20:03
Comentarii Adauga Comentariu

_ Cum poate lumina să vaporizeze apa fără a fi nevoie de căldură

_ Cum se poate vaporiza lumina apă fără a fi nevoie de căldură

Este cel mai fundamental proces - evaporarea apei de pe suprafețele oceanelor și lacurilor, arderea ceții la soarele dimineții și uscarea iazurilor sărace care lasă sare solidă în spate. Evaporarea este peste tot în jurul nostru, iar oamenii au observat-o și au folosit-o atâta timp cât am existat.

Și, totuși, se pare că ne-a pierdut o parte importantă a imaginii. tot timpul.

Într-o serie de experimente extrem de precise, o echipă de cercetători de la MIT a demonstrat că căldura nu este singura care provoacă evaporarea apei. Lumina, lovind suprafața apei, acolo unde aerul și apa se întâlnesc, poate rupe moleculele de apă și le poate pluti în aer, provocând evaporarea în absența oricărei surse de căldură.

Noua descoperire uimitoare ar putea avea o amploare largă. serie de implicații semnificative. Ar putea ajuta la explicarea măsurătorilor misterioase de-a lungul anilor despre modul în care lumina soarelui afectează norii și, prin urmare, afectează calculele efectelor schimbărilor climatice asupra acoperirii norilor și precipitațiilor. De asemenea, ar putea duce la noi moduri de proiectare a proceselor industriale, cum ar fi desalinizarea cu energie solară sau uscarea materialelor.

Descoperirile și numeroasele linii de dovezi diferite care demonstrează realitatea fenomenului și detaliile despre modul în care funcționează, sunt descrise astăzi în Proceedings of the National Academy of Sciences, într-o lucrare a lui Carl Richard Soderberg, profesor de inginerie energetică Gang Chen, postdoctoranzi Guangxin Lv și Yaodong Tu, și studentul absolvent James Zhang.

Autorii spun că studiul lor sugerează că efectul ar trebui să se întâmple pe scară largă în natură – peste tot de la nori la ceață până la suprafețele oceanelor, solurilor și plantelor – și că ar putea duce, de asemenea, la noi aplicații practice, inclusiv în producția de energie și apă curată. .

„Cred că acest lucru are o mulțime de aplicații”, spune Chen. „Explorăm toate aceste direcții diferite. Și, desigur, afectează și știința de bază, cum ar fi efectele norilor asupra climei, deoarece norii sunt cel mai incert aspect al modelelor climatice.”

Noul munca se bazează pe cercetările raportate anul trecut, care au descris acest nou „efect fotomolecular”, dar numai în condiții foarte specializate: pe suprafața hidrogelurilor special preparate înmuiate cu apă. În noul studiu, cercetătorii demonstrează că hidrogelul nu este necesar pentru proces; apare la orice suprafață a apei expusă la lumină, fie că este o suprafață plană precum un corp de apă sau o suprafață curbată ca o picătură de vapori de nor.

Deoarece efectul a fost atât de neașteptat, echipa a lucrat pentru a demonstra existența sa cu cât mai multe linii de dovezi diferite. În acest studiu, ei raportează 14 tipuri diferite de teste și măsurători pe care le-au efectuat pentru a stabili că apa se evapora într-adevăr, adică moleculele de apă au fost aruncate de la suprafața apei și s-au aruncat în aer, doar din cauza luminii, nu prin căldură, care s-a presupus mult timp a fi singurul mecanism implicat.

Un indicator cheie, care a apărut în mod constant în patru tipuri diferite de experimente în condiții diferite, a fost că, pe măsură ce apa a început să se evapore dintr-un recipient de testare sub lumină vizibilă, temperatura aerului măsurată deasupra suprafeței apei s-a răcit și apoi s-a echilibrat, arătând că energia termică nu a fost forța motrice din spatele efectului.

