यूक्रेन में स्टोव हीटिंग, जैसा कि वे कहते हैं, पुनर्जन्म का अनुभव कर रहा है। इस घटना के कारण बिना किसी स्पष्टीकरण के स्पष्ट हैं। यही कारण है कि खार्कोव इनोवेटर ओलेग पेट्रिक ने घरेलू स्टोव की दक्षता बढ़ाने के लिए चूर्णित कोयला थर्मल पावर प्लांट प्रौद्योगिकियों का उपयोग करने का प्रस्ताव रखा, और इसके लिए एक अनुभवी मैकेनिक के कौशल का होना बिल्कुल भी आवश्यक नहीं है।
आप अतिरिक्त ऊर्जा संसाधनों के उपयोग के बिना कोयला (लकड़ी जलाने वाले) स्टोव या ठोस ईंधन बॉयलर की दक्षता कैसे बढ़ा सकते हैं।
प्रौद्योगिकी के संचालन का सिद्धांत काफी सरल है: जलाशय (भाप जनरेटर) से पानी को उच्च तापमान (400 - 500 सी) पर भाप में परिवर्तित किया जाता है और सीधे लौ में आपूर्ति की जाती है, जो एक प्रकार के दहन उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है, जिससे तापमान बढ़ता है। हीटिंग स्थापना की उत्पादकता.
एक युक्तिकरण प्रणाली बनाने के लिए, आपको आवश्यकता होगी: एक भाप जनरेटर, जो तात्कालिक साधनों से बनाया गया है (एक कनस्तर या पैन, अधिमानतः स्टेनलेस स्टील से बना होगा, यहां तक कि एक पुरानी चांदनी का भी उपयोग किया जा सकता है)। कार के टायर का एक निपल कंटेनर में काटा जाता है। आपको लगभग आधा मीटर ऑक्सीजन नली और लगभग डेढ़ मीटर ट्यूब की भी आवश्यकता होगी, जो अधिमानतः 8 मिमी के आंतरिक व्यास के साथ पतली दीवार वाले स्टेनलेस स्टील से बनी होगी, जिससे सुपरहीटर बनाया जाता है।
सुपरहीटर के अनुसार, गर्म अवस्था में भाप स्टोव में एक छेद के माध्यम से भट्ठी में प्रवेश करती है। शोर को बेअसर करने के लिए ट्यूब के अंत में एक स्टीम डिवाइडर लगाया जाता है: ट्यूब को ग्राइंडर से आधे से थोड़ा कम टुकड़ों में काटा जाता है, लगभग 10 मिमी की वृद्धि में, 7 - 10 कट लगाए जाते हैं, फिर छेदों को एक जाली से लपेट दिया जाता है दो या तीन परतों में 20-30 माइक्रोन स्टेनलेस स्टील की खिड़की के साथ, और यह 1-1.5 मिमी के व्यास वाले तार के साथ ट्यूब से जुड़ा होता है।
स्टोव के ऊपर रबर ट्यूब को 20-30 सेंटीमीटर ऊपर उठाया जाना चाहिए (यह दिखाए गए फोटो में नहीं उठाया गया है)। हालाँकि ऑक्सीजन नली का कुछ ठंडा होना जल वाष्प के कारण होता है, अग्नि सुरक्षा कारणों से ऐसा किया जाना चाहिए।
बदले में, भाप जनरेटर द्वारा भाप के उत्पादन में तेजी लाने के लिए, जलाऊ लकड़ी जलाते समय, कंटेनर में 200 मिलीलीटर से अधिक पानी डालना आवश्यक नहीं है, यह 5-8 मिनट में उबल जाएगा और डिवाइस जल जाएगा पूरी शक्ति से काम करना शुरू करें। इसके बाद, ओवन के लंबे समय तक संचालन के लिए भाप जनरेटर को पूरी तरह से पानी से भरा जा सकता है।
पारंपरिक उपकरणों की तुलना में उत्पादकता में लगभग 50% की वृद्धि हुई है। डिवाइस के परीक्षणों से पता चला कि ऑपरेटिंग मोड में भट्टी का आउटपुट आधा यानी 2 से 4 घंटे तक कम हो गया था। इसका मतलब है कि आपको चूल्हा जलाने के लिए आधी लकड़ी की आवश्यकता होगी। ईंधन दहन की पूर्णता में सुधार हुआ है, चिमनी से निकलने वाला धुआं व्यावहारिक रूप से अदृश्य है, और राख की मात्रा में काफी कमी आई है। ऊर्जा संसाधनों, विशेष रूप से प्राकृतिक गैस की कीमतों में वृद्धि के कारण, ऐसा आधुनिकीकरण कई घर मालिकों के लिए प्रासंगिक हो जाएगा।
बेशक, प्रस्तावित समाधान में महत्वपूर्ण सुधार की आवश्यकता है: जल आपूर्ति प्रक्रिया को स्वचालित करना, डिज़ाइन को अनुकूलित करना आदि आवश्यक है। हालाँकि, बुनियादी साधनों का उपयोग करके भट्ठी की सस्ती और त्वरित "पंपिंग" का विकल्प जो हर घर में पाया जा सकता है, कई लोगों को बहुत बचत करने में मदद करेगा, और नई प्रौद्योगिकियों के विकास और नए विचारों के जन्म के लिए प्रेरणा भी बन सकता है। .
