16:04
Comentarii Adauga Comentariu

_ Folosind gheața pentru a fierbe apa: un cercetător face o descoperire a transferului de căldură care se extinde pe principiul secolului al XVIII-lea

_ Utilizarea gheții a fierbe apa: un cercetător face o descoperire a transferului de căldură care se extinde pe principiul secolului al XVIII-lea

Profesorul asociat Jonathan Boreyko și colegul absolvent Mojtaba Edalatpour au făcut o descoperire despre proprietățile apei care ar putea oferi un supliment interesant la un fenomen stabilit cu peste două secole în urmă. Descoperirea deține, de asemenea, posibilități interesante pentru dispozitive și procese de răcire în aplicații industriale folosind numai proprietățile de bază ale apei. Lucrarea lor a fost publicată pe 21 ianuarie în revista Physical Review Fluids.

Apa poate exista în trei faze: un solid înghețat, un lichid și un gaz. Când căldură este aplicată unui solid înghețat, acesta devine lichid. Când se aplică pe lichid, acesta devine vapori. Acest principiu elementar este familiar pentru oricine a observat un pahar de ceai cu gheață într-o zi fierbinte sau a fiert o oală cu apă pentru a face spaghete.

Când sursa de căldură este suficient de fierbinte, comportamentul apei se schimbă dramatic. . Potrivit lui Boreyko, o picătură de apă depusă pe o placă de aluminiu încălzită la 150 de grade Celsius (302 grade Fahrenheit) sau mai mult nu va mai fierbe. În schimb, vaporii care se formează atunci când picătura se apropie de suprafață vor rămâne prinși sub picătură, creând o pernă care împiedică lichidul să intre în contact direct cu suprafața. Vaporii prinși determină lichidul să leviteze, alunecând pe suprafața încălzită ca un disc de hochei cu aer. Acest fenomen este cunoscut sub numele de efectul Leidenfrost, numit după doctorul și teologul german care l-a descris pentru prima dată într-o publicație din 1751.

Acest principiu științific acceptat în mod obișnuit se aplică apei ca lichid, plutind pe un pat de vapori. . Echipa lui Boreyko s-a trezit întrebându-se: Ar putea gheața să funcționeze în același mod?

„Există atât de multe lucrări despre levitarea lichidului, am vrut să punem întrebarea despre levitarea gheții”, a spus Boreyko. „A început ca un proiect de curiozitate. Ceea ce ne-a determinat cercetarea a fost întrebarea dacă era sau nu posibil să existe un efect Leidenfrost trifazat cu solid, lichid și vapori.”

Intrarea în gheață

Curiozitatea a declanșat prima investigație în laboratorul lui Boreyko în urmă cu aproximativ cinci ani, sub forma unui proiect de cercetare al studentului de la acea vreme, Daniel Cusumano. Ceea ce a observat a fost fascinant. Chiar și atunci când aluminiul a fost încălzit peste 150 C, gheața nu a levitat pe vapori așa cum o face lichidul. Cusumano a continuat să ridice temperatura, observând comportamentul gheții pe măsură ce căldura creștea. Ceea ce a descoperit a fost că pragul pentru levitație era dramatic mai mare: 550 C (1022 F) mai degrabă decât 150 C. Până la acel prag, apa de topire de sub gheață a continuat să fiarbă în contact direct cu suprafața, mai degrabă decât să prezinte efectul Leidenfrost. .