Alți indicatori cheie care au apărut au inclus modul efectul de evaporare a variat în funcție de unghiul luminii, culoarea exactă a luminii și polarizarea acesteia. Niciuna dintre aceste caracteristici diferite nu ar trebui să se întâmple, deoarece la aceste lungimi de undă, apa absoarbe deloc lumina – și totuși cercetătorii le-au observat.

Efectul este cel mai puternic atunci când lumina lovește suprafața apei la un unghi de 45 de grade. De asemenea, este cel mai puternic cu un anumit tip de polarizare, numită polarizare magnetică transversală. Și atinge vârfurile în lumină verde – care, în mod ciudat, este culoarea pentru care apa este cea mai transparentă și, prin urmare, interacționează cel mai puțin.

Chen și colaboratorii săi au propus un mecanism fizic care poate explica unghiul și dependența de polarizare a efectului, arătând că fotonii luminii pot conferi o forță netă moleculelor de apă de la suprafața apei, care este suficientă pentru a le elibera din corpul de apă. Dar încă nu pot explica dependența de culoare, despre care ei spun că va necesita studii suplimentare.

Au numit acest efect fotomolecular, prin analogie cu efectul fotoelectric care a fost descoperit de Heinrich Hertz în 1887 și explicat în cele din urmă. de Albert Einstein în 1905. Acest efect a fost una dintre primele demonstrații că lumina are și caracteristici de particule, care au avut implicații majore în fizică și au condus la o mare varietate de aplicații, inclusiv LED-uri. Așa cum efectul fotoelectric eliberează electroni din atomii dintr-un material ca răspuns la lovirea unui foton de lumină, efectul fotomolecular arată că fotonii pot elibera molecule întregi de pe o suprafață lichidă, spun cercetătorii.

" Descoperirea evaporării cauzate de lumină în loc de căldură oferă noi cunoștințe perturbatoare despre interacțiunea lumină-apă”, spune Xiulin Ruan, profesor de inginerie mecanică la Universitatea Purdue, care nu a fost implicat în studiu.

„Este ne-ar putea ajuta să obținem o nouă înțelegere a modului în care lumina soarelui interacționează cu norii, ceața, oceanele și alte corpuri de apă naturale pentru a afecta vremea și clima grupul rar de descoperiri cu adevărat revoluționare care nu sunt acceptate pe scară largă de către comunitate imediat, dar necesită timp, uneori mult timp, pentru a fi confirmate.”

Descoperirea poate rezolva un mister vechi de 80 de ani în știința climei. Măsurătorile modului în care norii absorb lumina soarelui au arătat adesea că ei absorb mai multă lumină solară decât o dictează fizica convențională. Evaporarea suplimentară cauzată de acest efect ar putea explica discrepanța de lungă durată, care a fost subiect de dispută, deoarece astfel de măsurători sunt dificil de făcut.

„Aceste experimente se bazează pe date satelitare și pe datele de zbor”, Chen. explică. „Ei zboară cu un avion deasupra și sub nori și există și date bazate pe temperatura oceanului și balanța radiațiilor. Și toți ajung la concluzia că există mai multă absorbție de către nori decât ar putea calcula teoria. Cu toate acestea, datorită complexității norii și dificultățile de a face astfel de măsurători, cercetătorii au dezbătut dacă astfel de discrepanțe sunt reale sau nu și ceea ce am descoperit sugerează că există un alt mecanism de absorbție a norilor, care nu a fost luat în considerare, iar acest mecanism ar putea explica discrepanțele. „

Chen spune că a vorbit recent despre acest fenomen la o conferință a Societății Americane de Fizică, iar un fizician care studiază norii și clima a spus că nu s-a gândit niciodată la această posibilitate, care ar putea afecta calculele efectelor complexe ale nori asupra climei. Echipa a efectuat experimente folosind LED-uri care strălucesc pe o cameră artificială de nor și au observat încălzirea ceții, ceea ce nu trebuia să se întâmple, deoarece apa nu absoarbe în spectrul vizibil.

