Utilizzo di una pompa di calore per ricevere energia da fusione. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Il fisico inglese Ernest Rutherford era un uomo onesto e non fece mistero del fatto che effettuò la decomposizione dell'azoto in idrogeno e ossigeno (nel 1919) guidato da uno dei manoscritti alchemici [1]. A quanto pare, contemporaneamente, nel cupo Medioevo, fu creato il "bisnonno" dei moderni frigoriferi (Fig. 1), che, dopo il miglioramento, potrebbe benissimo essere la leggendaria "macchina a moto perpetuo".

Perché? Consideriamo una classica pompa di calore (fig.2), composta da 4 parti: pompa (H), soffiante, compressore; circuito caldo (G), tubo caldo; espansore (D), un motore funzionante a gas compresso (nella versione commerciale di una pompa di calore, la funzione di espansore è svolta da farfalla del gas, diaframma, valvola, setto poroso, valvola, filtro, ecc.); circuito freddo (X), tubo freddo, frigorifero.

Cosa succede all'aria, vapore acqueo e altri gas, liquidi bassobollenti nelle varie parti della pompa di calore? Partiamo dalla soffiante (H), che pompa il gas dal circuito freddo (X) al circuito caldo (H). In questo caso, il volume del gas diminuisce e la densità e la pressione aumentano. Poiché la quantità di calore che era contenuta nel gas è rimasta invariata, la temperatura del gas aumenta, perché la temperatura è la densità del calore contenuto nel gas. Dal compressore (H), il gas passa nel circuito caldo (G), attraverso le cui pareti cede calore all'ambiente. Il circuito caldo è davvero caldo al tatto. La temperatura del gas che attraversa il circuito caldo diminuisce gradualmente, il che indica la perdita di parte del calore contenuto nel gas. Dal circuito caldo, il gas entra nell'espansore (D), la cui funzione può essere svolta da un motore a vapore, turbina a gas e altri motori pneumatici. Nell'espansore, il gas si espande, riducendone la pressione e la temperatura. Parzialmente o completamente, il gas può passare allo stato liquido o addirittura solido (simile alla neve). Questo fenomeno è utilizzato nella liquefazione dei gas e nei generatori di neve.

È interessante notare che il primo gas (ammoniaca) fu liquefatto già nel 1799 [2]. Conosciamo Michael Faraday (1791-1867) come un elettrochimico di talento (vedi biografia in E 4/2000), ma tutti i tecnologi dell'epoca lo considerano "loro", poiché Faraday riuscì a convertire quasi tutti i gas conosciuti a quel tempo in uno stato liquido. Nel 1908, gli scienziati sono riusciti a convertire anche l'elio, che ha la temperatura di liquefazione più bassa (-267,9 ° C), in uno stato liquido. In un espansore, in particolare un espansore a turbina, si verifica uno dei fenomeni fisici più sorprendenti. Il fatto è che la viscosità della resistenza al movimento dei liquidi diminuisce con l'aumentare della temperatura e i gas, al contrario, aumentano [4]. Poiché il gas nell'espansore è sottoraffreddato e il liquido (gas condensato) è caldo (relativamente), l'espansore funziona con una sostanza di lavoro ideale, che gli conferisce la massima potenza specifica tra i motori termici. Turbine con un diametro del rotore di circa 10 cm (e anche millimetri) sviluppano decine, centinaia di migliaia di giri al minuto e generano migliaia di kilowatt di elettricità!

Un grande contributo al miglioramento dei turboespansori è stato dato dal fisico P.L. Kapitsa (uno studente di Rutherford), per il quale è stato insignito del Premio Nobel. Poiché il rotore della turbina si muove a una velocità prossima alla velocità delle molecole del gas stesso, sorge l'effetto di ordinare il moto browniano delle molecole della sostanza e la possibilità di una selezione significativa della sua energia interna. Il generatore elettrico per un turboespansore può essere utilizzato nel modo più semplice: bipolare, asincrono, ad alta frequenza e persino su superconduttori.

Ma la cosa principale non è questa. Un'accurata calorimetria del calore rilasciato dal circuito caldo (Q1) ha mostrato che è inferiore a quello ricevuto dal circuito freddo (Q2) e il lavoro speso sull'azionamento del ventilatore (W1) si è rivelato inferiore al lavoro prodotto dall'espansore (W2). Ecco la macchina del moto perpetuo. Infatti, calando un circuito freddo nell'acqua, soffiandolo con aria calda o irradiandolo con la luce solare, si può ottenere un motore del secondo tipo, che riceve l'energia del Sole. Tali motori sono stati creati da A. Musho (Francia), J. Erickson (Svezia), A. Enyas (USA).

Nel 1912, su suggerimento di F. Schumann (Germania) e W. Beuys (Gran Bretagna), nei pressi del Cairo (Egitto), fu costruita la più grande centrale elettrica dell'epoca con una potenza di 45 kW. Il fisico francese F. Joliot-Curie ha ritenuto possibile utilizzare ampiamente l'energia solare nei prossimi decenni [5]. Per lavorare in pompa di calore E.O. Paton (biografia in [6]) ha suggerito di usare l'elio. Questo gas non gela mai e ha la pressione critica più bassa di 0,23-106 Pa (2,3 atm.). Anche il calore profondo della Terra, che è prevalentemente di origine radioattiva, può essere utilizzato come fonte di calore [7]. Quindi la pompa di calore può diventare un ricevitore non solo dell'energia della fusione termonucleare che avviene sul Sole (idrogeno - elio), ma anche del decadimento termonucleare all'interno della Terra (uranio - piombo).

È anche vero che il sole, l'acqua e l'aria non possono ancora essere messi in casseforti, chiusi nei magazzini, nascosti alla gente. Queste cose sono difficili da togliere alle persone per venderle in seguito, motivo per cui non ci è consentito utilizzare energia gratuita. Un tempo, il milionario Henry Ford disse: "La nostra società non comprende l'economia monetaria delle banche. E se lo facesse, farebbe immediatamente una rivoluzione" [8]. È un peccato che solo i milionari lo sappiano finora...

letteratura:

1. Frost V. Dimentica l'arte di trasmutazione//Tizhnevik di Galizia. - 24 vermi 1999
2. Goncharenko SU Fisica. Grado 10 - Kiev: Osvita, 1994. - P.47.
3. M. Faraday//elettricista. - 2000. - N. 4. P.60.
4. Lobodyuk VA Manuale di fisica elementare. - Kiev, 1972. - S. 127.
5. Grande enciclopedia sovietica. - T.6. -DA. 196.
6. Paton E.O.//Elettrico. - 2001. - N. 5. P.31.
7. Grande enciclopedia sovietica. - T.30.
8. Shtepa P. Mafia in Ucraina. - Leopoli: VPK "Globus", 2002.

Autore: Y. Barbuto

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