| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Винаходи / Цікаві винаходи / |
|
НОВИЙ ПРИНЦИП ОХЛАЖДЕНИЯ
Ідея дуже швидкого і принципово нового методу охолодження
Микола Редёга
На даний момент широко використовуються в основному два методи охолодження: компресійний і термоелектричний. Ці методи, а й і інші відомі, використовують принцип теплового насоса, тобто тепло забирається від одного об'єкта і передається іншому (на задній стінці холодильника завжди стоїть радіатор, який віддає тепло відібране з холодильної камери навколишньому повітрю). Таким чином, щоб охолодити що-небудь, ми зобов'язані щось нагріти.
Виходить якесь «нерівноправність», нагріти ми можемо дуже просто і без супутнього охолодження чого-небудь, (гріємо ми в основному не тепловими насосами), а ось охолодити без нагрівання чогось - ні. Чому?
При нагріванні ми збільшуємо кінетичну енергію молекул і атомів, що нагрівається речовини. А невже не існує способу зменшення цієї кінетичної енергії охолоджуваного об'єкта, без збільшення її - на іншому об'єкті? Давайте поміркуємо. Щоб охолодити об'єкт необхідно зменшити, «загальмувати» коливання молекул речовини. Може бути за допомогою певних магнітних і електричних полів це можна зробити?
Виявляється можна. Але для цього необхідно, що б молекули охлаждаемого речовини мали дипольний електричний момент. А це всім нам відома вода. Вона має дуже великий дипольний момент (згадайте її діелектричну проникність, вона дорівнює 81). Для наочності молекулу води представляють у вигляді подовженої «палички» на кінцях якої, розташовані різнойменні заряди. Ось її і виберемо для теоретичного експерименту.
Візьмемо неметаллическую ємність у вигляді кубика і заповнимо її водою. У початковому стані всі молекули води здійснюють хаотичні коливання у всіляких напрямках по трьох координатах, а й можливі і обертальні рухи. Амплітуда цих коливань і є температура води.
Уявімо тепер, що ми доклали на дві протилежні грані нашого кубика електричне поле. Що станеться? Якщо поле досить сильне, практично всі молекули переорієнтуються в цьому полі і вишикуються вздовж електричних силових ліній. Але з температурою нічого не станеться, адже молекули тільки переорієнтувалися і продовжують коливатися по всім трьом координатам, і їм це робити електричне поле не заважає.
|
А ось тепер уявімо, що ми в цьому кубику, на ті ж межі, на які подали електричне поле, докладемо ще й магнітне поле. Давайте розглянемо, що відбудеться з молекулами води. А ось тепер їх руху стануть дуже обмеженими. Давайте проаналізуємо це, (див. Малюнок): Всі молекули води вишикувалися вздовж електричних силових ліній, уздовж осі X. Силові лінії магнітного поля направлені і як і лінії електричного поля. Тепер при тепловому русі дипольної молекули води перпендикулярно силовим лініям магнітного поля, уздовж осі Y (наприклад - вектор V), буде виникати момент сил F1, F2 (сила Лоренса), які намагаються розгорнути молекулу в горизонтальній площині (див. Малюнок). При русі молекули в горизонтальній площині, уздовж осі Z, буде виникати момент сил у вертикальній площині. Але електричне поле буде завжди перешкоджати повороту молекули, а отже і гальмувати будь-який рух молекули перпендикулярно лініям магнітного поля. Отже, в молекулі води залишилася тільки одна ступінь свободи - це коливання уздовж силових ліній, прикладених полів, це вісь X. За всіма іншими координатами рух буде гальмуватися. А з цього випливає, що температура води повинна різко зменшитися. |
Для подальшого зниження температури необхідно ще загальмувати коливання і вздовж осі силових ліній. Для цього необхідно періодично, з певною частотою, чергувати прикладання магнітного поля паралельно осі електричного (вісь X), з перпендикулярним напрямком (наприклад - уздовж осі Y). При перпендикулярному додатку магнітного поля по відношенню до електричного, буде відбуватися гальмування руху молекул уздовж осі електричного поля (вісь X). Таким чином, ми зможемо загальмувати коливання молекул по всіх можливих напрямах, а отже і охолодити об'єкт. На це буде витрачена енергія електричних і магнітних полів, і гріти навколишнє повітря нам не доведеться, як це відбувається в класичних холодильниках.
І ще дуже цікавий момент: Практично всі харчові продукти, що вимагають охолодження і заморозки включають в себе у великій кількості воду, а це означає, що їх можна заморожувати безпосередньо і дуже швидко. Замороження відбуватиметься одразу по всьому об'єму, а не шляхом охолодження через поверхню, як це використовується зараз. Ефект буде як в мікрохвильовій пічці, тільки навпаки. Адже вона розігріває дуже швидко тільки з тієї причини, що продукт гріється сам і відразу по всьому об'єму.
Отже, з'являється можливість майже миттєвого охолодження і заморозки.
Версія для друку
Автор: Микола Редёга
PS Матеріал захищений.
Дата публікації 22.08.2004гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.