„O astfel de încălzire poate fi explicată. bazat pe efectul fotomolecular mai ușor”, spune el.

Lv spune că dintre numeroasele dovezi, „regiunea plată din distribuția temperaturii din partea aerului deasupra apei fierbinți va fi cea mai ușor de utilizat pentru oameni. reproduce." Acel profil de temperatură „este o semnătură” care demonstrează clar efectul, spune el.

Zhang adaugă: „Este destul de greu de explicat cum apare acest tip de profil plat de temperatură fără a invoca un alt mecanism” dincolo de teoriile acceptate ale evaporării termice. El continuă: „Leagă ceea ce o mulțime de oameni raportează în dispozitivele lor de desalinizare solară”, care arată din nou rate de evaporare care nu pot fi explicate prin aportul termic.

Efectul poate fi substanțial. În condițiile optime de culoare, unghi și polarizare, spune Lv, „rata de evaporare este de patru ori mai mare decât limita termică.”

Deja, de la publicarea primei lucrări, echipa a fost abordată de companii. care speră să valorifice efectul, spune Chen, inclusiv pentru evaporarea siropului și uscarea hârtiei într-o fabrică de hârtie. Cele mai probabile primele aplicații vor veni în domeniile sistemelor de desalinizare solară sau a altor procese de uscare industrială, spune el.

„Uscarea consumă 20% din totalul consumului de energie industrială”, subliniază el.

p>Deoarece efectul este atât de nou și neașteptat, Chen spune: „Acest fenomen ar trebui să fie foarte general, iar experimentul nostru este cu adevărat doar începutul”. Experimentele necesare pentru a demonstra și cuantifica efectul necesită foarte mult timp. „Există multe variabile, de la înțelegerea apei în sine, până la extinderea la alte materiale, alte lichide și chiar solide”, adaugă el.

„Observațiile din manuscris indică un nou mecanism fizic care ne modifică fundamental. gândindu-mă la cinetica evaporării”, spune Shannon Yee, profesor asociat de inginerie mecanică la Georgia Tech, care nu a fost asociat cu această lucrare. „Cine ar fi crezut că încă învățăm despre ceva la fel de cotidian precum evaporarea apei?”

„Cred că această lucrare este foarte semnificativă din punct de vedere științific, deoarece prezintă un nou mecanism”, spune profesorul distins Janet de la Universitatea din Alberta. A.W. Elliott, care nici nu a fost asociat cu această lucrare. „Se poate dovedi, de asemenea, practic important pentru tehnologie și înțelegerea noastră a naturii, deoarece evaporarea apei este omniprezentă, iar efectul pare să ofere rate de evaporare semnificativ mai mari decât mecanismul termic cunoscut... Impresia mea generală este că această lucrare este remarcabilă. Se pare că este făcută cu atenție, cu multe experimente precise care se sprijină unul pe celălalt.”

Această poveste este republicată prin amabilitatea MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un site popular care acoperă știri despre Cercetare, inovare și predare MIT.


(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

_ Tot ce poate merge prost cu sânii tăi - și ce să faci în privința asta: ghidul definitiv al DR PHILIPPA KAYE

_ Echipa de marketing Biden va crea un mega-martir al lui Trump cu o strategie de campanie pentru verdictul „Vinovat”

_ VIDEO | Alertă în Germania! O bombă de 500 de kg a fost descoperită lângă stadionul lui Mainz - A fost evacuat zona din jurul stadionului

_ AI vs America: Deepfakes, dezinformare, inginerie socială și alegerile din 2024

_ Haaland ar putea reveni pentru meciul lui City cu Nottingham Forest, a dat de înţeles Guardiola

_ Marcus Rashford oferă o actualizare îngrijorătoare în timp ce vorbește despre „luni și luni de abuz” după ce a fost huiduit de fanii lui Man United - în timp ce suporterii pun vina pe dezbaterile YouTuberului

_ Ioana Ramona Bruynseels: 'Vesti bune pentru Greenfield, după cinci ani de chinuri'

