wtorek, 24 listopada 2015

Często pada pytanie po co to?
Spróbuje na nie odpowiedzieć i wykazać ,że myślenie też się przydaje.
Przed pięciu laty w mniej więcej w tym okresie propagowałem zastrzeżenia co do doświadczenia Gay-Lussaca. Przytaczam tekst z tamtego okresu. I może od razu wyjaśnienie popierające, pomimo podanych wątpliwości, wyniki tego eksperymentu. Należy tylko wprowadzić pewne zmiany w opisie (tzn. stan podstawowy układu- ciśnienie w obu pojemnikach jest identyczne lub ciśnienie w jednym jest niskie w drugim wysokie) jest tak jak pokazano na rys 1 a nie tak jak podaje literatura i rys.2. Po przepompowaniu (lub wyrównaniu ciśnień)pojemników wystąpi zmiana ciśnień w jednym i drugim pojemniku. Przy czym suma ciśnień w obu pojemnikach podzielona przez dwa nie ulegnie zmianie. Po czym przy dowolnej różnicy ciśnień w butelkach zamykamy zawór. Przełączamy pompę na pracę generator i otwieramy zawór.Wówczas pomijając tarcia i opory pompy uzyskujemy stan początkowy energii wewnętrznej i energia przepływu będzie po wykonaniu eksperymentu zero. Co było do udowodnienia.



Wnioski z doświadczenie  Gay-Lussaca pozostawiają pewne wątpliwości.
Dla zrozumienia pytania, możemy układ zastosowany w doświadczeniu Gay-Lussaca uzupełnić o turbinę w przybliżeniu taką jak na rysunku 1. Po otwarciu zaworu ta turbina zostanie wprawiona w ruch, aż do momentu wyrównania ciśnień. Z dalszych doświadczeń przeprowadzonych przez Joule’a,Thompsona i wniosków wynika ,że temperatura układu  nie uległa zmianie. A więc energia wewnętrzna również nie uległa zmianie.(Proszę zauważyć,  że w tym wypadku opór turbiny nie ma znaczenia. Zawór jest zamknięty jest temperatura. turbina się obróciła zawór jest otwarty temperatura całego układu powinna być identyczna).





                                                                                                                                                                Rys.1





Z całą pewnością taka turbina się obróci i zostanie wykonana praca . Można przewidzieć, że temperatura ,a więc energia wewnętrzna układu się nie zmieni. Można również powiedzieć, że uderzenia w łopatkę nie są doskonale sprężyste i część energii cząsteczek  jest przekazywana łopatkom, ale w takim razie czym większy opór łopatek tym [i]będą mniejsze straty energii. Przy obciążeniu dążącym do nieskończoności a co za tym idzie mniejszym skoku łopatki straty energii będą coraz mniejsze(w jednostce czasu ilość uderzających cząsteczek jest cały czas taka sama i odbicia dążą do doskonałych), co znaczy ,że na osi łopatek uzyskujemy coraz większą moc i  straty są coraz mniejsze.
Ilość uderzeń cząsteczek w łopatkę turbiny wzrośnie wraz z większym oporem, ale  będzie się zmniejszać  droga pokonywana przez siłę, przy dużej masie.
Tak więc w układzie jest zgromadzona dodatkowa energia w obydwu częściach układu jako różnica ciśnień i jest to wynik pracy włożonej w uzyskanie zmiany tych ciśnień.
A teraz popatrzmy na rys.2 (układ Gay –Lucassa) w układzie nie ma turbiny i wynik doświadczenia będzie identyczny.




                                                                                                              Rys.2



Co się stało z energia która obracała turbinę?

A teraz możemy odpowiedzieć na pytanie-po co to wszystko?

Np.. do oczyszczania wody przy możliwie małych stratach energii.

         MONTUJEMY UKŁAD W/G RYS.3 SKŁADAJĄCY SIĘ Z DWÓCH POJEMNIKÓW I POMPY CIŚNIENIOWEJ. Zbiornik duży i mały mieszczący się wewnątrz pierwszego .Oba zbiorniki uszczelnione.Do nich podłączamy pompę dającą możliwość przenoszenia pary wodnej z zbiornika dużego do małego i wytworzenia przy tym podciśnienie w zbiorniku dużym i ciśnienie w zbiorniku małym.
         Do zbiornika dużego wlewamy wodę zanieczyszczoną np.morską.Po złożeniu układu załączamy pompę która wytwarza podciśnienie w zbiorniku dużym ułatwiając parowanie cieczy i nadciśnienie w zbiorniku mały, ułatwiając skraplanie.W wyniku mamy w zbiorniku małym wodę zdatną do picia.
Wzory opisujące ilościowo to zjawisko ,można znaleźć w Internecie np. w Wikipedi.
Po wykorzystaniu możliwości pompy przełączamy pompę na generator i wyrównujemy ciśnienie w obu zbiornikach przepuszczając powietrze przez turbinę generatora. Wówczas możemy uzyskać zwrot dużej części energii. Tak jak to się odbywa w układzie z rys.1 opisującym twierdzenie Gay-Lucassa .W ten sposób możemy otrzymać wodę pitną przy możliwie małym zużyciu energii.Ciepło przemiany jest zrównoważane z szybkością na jaka pozwala ścianka naczynia wewnętrznego.Straty emisji energii przez naczynie zewnętrzne można zminimalizować.Co powoduje utrzymanie energii wewnętrznej na stałym poziomie.
PODSUMOWUJĄC
Mamy dzięki prawu Gay-Lucassa i kilku wzorom funkcyjnym(szybkości przemiany)wodę zdatną do użytku.
                                                      Jacek Wasielewski