Химические процессы с поглощением тепла при низкой температуре, как основа для разработки безтопливной энергетики

Рис. 4. Схема распада воды в кавитационных пузырьках: a - пузырёк после зарождения при давлении P=2 кПа. Температура пара и жидкости в сферическом, кипящем слое составляет T=290K, степень сухости внутри пузырька x=0, 0434. b - расширение пузырька и испарение жидкости из сферического слоя при преобладании притока тепла из внешних слоев (уменьшение жидкого слоя до минимума). c – сжатие пузырька при преобладании эндотермического процесса распада определённой части воды за счёт теплоты конденсации основной части пара (увеличение жидкого сферического слоя). d – пузырек, внутри которого находится смесь водорода и кислорода. В сферическом жидком слое находится вода (86, 59% исходной массы), внутри пузырька имеем водород (1, 49%) и кислород (11, 92% от начальной массы).

Как мы видели, для получения гремучего газа из воды требуется изменение давления жидкости в широких пределах - на первый взгляд, практическое осуществление отмеченного цикла довольно сложно, но в природе такие явления осуществляются довольно легко в процессах кавитационного течения: процессы естественного колебания давления в кавитационных потоках, по всей видимости, способствуют возникновению таких процессов. При сложном процессе колебаний давления, можно полагать, что в определённых местах с низким давлением возникают низкотемпературные зоны с пузырьками пара (рис. 4). При подаче энергии извне эти пузырьки могут увеличиться и вновь уменьшиться, после чего вновь получим область жидкости с пузырьками, но с той разницей, что в пузырьках будет теперь находиться не водяной пар, а пар кислорода и водорода (гремучий газ). Учитывая, что процесс уменьшения пузырька не может резко затормозиться из-за влияния движущихся масс жидкости, в процессе дальнейшего сжатия отдельные пузырьки гремучего газа могут взрываться - именно поэтому, как отмечается в литературных источниках, давление и температура в мельчайших пузырьках достигает очень высоких значений. Иными словами, в локальных точках достигается состояние плазмы, что и определяет разрушительное влияние кавитации на окружающие поверхности.

Естественно, что процессы расширения и сжатия пузырьков не могут протекать точно так же, как мы показали в схематизированном цикле - в реальности процессы притока тепла из окружающего жидкого пространства и исчезновение тепла из-за разложения воды могут протекать одновременно, однако в процессе зарождения и роста пузырьков должен преобладать приток тепла, а в процессе сжатия должен превалировать отрицательный эффект исчезновения тепла из-за превалирования химического процесса распада воды над теплообменом (см. рис. 4. )

 

Литература:

[1] Де Гроот С. Р. Термодинамика необратимых процессов. — М.: Гос. Изд. -во техн. -теор. лит., 1956. 280 с.

[2] Дьярмати И. Неравновесная термодинамика. Теория поля и вариационные принципы. — М.: Мир, 1974. 404 с

[3] Пригожин И. Введение в термодинамику необратимых процессов — М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1960. 160 c

[4] Ю. С. Потапов, Л. П. Фоминский, С. Ю. Потапов – Энергия вращения - Электронная публикация. 73_Potapov_Ju. S-E

[5] Термодинамические свойства воды и водяного пара / С. Л. Ривкин, А. А. Александров — Москва. Энергоатомиздат. 1984 год.

[6] Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара: Справочник. Рек. Гос. службой стандартных справочных данных. ГСССД Р-776-98 / А. А. Александров, Б. А. Григорьев - М.: Издательство МЭИ. 1999. ISBN 5-7046-0397-1.

[7] Теплоэнергетика и теплотехника. Книга вторая: “Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент. Справочник”. / Под общей ред. В. А. Григорьева и В. М. Зорина — Москва. Энергоатомиздат. 1988 год. ISBN 5-283-00112-1

Дата публикации: 8 июня 2013
Источник: SciTecLibrary. ru

 

ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С ПОГЛОЩЕНИЕМ ТЕПЛА ПРИ НИЗКОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ, КАК ОСНОВА ДЛЯ РАЗРАБОТКИ БЕЗТОПЛИВНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

© Апциаури А. З.

