Wärme aus dem Nichts. Zeichnung, Beschreibung

WISSENSCHAFTLICHES LABOR FÜR KINDER
Kostenlose Bibliothek / Verzeichnis / Wissenschaftliches Kinderlabor

Wärme aus dem Nichts. Wissenschaftliches Kinderlabor

Wissenschaftliches Kinderlabor

Verzeichnis / Wissenschaftliches Kinderlabor

...Dieses vor fast 10 Jahren inszenierte Experiment eines Amerikaners namens Griggs ist bereits zu einem Lehrbuch geworden. Der Physiker leitete einen Wasserstrahl durch eine rotierende Scheibe mit Löchern. Beim Durchströmen erwärmte sich das Wasser. Es scheint, dass die häufigste Umwandlung der mechanischen Energie des Pumpenmotors in Wärme stattfindet. Es stellte sich jedoch heraus, dass 1,6-mal mehr Wärme freigesetzt wurde, als dem Motor Strom zugeführt wurde. Woher kam die überschüssige Energie? Es gibt viele Hypothesen. Hier ist zum Beispiel einer.

Wenn die Strömung unterbrochen wird, bilden sich zahlreiche Blasen im Wasser. Nachdem sie tausendstel Sekunden lang existiert haben, beginnen sie zu schrumpfen und zu kollabieren, zu verschwinden. Dieses Phänomen wird Kavitation genannt.

Dieser Prozess ist nicht einfach. Verringert sich der Durchmesser der Blase beispielsweise um die Hälfte, so beträgt das Volumen das Achtfache. Ebenso schnell nimmt die Geschwindigkeit der Bewegung seiner Wände aufeinander zu. Theoretisch kann die Kompressionsrate einer absolut leeren Blase Lichtgeschwindigkeit erreichen. Zwar enthält es normalerweise Luft und Wasserdampf, wodurch die Kompressionsrate auf Hunderte von Metern pro Sekunde begrenzt werden kann. In diesem Fall wird Energie aufgewendet, um das gesamte Gas in der Blase zu komprimieren. Aber es kann auch anders passieren.

Wie der Physiker L.V. Larionov, sobald die Wände der Blase Überschallgeschwindigkeit entwickeln und auf ihnen, wie auf der Spitze eines Projektils, eine sehr dünne Stoßwelle erscheint, die sich noch schneller bewegt. Dann kann die Einsturzrate viel höher sein.

Der Beginn der Kavitation wurde gefilmt und im Detail untersucht. Bei einem Durchmesser von 0,001 mm oder weniger kann die Kavitationsblase jedoch nicht mehr beobachtet werden; was in ihr passiert, lässt sich nur aus indirekten Daten herausfinden.

Es ist beispielsweise bekannt, dass Kavitation jegliche Materialien zerstören kann. Dies legt nahe, dass am Ende des Blasenkollapses sehr hohe Drücke erreicht werden müssen. Wissenschaftler schätzen seine Werte auf 12 bis 450 Atmosphären. Und bei solchen Drücken können die Elektronenhüllen von Atomen und sogar Kernen kollabieren.

Es scheint, dass diese Prozesse zum Auftreten zusätzlicher Wärmeenergie führen. Aber... Praktisch jede Kernreaktion macht sich durch starke Gammastrahlung bemerkbar. Aber es wird nicht beobachtet ... Woher kommt also die „zusätzliche“ Energie?

Seit der Antike glauben Wissenschaftler, dass sich in den Lücken zwischen Atomen kein absoluter Hohlraum befindet, sondern ein normalerweise nicht beobachtbares Medium – Apeiron oder der Weltäther. Jetzt nennt man es „physikalisches Vakuum“. Wer sich näher mit der Thematik vertraut machen möchte, dem verweisen wir auf das Buch von I.L. Gerlovin „Grundlagen einer einheitlichen Theorie der Wechselwirkungen in der Materie“, Moskau, 1990. Aus der Theorie folgt, dass das physikalische Vakuum 1045 virtuelle Teilchen enthält pro Kubikmeter, aber fast keine Viskosität und werden daher bei normalen Geschwindigkeiten nicht beobachtet. Doch bei hohen Geschwindigkeiten und auch in einem geschlossenen Volumen einer Blase, die von allen Seiten komprimiert wird, kann ihre Energie in Form von Lichtquanten freigesetzt werden. Wenn nur eines von fünfhundert Atomen ein solches Quantum emittiert, reicht dies für das im Experiment beobachtete Auftreten von überschüssiger Wärme aus.

Die Flüssigkeit, in der Kavitation stattfindet, leuchtet, was bedeutet, dass diese Quanten tatsächlich existieren. Dieses Leuchten wird Sonolumineszenz genannt. Es wurde 1933 entdeckt und fand im Rahmen der klassischen Wissenschaft keine Erklärung.