खार्कोव के शिल्पकार के पास भाप के वातावरण में कोयला या लकड़ी जलाने के लिए एक खिड़की के साथ एक प्रायोगिक स्थापना भी है, या, जैसा कि वह इसे "हाइड्रोजन पॉटबेली स्टोव" कहते हैं।
संदर्भ। थर्मल पावर प्लांटों में टरबाइनों की दक्षता में सुधार के लिए सुपरहीटेड भाप का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, और पिछली शताब्दी की शुरुआत से सभी प्रकार के लोकोमोटिव पर इसका उपयोग किया गया है। इसके अलावा, परमाणु रिएक्टर डिजाइन विकसित किए गए हैं जिसमें प्रक्रिया चैनलों के किस हिस्से का उपयोग टर्बाइनों में डालने से पहले भाप को सुपरहीट करने के लिए किया जाना चाहिए। यह ज्ञात है कि सुपरहीटर का उपयोग स्टीम इंस्टॉलेशन की दक्षता में काफी वृद्धि कर सकता है और इसके घटकों के घिसाव को कम कर सकता है।
दहन क्षेत्र में पानी जोड़ने के प्रभाव का अध्ययन जल-ईंधन निलंबन - जलयुक्त ईंधन तेल और कोयला-जल निलंबन (डब्ल्यूसीएस) को जलाने की समस्या के साथ-साथ नाइट्रोजन ऑक्साइड के उत्सर्जन को कम करने की समस्या के संबंध में किया गया था। . अक्टूबर 1982 में आयोजित किया गया। टोक्यो बैठक में, कई रिपोर्टों ने NOx के निर्माण पर ईंधन को निलंबन से बदलने के प्रभाव पर डेटा प्रस्तुत किया। जल-ईंधन इमल्शन के रूप में तरल ईंधन का उपयोग करते समय, ग्रिप गैसों में NO x सामग्री आमतौर पर 20-30% कम हो जाती है, और कालिख सामग्री भी काफी कम हो जाती है। हालाँकि, जब ईंधन तेल में 10% पानी मिलाया जाता है, तो बॉयलर की दक्षता 0.7% कम हो जाती है।
कई अध्ययनों से पानी या भाप इंजेक्शन के प्रभावों पर निष्कर्षों को दो समूहों में विभाजित किया जा सकता है। कुछ शोधकर्ताओं का दावा है कि जल वाष्प की एक महत्वपूर्ण मात्रा भी नाइट्रोजन ऑक्साइड की उपज पर महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं डालती है, जबकि अन्य, इसके विपरीत, इस पद्धति की प्रभावशीलता की ओर इशारा करते हैं। इस प्रकार, कुछ आंकड़ों के अनुसार, जब कोयला, ईंधन तेल और गैस जलाने पर बॉयलर के दहन उपकरणों में पानी डाला जाता है, तो नाइट्रोजन ऑक्साइड की उपज में कमी 10% से अधिक नहीं होती है। जब ईंधन की खपत का 110% (या हवा की खपत का लगभग 14%) की मात्रा में पानी को 29 Gcal/h की क्षमता वाले तेल नोजल से सुसज्जित भट्ठी में मशाल के परिधीय भाग में इंजेक्ट किया गया था, तो सामग्री दहन उत्पादों में नाइट्रोजन ऑक्साइड की मात्रा केवल 22% कम हुई।
यह स्पष्ट है कि जब नाइट्रोजन ऑक्साइड निर्माण क्षेत्र के पीछे भाप या पानी डाला जाता है, तो इसका NO के निर्माण पर कोई प्रभाव नहीं पड़ना चाहिए। यदि उन्हें वायु-ईंधन मिश्रण में पेश किया जाता है, तो उन्हें दहन प्रक्रिया और एनओ के गठन को समान मात्रा और गर्मी सामग्री की पुनरावर्ती गैसों की मात्रा से कम सीमा तक प्रभावित नहीं करना चाहिए।