Ce se petrecea sub gheața care prelungește fierberea? Proiectul a fost preluat de studentul absolvent Mojtaba Edalatpour la scurt timp mai târziu, pentru a rezolva misterul. Edalatpour a lucrat cu Boreyko pentru a dezvolta metode noi de transfer de căldură și a pus aceste cunoștințe să lucreze în abordarea acestei probleme. Răspunsul s-a dovedit a fi diferența de temperatură în stratul de apă de topire de sub gheață. Stratul de apă de topire are două extreme diferite: fundul său este în fierbere, ceea ce fixează temperatura la aproximativ 100 C, dar vârful său este lipit de gheața rămasă, care îl fixează la aproximativ 0 C. Modelul lui Edalatpour a relevat că menținerea acestei temperaturi extreme diferențial consumă cea mai mare parte a căldurii suprafeței, explicând de ce levitația a fost mai dificilă pentru gheață.

a detaliat Boreyko. „Diferenţialul de temperatură pe care gheaţa o creează în mod unic în stratul de apă a schimbat ceea ce se întâmplă în apă însăşi, pentru că acum cea mai mare parte a căldurii de la plită trebuie să treacă prin apă pentru a menţine acea diferenţă extremă. Deci, doar o mică parte din energia mai poate fi folosită pentru a produce vapori.”

Temperatura ridicată de 550 de grade Celsius pentru efectul înghețat Leidenfrost este practic importantă. Apa clocotită transportă în mod optim căldura departe de substrat, motiv pentru care simțiți o căldură abundentă care se ridică dintr-o oală cu apă care fierbe, dar nu dintr-o oală cu apă doar fierbinte. Aceasta înseamnă că dificultatea de a levita gheața este de fapt un lucru bun, deoarece fereastra mai mare de temperatură pentru fierbere va avea ca rezultat un transfer de căldură mai bun în comparație cu utilizarea unui lichid singur.

„Este mult mai greu să levitați gheața. decât a fost să leviteze picătura de apă”, a spus Boreyko. „Transferul de căldură scade de îndată ce începe levitația, pentru că atunci când lichidul levitează, acesta nu mai fierbe. Plutește peste suprafață în loc să se atingă, iar atingerea este ceea ce îl face să fierbe căldura. Deci, pentru transferul de căldură, levitația este groaznic. Fierberea este incredibilă.”

Folosind gheața pentru transferul de căldură

Pe măsură ce echipa explora posibilitățile de aplicare practică, s-a uitat la munca lor existentă. Deoarece Edalatpour a făcut cercetări ample în domeniul transferului de căldură, acest subiect a devenit o potrivire logică.

Transferul de căldură este cel mai în joc pentru răcirea unor lucruri precum serverele computerelor sau motoarele de mașini. Este nevoie de o substanță sau un mecanism care poate îndepărta energia de pe o suprafață fierbinte, redistribuind rapid căldura pentru a reduce uzura pieselor metalice. În centralele nucleare, aplicarea gheții pentru a induce răcirea rapidă ar putea deveni o măsură de urgență ușor de implementat în caz de cădere de curent sau o practică obișnuită pentru întreținerea pieselor centralei electrice.

Există și aplicații potențiale pentru metalurgie. Pentru a produce aliaje, este necesar să se stingă căldura de la metalele care au fost modelate într-o fereastră de timp îngustă, făcând metalul mai puternic și mai puțin fragil. Dacă s-ar aplica gheață, ar permite descărcarea rapidă a căldurii prin cele trei faze de apă, răcind rapid metalul.

Boreyko prevede, de asemenea, un potențial pentru aplicații în stingerea incendiilor.

„Tu mi-ar putea imagina un furtun special făcut care pulverizează așchii de gheață, spre deosebire de un jet de apă”, a spus el. „Acesta nu este science fiction. Am vizitat o companie aerospațială care are un tunel de gheață și au deja această tehnologie în care o duză pulverizează particule de gheață, spre deosebire de picăturile de apă.”

Cu nenumărate posibilități, Boreyko și Edalatpour sunt încântați de noua contribuție care a venit în lumea științei. Privind înapoi în ultimii cinci ani, ei încă atribuie această dezvoltare interesantă scânteia lor comună de curiozitate și impulsul de a fi creativi în cercetare.