Aber kommen wir von der Theorie zur Praxis. Es gibt viele Möglichkeiten, Kavitation zu erzeugen. Bei medizinischen Inhalatoren – Geräten zur Gewinnung fein versprühter flüssiger Medikamente – wird es beispielsweise mittels Ultraschall erzeugt. Allerdings ist der Wirkungsgrad des hier eingesetzten elektronischen Ultraschallgenerators so gering, dass der daraus resultierende Energiegewinn praktisch nicht spürbar ist.

Um zusätzliche Wärme zu gewinnen, wird häufig mechanische Energie eingesetzt. Eine der leistungsfähigsten Anlagen für diesen Zweck wurde vom Omsker Erfinder V.F. Kladov geschaffen. Er schlug eine Kreiselpumpe vor, die während ihres Betriebs einen intermittierenden Flüssigkeitsstrom erzeugt, und bei der Arbeit mit Wasser erhielt er einen doppelten Energiegewinn. Erfahrener Kladov und andere Flüssigkeiten. Siliziumfluorid beispielsweise ergab einen zehnfachen Gewinn. Andere Wissenschaftler hingegen konnten es bei sorgfältigsten Messungen nicht finden.

Wir empfehlen Ihnen, die Installation von L. Larionov zu wiederholen. Es besteht aus einer herkömmlichen Pumpeinheit, die zur Wasserversorgung der oberen Stockwerke von Häusern dient. Howl nahm ein Standardgerät mit einem 4-kW-Motor. Daran schließt sich ein geschlossener Kreislauf einer Wasserleitung an, in den eine Kavitationsdüse eingesetzt und einige weitere Elemente hinzugefügt werden.

Beim Betrieb mit normalem Wasser lieferte jede von der Pumpe aus dem Netz entnommene Kilowattstunde Strom 1,5 kW/h Wärme. Dieser Effekt kann durch eine Heimklimaanlage erzielt werden, die im Wärmepumpenmodus arbeitet. Aber es kostet mindestens 4000 US-Dollar. Eine Wasserpumpe ist fast hundertmal billiger.

Der Hauptteil der Installation ist die Düse. Wie Sie in der Abbildung sehen können, verengt es sich zunächst und weitet sich dann allmählich aus.

Hitze aus dem Nichts
Wärmeerzeugergerät: 1 - Pumpeinheit; 2 und 4 - Manometer; 3 - Düse; 5 - statischer Druckregler; 6 - Drosselklappe; 7 - Düsenprofil (aus der Arbeit deutscher Wissenschaftler)

Beim Durchgang durch den konvergierenden Teil erhöht die Strömung nach dem Bernoulli-Gesetz ihre Geschwindigkeit und der Druck darin nimmt so stark ab, dass er dem Druck von gesättigtem Wasserdampf entspricht. Wenn das Wasser kocht, bilden sich viele mit Dampf gefüllte Blasen. Als nächstes tritt die Strömung in den expandierenden Teil der Düse ein. Hier nimmt die Geschwindigkeit ab, der Druck wird wiederhergestellt und die Blasen beginnen zu kollabieren. Dieser Vorgang ist nach Austritt aus der Düse abgeschlossen und wird von Sonolumineszenz begleitet. Im Experiment kann man es gut durch ein spezielles Fenster im Rohr beobachten. Zu sehen ist etwas Ähnliches wie der Brenner eines Schweißbrenners.

Die Zugabe von Speisesalz zum Wasser verstärkt diesen Glanz. Gleichzeitig erhöht sich auch die Wärmeableitung deutlich. Wie ausländische Studien zeigen, wird die größte Verbesserung erzielt, wenn etwa 120 g Salz in einem Liter Wasser gelöst werden.

Die Effizienz der Anlage hängt stark von der Form der Düse ab. Wenn der Winkel des aufgeweiteten Teils zu groß ist, kann der Widerstand stark ansteigen und die Effizienz sinken.

Wir empfehlen interessante Artikel Abschnitt Wissenschaftliches Kinderlabor:

▪ Bekämpfung der Zentrifugalkraft

▪ Zehntausendstel Grad aus einer Flasche

▪

Siehe andere Artikel Abschnitt Wissenschaftliches Kinderlabor.

Lesen und Schreiben nützlich Kommentare zu diesem Artikel.

