Dall'energia solare all'energia meccanica. Disegno, descrizione

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Dall'energia solare all'energia meccanica. Suggerimenti per un modellista

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L'ingegnere bulgaro Nayden Naydenov ha costruito un modello di motore in cui l'energia solare viene immediatamente convertita in energia meccanica. Facciamo conoscenza con il motore nella figura. I fori sono praticati e filettati nei montanti laterali della staffa 1. Due bulloni sono avvolti nei fori, che fungono da una sorta di cuscinetti 2. Nelle loro teste sono praticati dei fori, dove entrano le teste coniche dell'albero 3. Un disco 4 di materiale termoisolante è fissato sull'albero. Le piastre bimetalliche 5 sono fissate al disco parallelamente all'albero (nella figura sono mostrate solo due piastre, anche se potrebbero essercene di più). È desiderabile separare gli strati di una piastra bimetallica con guarnizioni termoisolanti per ridurre l'afflusso di calore dallo strato esterno a quello interno.

Dall'energia solare alla meccanica

Su ogni piastra sono installati i pesi 6. Con il loro aiuto aumenta il momento di inerzia e, di conseguenza, la potenza del motore. Durante il montaggio è molto importante prestare attenzione all'accurato bilanciamento di albero, disco, piastre e pesi.

L'albero del modello inizia a ruotare immediatamente se esposto alla luce solare diretta. Un effetto maggiore si ottiene quando metà delle lastre bimetalliche sono illuminate dal sole e l'altra metà rimane all'ombra. La velocità di rotazione aumenterà se una lente concentratrice viene posizionata nel percorso dei raggi.

Dal punto di vista della fisica non è difficile spiegare il funzionamento del motore Naidenov: una piastra bimetallica viene riscaldata dai raggi del sole e si piega. Se uno strato con un elevato coefficiente di dilatazione lineare viene posizionato all'esterno della piastra, la curva sarà diretta verso l'interno. Di conseguenza, il suo baricentro si avvicinerà all'asse di rotazione, l'equilibrio sarà disturbato e l'albero ruoterà di un certo angolo. Quando il piatto è all'ombra, si raddrizzerà mentre si raffredda. E quello che è caduto sotto i raggi del sole, a sua volta, si piegherà. L'albero girerà di un altro angolo.

Naturalmente, il riscaldamento e il raffreddamento delle piastre avvengono in continuo. Pertanto, il motore funziona continuamente finché i raggi del sole cadono su di esso.

Autore: V.Roshchakhovskiy

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È stata ottenuta una nuova forma di ghiaccio amorfo 07.02.2023

Un team di chimici britannici ha macinato del ghiaccio ordinario in un mulino a sfere a una temperatura di 77 kelvin e ha ottenuto una nuova forma di ghiaccio amorfo. Questo è il nome del ghiaccio che, a differenza del ghiaccio cristallino, Ih non ha una struttura molecolare ordinata. La forma aperta era stabile alla pressione atmosferica fino a 1,1 gigapascal. Gli scienziati gli hanno dato il nome di ghiaccio amorfo di media densità.

Il diagramma di fase dell'acqua rivela circa 20 delle sue forme cristalline, oltre a due fasi amorfe, caratterizzate da una mancanza di ordine nella disposizione delle molecole. Questi ultimi si dividono in due tipologie: ghiaccio amorfo ad alta e bassa densità. Alla pressione atmosferica ea una temperatura di 77 kelvin, il primo ha una densità di 1,13 g per centimetro cubo e il secondo - 0,94 g per centimetro cubo. Allo stesso tempo, sono conosciuti dal secolo scorso e durante questo periodo non sono state trovate forme amorfe di ghiaccio nell'intervallo di densità tra di loro.

Tuttavia, la curiosità degli scienziati non si indebolisce, perché è il ghiaccio amorfo che si ritiene sia il più comune nell'universo. E nel loro lavoro, i chimici dell'University College di Londra sono stati in grado di trovare una forma precedentemente sconosciuta di ghiaccio amorfo.

Nei loro esperimenti, gli scienziati hanno utilizzato il metodo del mulino a palle, popolare per studiare le forme amorfe dei materiali. Con il suo aiuto, l'amorfizzazione avviene attraverso l'interazione con sfere che incidono sui cristalli con forze di compressione e taglio, introducendo difetti. Per il ghiaccio, questo metodo non era mai stato utilizzato prima, quindi nel loro lavoro i chimici furono i primi a decidere di macinare il normale ghiaccio Ih in un tale mulino. Per fare questo, lo hanno raffreddato alla temperatura dell'elio liquido - 77 kelvin - hanno aggiunto sfere di acciaio inossidabile al ghiaccio e poi le hanno agitate insieme. Per 80 cicli di tale macinazione, gli scienziati hanno ricevuto un campione, la cui analisi ha indicato che erano riusciti ad acquisire una nuova forma amorfa di ghiaccio.

L'aspetto generale del ghiaccio ottenuto nel mulino è costituito da grossi pezzi di polvere densamente compatta, la cui densità gli scienziati hanno stimato in 1,06 g per centimetro cubo. Questo valore è solo nel divario tra il già noto ghiaccio amorfo a bassa densità e ad alta densità, quindi gli scienziati hanno dato alla nuova forma il nome di ghiaccio amorfo a media densità. I confronti delle caratteristiche di diffrazione di tutte e tre le forme indicano che il ghiaccio scoperto dai chimici ha una struttura unica. Con un aumento della pressione (ea una temperatura costante di 77 kelvin), dopo il segno di 1,1 gigapascal, il ghiaccio inizia a trasformarsi in ghiaccio amorfo ad alta densità.

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