(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:

_ Greg Inglis dezvăluie cât de îngrozitoare povești de sănătate mintală din noul său rol îl lasă pe EL să aibă nevoie de ajutor

_ Organizația caritabilă pe anii sălbatici pe care Prințul William și Kate au folosit-o în Chile se prăbușește pe măsură ce anulările Covid cresc

_ Irina Shayk și Andy Cohen se îmbrățișează în Manhattan după ce s-au întâlnit unul pe altul la o plimbare

_ Olivia Munn printre părinți „intrat în panică” din cauza penuriei de lapte praf pentru bebeluși pe fondul provocărilor ei legate de alăptare

_ Deputatul conservator Andrea Jenkyns vizat de un bărbat care a amenințat-o că o va arunca în aer la un eveniment de cafenea

_ Specială vacanță la buget: 30 de vacanțe de vară la preț redus de la Corfu până în Caraibe

_ Fundașul lui Real Madrid, Alaba, „va juca 100%” împotriva lui Liverpool, insistă Ancelotti

_ Funcționarii publici amenință că BLOCEAZĂ eliberarea completă a anchetei Sue Gray, deoarece cei amendați ar putea fi numiți

_ EDEN CONFIDENTIAL: Queen abandoneaza trasura traditionala la Royal Ascot din acest an

_ Kim Kardashian își etalează curbele într-un top crop gri FOARTE busti la cina de familie

_ Frank Lampard îi avertizează pe Everton că ar putea înfrunta o altă luptă pentru retrogradare în Premier League

_ Inspirați de eroismul din trecut împotriva Armatei Roșii, finlandezii cumpără puști și plănuiesc să-l învețe pe Putin o lecție

_ CBS spune că are laptopul lui Hunter Biden � FBI l-a predat lui Hunter pe cel aflat �n posesia sa?

_ Regina și Familia Regală și-au deschis în secret ușile pentru refugiații ucraineni

_ Kim Kardashian cumpără o casă de 6,3 milioane de dolari între proprietățile ei și ale fostului Kanye

_ Dame Deborah James a avut un trandafir numit în onoarea ei și speră ca fiica să-l poarte pe culoar

_ Trent Alexander-Arnold spune că Liverpool a avut „unul dintre cele mai bune” sezoane din istoria Premier League

_ Kylie Jenner se alătură cinei de familie în Portofino înainte de nunta lui Kourtney Kardashian

_ ANNABEL CROFT demonstrează că pantalonii scurți sunt o opțiune inteligentă pentru toate ocaziile

_ Kylie Jenner se alătură cinei de familie în Portofino înainte de nunta lui Kourtney Kardashian

_ Kourtney Kardashian arată senzațional într-o rochie roșie pură în timp ce iese la cină

_ Uma Thurman pare pregătită pentru afaceri în timp ce petrece timp pe platoul din New Jersey din The Kill Room

_ Eva Mendes își arată cizmele portocalii pe care fiica ei Amada, în vârstă de șase ani, le-a coafat cu autocolante colorate

_ Will Zalatoris conduce US PGA... cu Rory McIlroy rezistând o zi pentru a uita și Tiger Woods făcând tăieturi

_ A-listeri, inclusiv Helena Bonham Carter, își fac un omagiu lui Helen McCrory

_ Ultimul post emoționant al războinicului emblematic „raza speranței” al Ucrainei

_ Neighbours: Actorii filmează ultimele scene pentru o televiziune australiană anulată în Melbourne

_ Fleur East arată plin de farmec în liliac, în timp ce Anne-Marie poartă o rochie drăguță de babydoll la Radio City Hits Live

_ Idris Elba prezintă un spectacol îndrăgit cu soția Sabrina la premiera Trei mii de ani de dor

_ Fundașul lui Real Madrid, Alaba, „va juca 100%” împotriva lui Liverpool, insistă Ancelotti

_ Ultimul post emoționant al războinicului emblematic „raza speranței” al Ucrainei

_ The Beast' își dezvăluie sufletul: cum starul The Chase Mark Labbett, 56 de ani, și-a păstrat căsnicia în ciuda aventurii

