Động cơ đá khô 16.03.2015

Các nhà nghiên cứu đã tìm ra cách cung cấp năng lượng cho những người khai hoang đầu tiên trên sao Hỏa: hành tinh này có rất nhiều băng khô có thể được sử dụng để tạo ra năng lượng sẵn có.

Có thể bạn đã nhận thấy một giọt nước rơi vào chảo nóng bắt đầu lăn trên bề mặt. Có vẻ như nhiệt độ của chảo cao hơn nhiều so với nhiệt độ sôi của nước, và giọt nước sẽ bay hơi ngay lập tức, nhưng nó vẫn "sống" trong một thời gian. Hiệu ứng này được Johann Leidenfrost mô tả lần đầu tiên vào năm 1756. Tại sao giọt không bay hơi ngay lập tức? Đó là tất cả về lớp hơi nước, được hình thành tại điểm tiếp xúc giữa giọt nước và bề mặt nóng. Một phần của giọt nước biến thành hơi nước, nâng giọt nước lên trên bề mặt, ngăn chất lỏng còn lại bay hơi ngay lập tức. Kết quả là, giọt nước chảy quanh chảo trong một thời gian khá dài.

Hiệu ứng Leidenfrost không chỉ giới hạn ở chảo rán. Ví dụ, nếu bạn nhanh chóng nhúng ngón tay của mình vào một cốc nitơ lỏng và nhanh chóng kéo nó ra, thì, kỳ lạ thay, ngón tay sẽ không bị đông cứng và rơi ra, mặc dù nhiệt độ của nitơ lỏng là -196 ° C. Điều này là do thực tế là nitơ lỏng bắt đầu sôi khi tiếp xúc với da ấm, trên đó tạo thành một lớp bảo vệ nitơ đã ở dạng khí. Và chất khí nguội đi và nóng lên chậm hơn nhiều so với chất lỏng, vì vậy ngón tay của một nhà thí nghiệm liều lĩnh không có thời gian để đóng băng. Đúng là vẫn có nguy cơ bị bỏng, vì vậy không có trường hợp nào không tự mình kiểm tra hiệu ứng Leidenfrost. Một thủ thuật thậm chí còn cực đoan và nguy hiểm hơn nhiều là hạ bàn tay ướt vào một vật chứa bằng kim loại lỏng - nước trên bề mặt bàn tay ngay lập tức sôi lên và trong một phần giây tạo thành một lớp bảo vệ giữa da và kim loại nóng chảy .

Thủ thuật lừa, nhưng làm thế nào để có được lợi ích thực sự từ hiện tượng này? Các nhà nghiên cứu tại Đại học Northumbria ở Anh đã chế tạo một động cơ nguyên mẫu có thể chạy trên một tảng băng khô. Thiết kế dựa trên hiệu ứng Leidenfrost tương tự. Chúng ta nhớ rằng một giọt chất lỏng chạy trên bề mặt nóng. Một cục đá khô hoạt động giống hệt như vậy nếu nó được ném vào nước. Đá khô đặc biệt ở chỗ khi nó được làm nóng từ pha rắn, nó ngay lập tức chuyển thành khí, bỏ qua pha lỏng. Toàn bộ câu hỏi là làm thế nào để hướng năng lượng của anh ta theo một hướng hữu ích. Từ lâu, các kỹ sư đã phát triển công nghệ chuyển đổi năng lượng hơi nước thành cơ năng: trong động cơ tuabin khí, một tia hơi nước hoặc khí chạm vào bề mặt của các cánh tuabin, chúng bắt đầu quay. Nhưng trong trường hợp của chúng tôi, các nhà nghiên cứu đã đi theo hướng khác.

Họ làm cho bề mặt được nung nóng có dạng đĩa, có cấu tạo tương tự như các cánh của tuabin. Bây giờ, nếu một giọt nước được đặt trên một bề mặt được nung nóng như vậy, thì hơi nước hình thành tại điểm tiếp xúc sẽ không chỉ hỗ trợ cho giọt trọng lượng mà còn đẩy nó theo một hướng nhất định. Giọt sẽ chạy vòng tròn cho đến khi bay hơi hết. Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu một đĩa đá khô được đặt trên một bề mặt được nung nóng như vậy? Khí cacbonic bay hơi sẽ bắt đầu quay đĩa, hơn nữa, hình dạng hình học bề mặt sẽ không cho phép nó di chuyển khỏi trục, các dòng khí sẽ đưa đĩa trở lại tâm. Bây giờ, nếu bạn cố định nam châm trên một đĩa đá khô, và đặt toàn bộ cấu trúc bên trong một mạch dẫn điện, bạn sẽ nhận được một máy phát điện thực, trong đó không có bộ phận cọ xát và do đó mất ma sát. Các tác giả của phát minh đã đăng trên trang web một đoạn video về cách hoạt động của tất cả các phát minh.

Được rồi, động cơ nguyên mẫu hoạt động, nhưng bạn lấy nhiên liệu ở đâu cho nó? Đá khô không xảy ra tự nhiên. Đây là nơi các nhà nghiên cứu tìm kiếm máy phát điện cho những người khai hoang trên sao Hỏa hoặc các hành tinh khác trong tương lai. Nhiều nhà tương lai học chắc chắn rằng sớm hay muộn nhân loại sẽ không còn lựa chọn nào khác ngoài việc cư trú ở những hành tinh gần chúng ta nhất.

Hiện các chương trình đang được thảo luận nghiêm túc và phát triển để gửi một đoàn thám hiểm đến hành tinh đỏ. Các thành viên của đoàn thám hiểm sẽ phải trang bị cho cuộc sống của họ ở đó, và một trong những vấn đề chính sẽ là tìm kiếm nguồn năng lượng. Thực tế là trên sao Hỏa, carbon dioxide thường được tìm thấy ở dạng rắn, tức là ở dạng băng khô. Và nó có thể được sử dụng như một nguồn năng lượng. Tính độc đáo của động cơ được phát minh là ở sự đơn giản của thiết kế - thực tế không có bộ phận nào có thể thay thế được trong đó. Và khi cửa hàng gần nhất cách xa hơn 50 triệu km, vấn đề về độ tin cậy của thiết bị là một trong những vấn đề được đặt lên hàng đầu.