_ Britney Spears spune că „familia mea m-a rănit” într-o postare usturătoare și laudă cartea lui Jennette McCurdy despre mama moartă după ce a primit „fără dreptate” și factura legală de 2 milioane de dolari a tatălui Jamie pentru o soluționare șoc

_ „Laptop-ul este real”: Departamentul de Justiție denunță afirmațiile despre dezinformarea rusă ca fiind o „teorie a conspirației” Biden

_ Pedro Rocha, ales preşedinte al Federaţiei Spaniole de Fotbal. El cercetat într-o anchetă de corupţie

_ Mama îndurerată a starului Gogglebox, George Gilbey, Linda, dezvăluie că ultimele sale cuvinte la adresa ei au fost „Te iubesc” – înainte ca el să cadă la 80 de metri până la moarte printr-un luminator.

_ Chiar și CNN (!) dezmintă isteria publicității „Reich” a lui Trump

_ Poliția Locală din Brașov a găsit 'infractoarea'! Femeie de 76 de ani, amendată pentru că a plantat flori în grădina blocului

_ Votul anticipat începe în alegerile din Africa de Sud, ceea ce ar putea semnifica sfârșitul dominației ANC

_ UE vrea un acord pentru continuarea misiunii din Rafah. Borrell îl critică pe Netanyahu

_ Şofer, depistat de poliţişti sub influenţa alcoolului şi a psihoactivelor

_ Ciolacu, despre majorarea salariului minim: E o decizie luată pe data de 15 decembrie, în coaliţie

_ INML, cinci zile de îngrijire pentru Florin Roman după bătaia din Parlament / Rareș Bogdan: 'Nu sunt mușcător de nas sau de urechi'

_ Ramona Ioana Bruynseels, candidată la Primăria Sectorului 1, o acuză pe Clotilde Armand că a ignorat interesele copiilor

_ Oficialii din Gaza spun că 40 au fost uciși în timp ce atacurile israeliene au incendiat corturile

_ Femeile catolice: Lupta pentru preoție

_ Mister că șoferul de camion din Idaho dispărut, David Schultz, este găsit mort la 2,5 mile de o platformă abandonată care transporta porci vii, care a fost lăsată în mijlocul drumului

_ Imunitate pentru mine, dar nu pentru tine

_ Președintele polonez recunoaște că proiectul major de infrastructură are scopuri militare duble

_ Mitch McConnell: Pachetul de ajutor pentru Ucraina de 61 de miliarde de dolari �Nu sunt o mulțime de bani�

_ Supraconductivitate îmbunătățită în filmele FeSe monostrat pe SrTiO₃(001) prin δ-doping metalic

_ „Sunt din nou Martin Bashir și Phillip Schofield! Cum a plecat Huw Edwards de la BBC cu o pensie de 4 milioane de lire sterline - și încă nu s-a explicat la nouă luni după scandalul său

_ High-precision blood glucose level prediction achieved by few-molecule reservoir computing

_ Făuririle bancare încep din nou: Republica Philly a fost capturată pentru prima dată de FDIC

_ Hulkenberg va părăsi Haas pentru a se alătura Sauber la sfârșitul sezonului de F1

_ Breaking - Directorul Energie Oltenia a fost reținut! Stănculescu Cătălin-Liviu ar fi primit șpagă de la un administrator de firmă

_ President Iohannis, Turkish VP Yilmaz address Middle East situation, bilateral economic cooperation

_ Fată, 13 ani, acuzată de trei capete de acuzare de tentativă de omor după ce înjunghierea la școală din Ammanford a fost arestată în centrul de detenție pentru tineri

_ Strategie cu o singură oală pentru a realiza simultan heterodehidrocuplarea hidrostananului și reducerea chinolinei

_ De ce nu vă puteți permite majoritatea hotelurilor din New York

_ Kenya a avut vreme neobișnuit de caldă – un expert despachetează ce ar putea fi cauza