_ Aimee Osbourne, 38 de ani, vizitează locul incendiului mortal în studioul de înregistrare, unde aproape și-a pierdut viața

_ Martin Freeman recunoaște că s-a simțit „umilit” după ce nu s-a pregătit pentru scena din serialul BBC The Responder

_ Poppy Delevingne poartă rochie argintie moale la proiecția „Trei mii de ani de dor de la Cannes”

_ Bella Hadid decupează o silueta la modă în top negru transparent și pantaloni până la genunchi în timp ce cumpără baloane

_ Coronation Street aduce un omagiu emoționant victimelor atentatului cu bombă la Manchester Arena cinci ani mai târziu

_ Kourtney Kardashian își arată silueta într-un bikini negru în timpul zilei cu iahtul cu Travis Barker

_ DR MICHAEL MOSLEY: În sfârșit am luat Covid, dar îl abordez cu două remedii surprinzătoare

_ Este puțin probabil ca Newcastle să semneze pe starul lui Manchester United Jesse Lingard în această vară

_ Kourtney Kardashian își arată silueta într-un bikini negru în timpul zilei cu iahtul alături de Travis Barker

_ AOC �și bate joc de creștini pentru că s-au opus avortului, dezvăluie despre modul �n care bebelușii din uter nu sunt o viață (VIDEO)

_ The Beast' își dezvăluie sufletul: cum starul The Chase Mark Labbett, 56 de ani, și-a păstrat căsnicia în ciuda aventurii

_ Leeds United: Dominic Matteo dezvăluie că a retrogradat cu el în 2004 timp de 16 ani

_ Acesta NU va fi un cakewalk de ultima zi pentru City... va fi drama!

_ Paul Pogba „este îngrijorat să joace pentru Man United împotriva Crystal Palace din cauza reacțiilor fanilor”

_ Khloe Kardashian își face o siluetă lejeră când sosește în Italia pentru nunta fastuoasă a surorii Kourtney

_ BEL MOONEY: Le spun copiilor cât de crud este cu adevărat tatăl lor?

_ Editorial George Monbiot din Guardian spune că agricultura ar trebui ABOLIȚĂ pentru a opri schimbările climatice

_ Asistenta personală a lui Amber Heard mărturisește că actrița era profund geloasă pe faima lui Johnny Depp

_ UE vrea investiţii de 300 de miliarde de euro în energie ecologică şi reducerea dependenţei de Rusia

_ Ultima ofertă - Cât cere Ungaria pentru a renunța la petrolul rusesc

_ „Cu susu-n jos”. Trenuri „zburătoare”, demne de un film SF VIDEO

_ Tornada lovește Germania, lăsând 50 de răniți și zece grav răniți de vânturile de 80 mph în timp ce acoperișurile zboară

_ Tottenham „explorează posibilitatea transferului liber lui Ivan Perisic”, dar croatul „vrea mutarea lui Juventus”

_ Fanii Sunderland preiau Trafalgar Square cu peste 40.000 de suporteri care urmează să fie la Wembley

_ Emma Răducanu „învață să se bucure” de regimul ei de sală sporit în timp ce încearcă să evite problemele accidentărilor

_ Oamenii de știință dezvoltă un instrument pentru a identifica pacienții cu cel mai mare risc de deces COVID. Cum funcționează

_ Membru al echipei de servicii secrete a lui Biden, arestat �n Coreea de Sud pentru agresiune �n stare de ebrietate

_ Bristol Uni va plăti 50.000 de lire sterline într-un caz de referință, deoarece judecătorul stabilește că au contribuit la sinuciderea elevului


Pag.1 Pag.2 Pag.3 Pag.4 Pag.5 Pag.6 Pag.7
Pag.8 Pag.9 Pag.10

Nr. de articole la aceasta sectiune: 563, afisate in 10 pagini.