д. т. н., профессор

Контакт с автором: kneu2012@gmail. com

Кутаисский Национальный Университет

В работе на основе анализа условии протекания противоположных экзотермических и эндотермических реакции, дается доказательство того, что второй закон термодинамики не имеет прочные основания, и эндотермические реакции при низкой температуре могут играть роль теплового насоса, который качает тепло из окружающей среды. Следовательно, такие эндотермические реакции позволяют непрерывно генерировать механическую или электрическую энергию из тепла окружающей среды, что может послужить основанием для разработки безтопливной энергетики.

__________________________________________________________________________________________

Ключевые слова: эндотермический процесс, тепловой эффект, энтропия, энергия из равновесной среды.

1. ВВЕДЕНИЕ

Как известно, второй закон термодинамики отрицает возможность преобразования тепла в энергию другого вида (электричество, механическая энергия), при отсутствии тел с разными температурами (При наличии теплового равновесия). Следовательно, в классической термодинамике считается, что, при создании тепловых установок, мы, как правило, должны иметь источники тепла высокой температуры и если, по какой то причине, эти источники исчезнут, то не можем надеяться на использование огромного запаса той энергии, который накоплен в окружающей нас среде (в воздухе, океане и т. д. ). Второй закон в формулировке Кельвина (Уилиама Томсона), отчетливо отрицает возможность создания таких установок. Несмотря на то, что формулировка Кельвина (как и другие формулировки) справедлива для изолированных систем, человечество настолько прочно поверило в реальность такой пессимистической ситуации, что иногда овладевает чувство полного отчаяния, когда становится очевидно, насколько грубо пренебрегаются, остаются без внимания, те природные процессы, которые свидетельствуют об обратном. Не ясно, как можно закрывать на все глаза, как можно остаться в плены такого вредного и неубедительно обоснованного научного представления, которое обрекло нашу планету на беспощадное уничтожение собственных ресурсов.

Оставим в сторону тот факт, что вселенная сама является механизмом, который порождает механическую энергию (вселенная не только расширяется, она расширяется с ускорением и параметр Хаббла, оказывается, растет со временем. За обнаружение данного процесса американский ученый Солт Рерлмуттер, вместе с коллегами, в 2007 году, получил Нобелевскую премию). Оставим в сторону и другие странные явления природы, порождающие энергию (торнадо, смерчи и др. ). Оставим в сторону процессы эволюции в природе и теорию Дарвина. В данной статье мы остановимся на очень странную ситуацию в области классической химии, которая отчетливо свидетельствует о том, что основания у второго закона весьма сомнительны. Нет сомнения, эта ситуация не могла оставаться не замеченной среди химиков, но как можно было заговорить против второго закона? – ведь всем известно, что за подобные рассуждения не пощадили даже Максвелла, Циолковского и Теслу.

1. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Мы привыкли и упорно твердим, что для получения механической или электрической энергии необходимо сжигать топливо. (Другие способы получения энергии также связаны с высокотемпературным источником-с солнцем). Но давайте, проанализируем, как рождается топливо. В недрах земли, при сравнительно низкой температуре, идут долгие химические процессы, которые порождают различные вещества, способные выделять тепло при окислении. При этом, процесс сжигания топлива может происходить при температуре (тысячи градусов), которая во многом превышает температуру той среды внутри земли, в которой рождается топливо. После использования этого тепла в различных установках, она полностью возвращается в природу. В окружающей среде выбрасываются и продукты сгорания, которые, в обратном процессе, могут вновь создавать топливо. К сожалению, процессы генерации топлива в земле идут очень долго, а обратный процесс сгорания происходит гораздо быстрее, из-за чего, невозможно представить, как можно организовать непрерывные циклические процессы. Но, если единственным препятствием для практической реализации циклического процесса является его продолжительность по времени, это отнюдь не уменьшает ценность данного явления для строгости теоретических суждении. Нет сомнения, с ам факт, что внутри земли, при определенной температуре, порождаются горючие вещества, которые могут выделять тепло при очень высоких температурах, в корне нарушает второй закон. Аналогичное можно сказать и о более быстром процессе роста различных растении, которые можно использовать как топливо. Второй закон повсеместно нарушается самой природой.

