir Yakut yurtunun geliştirilmiş bir tasarımı, çobanlar, ren geyiği çobanları ve jeologlar için ekonomik bir semaver sobası, aynı zamanda bir radyoya veya telsize güç sağlamak için elektrik üretiyor... Pompanın üzerine yaptığı Lena'dan su pompalayıp yüksek kıyıya sağlayan çevredeki sakinler uzaktan gelip şunu görmeye geldiler: Bu bir sürekli hareket makinesi miydi? Pompa enerjiye ihtiyaç duymuyordu; su akışıyla çalıştırılıyordu. Lev İvanoviç hayatında çok şey başardı: Büyük Vatanseverlik Savaşı'nda savaştı, üniversiteden mezun oldu, coğrafya bilimleri adayı oldu... Başkalarının bakıp göremediklerini ancak farklı ilgi ve bilgilere sahip bir kişi görebilir. Peki permafrosttaki donmayan göller kimin kafasını karıştırdı? Ve şaşırdı, düşündü ve doğanın bu küçük sırrının arkasında eşi benzeri görülmemiş enerji fırsatlarının saklı olduğunu hissetti! Her şey basit bir gündelik sorunun cevabını aramakla başladı: Neden Yakutya'daki göllerdeki buzlar kışın 210 gün donuyor da sadece 30 bahar gününde eriyor? Şöyle diyebilirsiniz: Bunda yanlış olan ne? Birlikte düşünelim. Permafrost, Yakutya topraklarını 1500 metre derinliğe kadar bağlıyor ve erimeyecek. Ancak rezervuarlar kurallara uygun davranmıyor. Örneğin kutup bölgelerinde yıllık ortalama hava sıcaklığı eksi 19°C, su sıcaklığı ise sıfır civarındadır. Elbette sıfırın üzerinde hava sıcaklığına sahip günler var, ancak yıl ortalamasında olumsuz. Ancak Arktik Okyanusu, ismine rağmen her yıl daha da derin donmuyor. Fazla buz, dışarıdaki havanın ısısından dolayı düzenli olarak erir. Ortalama olarak buzun kendisinden daha soğuk olan hava... Ancak bu, Clausius postülatına dayanan Termodinamiğin İkinci Yasasıyla çelişir: ISI, AZ ISITILAN BİR CİVENDEN ÇOK ISITILAN BİR CİSİME TEK BAŞINA AKTARILMAZ. 19. yüzyılda Rudolf Clausius, modern bilimin uyumlu yapısının artık dayandığı bu tartışılmaz gündelik gerçeği formüle etti. Bir çaydanlıktaki suyu bir buz parçası üzerinde ısıtmak kimin aklına gelir? Bu fikrin anlamsızlığı herkes için açıktır. Ama sorun şu ki. Her ne kadar buzu soğuk olarak düşünsek de oldukça fazla enerji içerir. Sonuçta mutlak sıfıra kıyasla 273° C daha sıcak! Moleküllerinin her birinin enerjisi vardır ve onu sürekli olarak diğer moleküllerle değiştirir. Peki buz molekülleri neden enerjilerinin bir kısmını çaydanlıktaki suya bırakmasınlar? Buzun daha da soğumasını ve suyun ısınmasını sağlayın! Kısacası deneyim deneyimdir, ancak Clausius'un varsayımının teorik bir kanıtı yoktur! Ve bir zamanlar, parlak İngiliz fizikçi Maxwell şaka yollu bir şekilde molekülleri - "sıcak" olanlar, yüksek hızlarda, bir yöne gönderilen, "soğuk" olanlar - diğer tarafa ayıran bir tür "iblis" ile ortaya çıktı. Ve böyle bir "şeytan" kesinlikle su ısıtıcısını buz üzerinde kaynatır! Clausius'un varsayımının kanıtlanmaması, ikinci türden bir sürekli hareket makinesi (çevresel moleküllerin kaotik hareketinden hiçbir maliyet olmaksızın enerji elde edecek bir cihaz) yaratma fikrine takıntılı birçok mucit için bir boşluk sağladı. Ancak gerçek şu ki, faydalı enerji ancak sıcaklık veya basınç, yükseklik farklarından elde edilebilir... İş üreten ısının kendisi değil, yalnızca sıcak ve soğuk arasındaki farktır. İçten yanmalı motor, silindirin içi ile dışı arasındaki basınç farkının pistonu itmesi nedeniyle çalışır. Bir elektrik ampulü, kendisine potansiyel fark uygulandığı için yanar. Hidroelektrik santrallerinde işi üreten suyun deniz seviyesinden yüksekliği değil, barajın üst ve alt kısımlarındaki seviye farkıdır. Dolayısıyla sürekli hareket eden bir makine imkansızdır. Çok yazık. Şimdi, eğer gerçekten Maxwell'in şeytanı gibi bir şey olsaydı... Birinci sınıftayken teneffüslerde koridorda nasıl koştuğunuzu hatırlıyor musunuz? Enerji - fazlasıyla yeterli! Moleküllerin kaotik termal hareketi gibi bir şey. Yönetmen muhtemelen homurdandı: "Enerjiniz bir dinamoyu çevirmeli!" Ve ne? Maxwell'in iblisinin rolü, mağazalarda kurulu olanlar gibi kapıdaki dönen bir turnike tarafından oynanabilir. Teneffüs için zil çaldı ve birinci sınıf öğrencileri sınıftan koşarak çıkıp turnikeyi çevirdiler. Ve bir dinamoya bağlı - o kadar faydalı bir iş yapılmış ki! Böylece Faiko, doğal su kütlelerinin dondurulmasının tuhaf davranışını düşünerek, içlerinde klasik fizik tarafından yasaklanan benzer bir "turnike" buldu. Doğada böyle tek yönlü bir termal valf sıradan yüzen buzdur! Kısa süren Yakut baharında göldeki buzun erimesiyle alınan ısı miktarı ile uzun ve soğuk kış mevsiminde verilen ısı miktarı tamamen aynıdır. Ancak gerçek şu ki, buzun alt yüzeyinde su donuyor, üst yüzeyinde ise eriyor. Üstelik suyun donması ısı yaydığı anlamına gelir. Ve bu ısının buz tabakasından buharlaşması zordur çünkü ısıl iletkenliği düşüktür. Isı kış rezervuarını çok yavaş terk eder ve buz örtüsü de aynı yavaşlıkta donar. Ancak ilkbaharda bu tamamen farklı bir konudur. Güneş ışınları altında buzun üst tabakası hızla erir ve eriyen su, sözde füzyon ısısını emerek onu rezervuara taşır. Bu sayede su, uzun kış boyunca kaybettiği ısıyı çok hızlı bir şekilde geri kazandırır. Ve bunun tersi süreç onlarca, yüzlerce kat daha hızlı ilerliyor. Buzun ısıyı iki yönde eşit olmayan bir şekilde aktardığı ortaya çıktı: yukarıdan aşağıya - aşağıdan yukarıya olduğundan çok daha hızlı. O, ustalıkla sıcaklık farkı yaratan aynı "şeytandır". Ve ısının daha soğuk bir cisimden daha sıcak bir cisme doğru hareket ettiği ortaya çıktı. Peki ya Clausius postülası? Bu, bunun o kadar da doğru olmadığı ve sürekli hareket makinesinin mümkün olduğu anlamına mı geliyor? Faiko'nun keşfini bildirdiği Bilim Konseyi, başlangıçta onu termodinamiğin temellerine saldırmakla suçladı. Ancak Lev İvanoviç, Clausius'un otoritesini kurtardı: varsayımın yasakladığı ısı transferi kendi başına değil, yerçekimi ve güneş enerjisinin yardımıyla gerçekleşir. Bu yerçekimi, yoğunluğu sudan daha az olan buzun yukarı doğru yüzmesine neden olur. (Bu arada, diğer tüm maddeler soğutulduğunda sıkıştırıldığında neden daha az yoğun oluyor? Hala tatmin edici bir açıklama yok.) Ve sonra içine erimiş suyun akabileceği bir hacim serbest kalıyor. Ancak dünyanın katmanlarında bu imkansızdır - ve burada bin metrelik permafrost var! Şimdi dünyevi enerjiye dönelim. Doğada enerji için gerekli sıcaklık, basınç ve yükseklik farklılıklarını yaratacak doğal süreçler bulamayan insanlar, bunları kendileri yaratmaya başladılar: ormanları yakmak, fosil yakıt bulmak için toprağı kazmak, nehirler üzerinde devasa rezervler ve barajlar inşa etmek, işgal etmek. atomun güvensiz dünyası... - Evet, işte sonsuz bir enerji kaynağı olabilecek, doğrusal olmayan, ücretsiz bir doğal süreç! - Yakutia'dan bir bilim adamı diyor. Doğal su kütlelerinin dondurulması, işe dönüştürülmesi kolay sıcaklık farklılıkları sağlar. Ve suyun faz dönüşümlerinde daha büyük ısı rezervleri gizlidir. Fayko, su donduğunda açığa çıkan gizli ısının, iki kilometrelik bir barajdan aynı miktarda suyun salınmasıyla elde edilebilecek enerjiye eşit olduğunu hesapladı. Peki, boşa harcanan büyük ısı rezervlerini başarılı ve ucuz bir şekilde kullanabildiğinizde baraj inşa etmeye değer mi? Yakutya'nın 22 milyon kilowatt kapasiteli en büyük Nizhne-Lena hidroelektrik santralinin inşası uzun süredir planlanıyor. Ancak Faiko'nun hesaplamalarına göre dondurulduğunda yalnızca rezervuarın yüzeyinden 400 kat daha fazla enerji elde edilebiliyor. Artık o kadar çok şey tüm dünyada üretiliyor ki! Ancak bunun için bir rezervuara bile ihtiyacınız yok: Doğal donma rezervuarlarının alanı insanlığın ihtiyacının 1000 katı kadarını karşılayabilir! Ve gezegenimizin ekolojisi bundan yalnızca faydalanacaktır. Geriye kalan tek şey bu enerjiyi nasıl çıkaracağımızı bulmak. Ancak modern teknoloji buna zaten hazır. Bir ısı pompasını hatırlayalım - kompresörlü bir buzdolabı "tersine". Evaporatörde sıfıra yakın sıcaklıkta kaynayan sıvı, buhara dönüşür, basınç altında kompresöre girer, pistonları iter ve iş yapar... Böylece suyun anormal özellikleri bize paha biçilmez, çevre dostu ve tükenmez bir enerji kaynağının yolunu açar. Çok garip, düzensiz bir madde, bu sıradan su! Yazar: N. Konopleva
Bahçelerdeki çiçekleri inceltmek için makine
02.05.2024 Gelişmiş Kızılötesi Mikroskop
02.05.2024 Böcekler için hava tuzağı
01.05.2024
▪ EATON'dan çok fonksiyonlu aşırı yük röleleri EMT6 serisi ▪ NASA, Venüs'e astronot gönderecek ▪ Google Glass ve SoundHound ile Hyundai arabası ▪ İşlemci Qualcomm Snapdragon 810
▪ site bölümü Yıldırımdan korunma. Makale seçimi ▪ makale Kanlı hakaret. Popüler ifade ▪ makale El Niño ve Humboldt akımı. doğa mucizesi ▪ makale Mantık araştırması. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi
Ana sayfa | Kütüphane | Makaleler | Site haritası | Site incelemeleri
www.diagram.com.ua |
İlginç makaleler öneriyoruz bölüm 
Diğer makalelere bakın bölüm 
En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:
Bu sayfanın tüm dilleri