_ Cătălin Sprînceană, preşedinte, Federaţia Română de Ciclism: Avem 1.000 de ciclişti licenţiaţi, dar numărul practicanţilor este de cel puţin 6-7 ori mai mare. Stăm foarte bine la numărul evenimentelor de ciclism comparativ cu ţările din regiune

_ Hunedoara: Căutări ale scafandrilor după ce un bărbat a căzut în barajul Haţeg

_ De vineri, elevii vor intra în vacanță după finalizarea cursurilor, urmând să se întoarcă în școli miercuri, 8 mai

_ Ce să vezi și să faci în acest weekend: de la un nou film as, la cel de-al 15-lea album al „arhiepiscopilor de arh”, criticii Mail aleg cele mai bune filme, muzică și teatru

_ Mass-media de masă care denatura statisticile criminalității pentru a-l proteja pe Biden

_ Manchester City o umileşte pe Brighton şi menţine presiunea asupra lui Arsenal

_ A devenit AfD de extrema dreapta a Germaniei o poarta de acces pentru spionii chinezi si rusi?

_ Liviu Brătescu, senator PNL: „Autostrăzile din Moldova sunt o prioritate națională”

_ Rusia va viza armele nucleare americane în Polonia dacă acestea vor apărea

_ Moment incredibil, un pensionar sperie cu curaj perechea de hoți de buzunare ridicând un pumn furios spre ei în timp ce încearcă să-i fure telefonul mobil la stația de autobuz

_ Starul Gogglebox George Gilbey este înmormântat în orașul său natal, Clacton, după ce s-a dezvăluit că a murit din cauza unor leziuni „traumatice” ale creierului în urma unei căderi de 80 de metri într-o lucrare de construcții

_ „Inamicul nostru, Fed”

_ Murderer Fiona Beal wrote about 'dark side' and alter ego Tulip22 after stabbing cheating partner to death - as friends reveal she 'looked fabulous' and had lost weight

_ România este sărită din schemă de către SUA: noul traseu al armelor către Ucraina

_ Sistemul RO e-Transport: Ce transporturi sunt monitorizate și ce obligații au transportatorii / Descarcă ghidul elaborat de MF și ANAF

_ Tranzacțiile cu energie ar putea ajuta la rezolvarea conflictului de la Nil

_ PSD Buzău a depus listele de candidaţi pentru alegerile locale din 9 mai

_ Alunecare de teren în Cluj-Napoca. Trafic restricţionat pe o stradă din oraş

_ Australia este zguduită de un alt presupus centru comercial înjunghiat în timp ce poliția se îndreaptă spre arestarea adolescenților

_ Soțul Dianei Șoșoacă, dezlănțuit după excludere: 'Fir-ar mama ei a dracu de zdreanță. Să-și ia pastilele'

_ Irina Rimes, şedinţă foto realizată în Dubai. În ce ipostaze a fost surprinsă artista şi de cine?

_ Liderul studenților din tabăra Universității Columbia spune �Fii recunoscător că nu ies doar și ucid sioniști� (VIDEO)

_ Jucătoarea rusă de tenis Maria Timofeeva, în vârstă de 20 de ani, dezvăluie că hoții i-au furat „mai mult de 10.000 de euro” din contul ei bancar și au lăsat-o „îngrozită” în timp ce se afla la Madrid, concurând la un eveniment WTA

_ The end of the quantum tunnel: Exact instanton transseries for quantum mechanics


Pag.1 Pag.2 Pag.3 Pag.4 Pag.5 Pag.6 Pag.7
Pag.8 Pag.9 Pag.10 Pag.11 Pag.12 Pag.13 Pag.14 Pag.15
Pag.16 Pag.17 Pag.18 Pag.19 Pag.20 Pag.21 Pag.22 Pag.23
Pag.24 Pag.25 Pag.26 Pag.27

Nr. de articole la aceasta sectiune: 1590, afisate in 27 pagini.