Представьте себе, что на какой то планете, которую не греет солнце, окружающая среда имеет ту температуру, при которой постоянно происходит какой то быстрый эндотермический процесс с поглощением природного тепла, а люди этой планеты привыкли жить в такой среде. Эндотермический процесс генерирует вещества, которые, в обратном направлении химического процесса, выделяют тепло при гораздо высокой температуре. Такие вещества позволят тепловым установкам выработать механическую и электрическую энергию за счет аккумулированного природного тепла. Будет свет, будет движение и эта энергия, после использования и превращения в тепло, вновь полностью возвратится в окружающую среду. Следовательно, продукты экзотермической реакции, будут направлены для использоваться в эндотермическом процессе. Жизнь на такой изолированной планете будет продолжаться бесконечно. Энергетический баланс на планете не изменится. Люди ничего не уносят с собой, они все берут и возвращают. На такой планете они не будут утверждать, что существует устрашающий второй закон. Ставится вопрос, разве можно считать законом то научное представление, которое зависит от пространственного местонахождения той системы, к которой оно применяется?

Для создания аналогичных условии на нашей планете достаточно (но, как мы покажем ниже, не обязательно) найти такие эндотермические, быстро протекающие процессы, которые идут ниже температуры нашей окружающей среды. В таком случае, необходимое для такого процесса тепло можно получить из воздуха или водного пространства и, без затрат энергии, получим вещества, которые могут служить источником тепла и любой другой энергии. Эндотермическая реакция, при низкой температуре, может играть роль теплового насоса, который качает тепло из окружающей среды. Следовательно, при всем уважении Лорда Кельвина, такие эндотермические реакции позволяют непрерывно генерировать механическую или электрическую энергию из тепла окружающей среды и второй закон, на этом, заканчивает свое существование. Низкотемпературные эндотермические реакции открывают путь к безтопливной энергетике.

Естественно, возникает вопрос, кто исследовал и доказал, что не могут существовать такие эндотермические процессы, которые протекают ниже температуры нашей окружающей среды?

Недавно ученые из немецкого города Попенберга, (в частности, профессор Клаус Волкамер), сообщали, что они создали установку, которая генерирует полезную энергию из окружающей среды путем чередования Экзотермических и Эндотермических реакции следующего типа.

2C₆H₁₄+19O₂=12CO₂+14H₂0+Q, (1)

12 CO₂+14H₂0=2C₆H₁₄+19O₂- Q. (2)

Коллеги из германии не сообщают в деталях, в каком интервале протекает эндотермическая реакция (2). Не исключено, что им удалось осуществить процесс ниже 300 K. Хотя, в принципе, это не так важно. Конечно, генерации энергии из тепла окружающего пространства наиболее просто будет осуществляться, если эндотермическая реакция протекает при температуре, ниже окружающей среды, однако данное условие отнюдь не является обязательным.

На основе общеизвестных законов термодинамики, можно показать что, если эндотермическая реакция протекает при сравнительно высокой температуре, чем температура окружающей среды, то путем организации обратного процесса с выделением тепла (окисление, горение) при еще более высокой температуре, все равно, можно генерировать полезную энергию и получить эффект, который в корне нарушает второй закон. Следовательно, можно сформулировать следующее правило - если эндотермическая реакция протекает при температуре (или температурном интервале) которая ниже чем температура (или температурный интервал) обратной реакции с выделением тепла, то тепло окружающей среды можно преобразовать в полезную энергию другого типа. Иными словами, как мы далее покажем, обязательным условием генерации энергии из тепла окружающей среды является положительная разность между температурами экзотермического и эндотермического процессов.

Если второй закон является универсальным, то такая разность не должна существовать а в химии должно существовать следующее, хорошо проверенное и научно обоснованное правило обратного содержания - Если химический процессе с выделением тепла протекает при определенной температуре (или в определенном температурном интервале) то обратный процесс с поглощением тепла и получением исходных продуктов не может происходить при более низкой температуре (или в более низком температурном интервале).

Даже для поверхностно осведомленного в термодинамике инженера или химика, данный вопрос является настолько очевидным, что я не мог поверить в отсутствии в химии такого закона или принципа.

Являясь специалистом из области, далекой от химии, с целью получения консультации, я обратился к известным специалистам химикам. Ситуация оказалась странной. Несмотря на то что, наши коллеги из химии, не отрицают, в прямую, второй закон(по всей видимости, из-за не желания создать конфликт между науками), они не покорились слепо второму закону и не сформулировали приведенный выше принцип, который, не подтверждается в химии не практически, не теоретически. Вместе с тем, в химии и в термодинамике существует принцип, который может ввести нас в заблуждение при рассмотрении этого вопроса.

⇐ Предыдущая12131415161718192021Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: