Исследователи придумали, как снабдить энергией первых колонизаторов Марса

Исследователи придумали, как снабдить энергией первых колонизаторов Марса: на планете много сухого льда, который можно использовать для получения доступной энергии.

Вы наверняка замечали, как капля воды, попав на горячую сковородку, начинает кататься по поверхности. Казалось бы, температура сковородки намного выше температуры кипения воды, и капля должна бы сразу испариться, но она ещё какое-то время «живёт». Этот эффект впервые описал Иоганн Лейденфрост в 1756 году. Почему капля не испаряется моментально? Все дело в прослойке пара, которая образуется в месте контакта капли и раскаленной поверхности. Часть капли превращается в пар, который приподнимает каплю над поверхностью, не давая оставшейся жидкости моментально испариться. В результате капля бегает по сковородке довольно продолжительное время.

517_600x382_397433508_600x382
Принцип работы и схема двигателя. Горячая неподвижная турбина передает диску из сухого льда тепло (Qin), которое идет на его сублимацию. Образовавшиеся потоки газа рассеивают часть тепла (Qout) и совершают работу (W), раскручивая диск вокруг своей оси. Вр

Принцип работы и схема двигателя. Горячая неподвижная турбина передает диску из сухого льда тепло (Qin), которое идет на его сублимацию. Образовавшиеся потоки газа рассеивают часть тепла (Qout) и совершают работу (W), раскручивая диск вокруг своей оси. Вр

518_600x247_146149603_600x247
Геометрия неподвижной турбины подобрана таким образом, чтобы потоки газа, раскручивали диск из сухого льда, при этом, не давая ему сойти с оси. В результате получается вращающаяся система, в которой исключено трение твердых поверхностей – кусок сухого льд

Геометрия неподвижной турбины подобрана таким образом, чтобы потоки газа, раскручивали диск из сухого льда, при этом, не давая ему сойти с оси. В результате получается вращающаяся система, в которой исключено трение твердых поверхностей – кусок сухого льда.

Эффект Лейденфроста проявляется не только на сковородках. Например, если очень быстро погрузить палец в стакан с жидким азотом и быстро вытащить его обратно, то, как ни странно, палец не замерзнет и не отвалится, хотя температура жидкого азота -196°С. Происходит так из-за того, что жидкий азот начинает кипеть при контакте с теплой кожей, на которой образуется защитный слой из уже газообразного азота. А газы остывают и нагреваются намного медленнее жидкостей, поэтому палец безрассудного экспериментатора не успевает замерзнуть. Правда все равно есть риск получить ожог, так что ни в коем случае не проверяйте эффект Лейденфроста на себе. Еще более экстремальный и намного более опасный трюк заключается в опускании мокрой руки в емкость с жидким металлом – вода на поверхности руки мгновенно вскипает и на доли секунды образует защитную прослойку, между кожей и расплавленным металлом.

Фокусы фокусами, но как получить из этого феномена реальную пользу? Исследователи из Нортумбрийского университета Великобритании сделали прототип двигателя, который может работать куске сухого льда. В основе конструкции лежит тот самый эффект Лейденфроста. Мы помним, что капля жидкости бегает по раскаленной поверхности. Точно также ведет себя кусок сухого льда, если его бросить в воду. Сухой лед уникален тем, что он при нагревании из твердой фазы превращается сразу в газ, минуя жидкую фазу. Вопрос весь в том, как направить его энергию в полезное русло. Инженеры уже давно разработали технологию, позволяющую превратить энергию пара в механическую энергию: в газотурбинном двигателе струя пара или газа ударяет в поверхность лопаток турбины, которая начинает вращаться. Но в нашем случае исследователи пошли другим путем.

Они сделали нагреваемую поверхность в форме диска, с профилем, похожим на лопасти турбины. Теперь, если на такую разогретую поверхность поместить каплю воды, то образующийся в месте контакта пар будет не только поддерживать каплю на весу, но и будет толкать ее в определенном направлении. Капля будет бегать по кругу, пока не испарится. А что произойдет, если на такую нагретую поверхность положить диск из сухого льда? Испаряющаяся двуокись углерода начнет раскручивать диск, притом геометрия поверхности не даст ему сойти с оси, потоки газа будут возвращать диск к центру. Теперь если на диске из сухого льда закрепить магниты, и поместить всю конструкцию внутрь проводящего контура, то получится самый настоящий электрогенератор, в котором нет никаких трущихся частей, а значит и потерь на трение. Авторы изобретения разместили на сайте видео того, как все это работает.

Хорошо, прототип двигателя работает, но где брать для него топливо? Сухой лед в природе не встречается. Вот тут исследователи замахнулись, ни много ни мало, на генераторы для будущих колонизаторов Марса или других планет. Многие футурологи уверены, что рано или поздно у человечества не останется выбора кроме как заселять ближайшие к нам планеты. Сейчас всерьез обсуждаются и разрабатываются программы по отправке экспедиции на красную планету. Членам экспедиции придется обустраивать там свою жизнь, и одной из главных проблем будет поиск источников энергии. Дело в том, что на Марсе углекислый газ часто встречается в твердой форме, то есть в виде сухого льда. И его можно использовать как энергетический ресурс. Уникальность изобретенного двигателя в простоте конструкции – в нем практически нет никаких заменяемых частей. А когда ближайший магазин находится за 50 с лишним миллионов километров, вопрос надежности оборудования встает на одно из первых мест.

Поделиться в facebook
Facebook
Поделиться в twitter
Twitter
ЧИТАЙТЕ

Рокоссовский, Жуков, Василевский: Как они воевали в Первую мировую

Почти все командующие фронтами в Великой Отечественной войне, получившие звание маршала, имели призывной возраст во время Первой мировой войны. Большинство из них приняли в ней участие. Климент Ворошилов уклонился от…

Ноам Хомский: «10 жутких трюков, с помощью которых контролируют массы»

Aрсенал для зомбирования. Ноам Хомский — профессор языкознания в Массачусетском технологическом институте, лингвист, философ, общественный деятель, автор книг и политический аналитик считается одним из самых выдающихся мыслителей нашего времени, рассказывает…

До 40 тел за сутки: На фоне пика эпидемии COVID в Одессе печи крематория работают без перерыва

Как передает УКРОП, настоящий пик эпидемии коронавируса наблюдается сейчас по всей Украине, не стала исключением и Одесчина. В городском крематории ежедневно сжигают до 40 тел, большинство скончавшихся были заражены COVID-19,…

Арахамия о новом министре обороны: "Уже есть окончательное решение Зеленского"

Арахамия о новом министре обороны: "Уже есть окончательное решение Зеленского"

Как предает УКРОП, президент Украины Владимир Зеленский уже принял «окончательное решение» по поводу возможной кандидатуры на должность министра обороны в случае отставки действующего главы ведомства Андрея Тарана. Об этом в…

Дважды вакцинированный Аваков заболел коронавирусом

Как передает УКРОП, бывший министр внутренних дел Украины Арсений Аваков находится на самоизоляции после подтверждения диагноза COVID-19. Об этом сообщил глава пресс-службы Авакова Ярослав Тракало. «Он заболел, подтверждено COVID-19 находится…

Стало известно, когда в Украине ожидается пик заболеваемости коронавирусом

Стало известно, когда в Украине ожидается пик заболеваемости коронавирусом

Как передает УКРОП, в Министерстве здравоохранения Украины прогнозируют, что пик заболеваемости коронавирусом в стране начнется в конце октября и будет держаться до середины ноября. Потом заболеваемость пойдет на спад. Минздрав Украины ожидает пик волны коронавируса к концу…

Князев Всеволод - Председатель Верховного суда Украины

Князев Всеволод - Председатель Верховного суда Украины

22 октября 2021 года Пленум Верховного суда тайным голосованием избрал нового главу Верховного суда Украины — секретаря Большой палаты Верховного суда судью Всеволода Князева. В поддержку кандидатуры Князева на пост…

"В семье не без урода": Кива назвал инициатора своего исключения из партии

Народный депутат от фракции «Оппозиционная платформа – за жизнь» Илья Кива обвинил главу Полтавской партийной ячейки Олега Сазонова в проведении фейкового собрания, на котором его пытались исключить из партии. Об…

Надежда Савченко вместе с сестрой задержана полицией

Надежда Савченко вместе с сестрой задержана полицией

22 октября 2021 года Нацполиция задержала Надежду Савченко, которая вместе с сестрой пыталась попасть в Украину по поддельным COVID-сертификатам. По данным ведомства, обе женщины в аэропорту Борисполь пытались использовать поддельные…

ЭКCПЕРТЫ