<< Zurück

Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:

Alkoholgehalt von warmem Bier 07.05.2024

Bier, eines der häufigsten alkoholischen Getränke, hat einen ganz eigenen Geschmack, der sich je nach Temperatur des Konsums verändern kann. Eine neue Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams hat herausgefunden, dass die Biertemperatur einen erheblichen Einfluss auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks hat. Die vom Materialwissenschaftler Lei Jiang geleitete Studie ergab, dass Ethanol- und Wassermoleküle bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Arten von Clustern bilden, was sich auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks auswirkt. Bei niedrigen Temperaturen bilden sich eher pyramidenartige Cluster, wodurch die Schärfe des „Ethanol“-Geschmacks abnimmt und das Getränk weniger alkoholisch schmeckt. Im Gegenteil, mit steigender Temperatur werden die Cluster kettenförmiger, was zu einem ausgeprägteren alkoholischen Geschmack führt. Dies erklärt, warum sich der Geschmack einiger alkoholischer Getränke, wie z. B. Baijiu, je nach Temperatur ändern kann. Die Erkenntnisse eröffnen Getränkeherstellern neue Perspektiven, ... >>

Hauptrisikofaktor für Spielsucht 07.05.2024

Computerspiele werden bei Teenagern zu einer immer beliebteren Unterhaltungsform, die damit verbundene Gefahr einer Spielsucht bleibt jedoch ein erhebliches Problem. Amerikanische Wissenschaftler führten eine Studie durch, um die Hauptfaktoren zu ermitteln, die zu dieser Sucht beitragen, und um Empfehlungen für ihre Vorbeugung abzugeben. Über einen Zeitraum von sechs Jahren wurden 385 Teenager beobachtet, um herauszufinden, welche Faktoren sie für eine Spielsucht prädisponieren könnten. Die Ergebnisse zeigten, dass 90 % der Studienteilnehmer nicht von einer Sucht bedroht waren, während 10 % spielsüchtig wurden. Es stellte sich heraus, dass der Schlüsselfaktor für die Entstehung einer Spielsucht ein geringes Maß an prosozialem Verhalten ist. Jugendliche mit einem geringen Maß an prosozialem Verhalten zeigen kein Interesse an der Hilfe und Unterstützung anderer, was zu einem Verlust des Kontakts zur realen Welt und einer zunehmenden Abhängigkeit von der virtuellen Realität durch Computerspiele führen kann. Basierend auf diesen Ergebnissen, Wissenschaftler ... >>

Verkehrslärm verzögert das Wachstum der Küken 06.05.2024

Die Geräusche, die uns in modernen Städten umgeben, werden immer durchdringender. Allerdings denken nur wenige Menschen darüber nach, welche Auswirkungen dieser Lärm auf die Tierwelt hat, insbesondere auf so empfindliche Tiere wie Küken, die noch nicht aus ihren Eiern geschlüpft sind. Aktuelle Forschungsergebnisse bringen Licht in diese Frage und weisen auf schwerwiegende Folgen für ihre Entwicklung und ihr Überleben hin. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass der Verkehrslärm bei Zebraküken zu ernsthaften Entwicklungsstörungen führen kann. Experimente haben gezeigt, dass Lärmbelästigung das Schlüpfen der Küken erheblich verzögern kann und die schlüpfenden Küken mit einer Reihe gesundheitsfördernder Probleme konfrontiert sind. Die Forscher fanden außerdem heraus, dass die negativen Auswirkungen der Lärmbelästigung auch auf die erwachsenen Vögel übergreifen. Reduzierte Fortpflanzungschancen und verringerte Fruchtbarkeit weisen auf die langfristigen Auswirkungen von Verkehrslärm auf die Tierwelt hin. Die Studienergebnisse unterstreichen den Bedarf ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Handy steuert Computer 22.08.2002

Die japanische Niederlassung von IBM hat Software veröffentlicht, mit der ein Personal Computer von einem Mobiltelefon aus gesteuert werden kann.

Das PC-Desktopbild wird auf das Telefon übertragen. Das Telefondisplay stellt einen Teil des Telefondisplays dar, durch den Sie scrollen können. Die Telefontasten simulieren Mausklicks und andere Aktionen.

Das Telefon, auf dem diese Software ausgeführt wird, muss mit dem i-Appli-Dienst (basierend auf i-mode) verbunden sein.

Weitere interessante Neuigkeiten:

▪ Kohlenstofftransistoren auf DNA-Strängen

▪ Papierbatterie

▪ Bibliothek von Freescale zur Implementierung eines sicheren Funkkanals

▪ Das gefundene Enzym wird das Problem der Biokraftstoffe lösen

▪ Organische Halbleiter

News-Feed von Wissenschaft und Technologie, neue Elektronik

Interessante Materialien der Freien Technischen Bibliothek:

▪ Abschnitt der Elektriker-Website. PTE. Artikelauswahl

▪ Artikel Übereinstimmung von Modellen und Chassis von GRUNDIG-Videorecordern. Verzeichnis

▪ Artikel Wie wurde erstmals die Endlichkeit der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichts entdeckt? Ausführliche Antwort

▪ Artikel Melissa Lemon. Legenden, Kultivierung, Anwendungsmethoden