यह ज्ञात है कि जल वाष्प हाइड्रोकार्बन लपटों में लौ प्रसार की गति को प्रभावित करता है; इसलिए, वे नाइट्रोजन ऑक्साइड के गठन की गतिशीलता को प्रभावित कर सकते हैं और, यहां तक कि जब कम मात्रा में दहन क्षेत्र के मूल में आपूर्ति की जाती है, तो ऑक्साइड की उपज को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करते हैं।
पी. सिंह द्वारा गैस टरबाइन के प्रायोगिक दहन कक्ष पर किए गए शोध से पता चला है कि तरल ईंधन के दहन क्षेत्र के मूल में पानी के इंजेक्शन से नाइट्रोजन ऑक्साइड और कालिख का निर्माण कम हो जाता है, और भाप का जुड़ना कम हो जाता है। ब्लास्ट एयर नाइट्रोजन ऑक्साइड के निर्माण को कम करती है, लेकिन कार्बन मोनोऑक्साइड और हाइड्रोकार्बन के उत्सर्जन को बढ़ाती है। तरल ईंधन के द्रव्यमान का 50% (वायु प्रवाह का 6.5%) की मात्रा में पानी इंजेक्ट करते समय, 160% पानी इंजेक्ट करते समय नाइट्रोजन ऑक्साइड की उपज को 2 गुना कम करना संभव है - लगभग 6 गुना। फायरबॉक्स में इंजेक्शन 80 किग्रा. जली हुई प्राकृतिक गैस के प्रति 1 Gcal (वायु द्रव्यमान का 9%) पानी नाइट्रोजन ऑक्साइड के उत्सर्जन को 0.66 से 0.22 g/m³ तक कम कर देता है, अर्थात। 3 बार। इस प्रकार, नाइट्रोजन ऑक्साइड की उपज को कम करने के दृष्टिकोण से, भाप और पानी का परिचय आशाजनक है। हालाँकि, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि बर्नर को आपूर्ति की गई हवा के द्रव्यमान के 5-6% से अधिक मात्रा में पानी या भाप की शुरूआत ईंधन दहन की पूर्णता और प्रदर्शन पर नकारात्मक प्रभाव डाल सकती है। बायलर. उदाहरण के लिए, जब 12% भाप (हवा के सापेक्ष) को गैस टरबाइन इकाई के दहन कक्ष में पेश किया गया, तो कार्बन मोनोऑक्साइड की उपज 0.015 से 0.030% और हाइड्रोकार्बन की उपज 0.001 से 0.0022% तक बढ़ गई। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि बॉयलर को 9-10% भाप की आपूर्ति करने से इसकी दक्षता में 4-5% की कमी आती है।
जल वाष्प की शुरूआत दहन प्रतिक्रियाओं को तेज करती है और, सबसे ऊपर, हाइड्रॉक्सिल रेडिकल (ओएच) की अतिरिक्त मात्रा के कारण सीओ के जलने के बाद:
जाहिरा तौर पर, जब दहन क्षेत्र में भाप या पानी की आपूर्ति की जाती है तो एनओ गठन में थोड़ी कमी को इस प्रकार समझाया जा सकता है:
क) दहन क्षेत्र में अधिकतम तापमान में कमी;
बी) प्रतिक्रिया (1.9) के अनुसार सीओ दहन की तीव्रता के कारण दहन क्षेत्र में निवास समय को कम करना;
ग) प्रतिक्रिया में हाइड्रॉक्सिल रेडिकल की खपत (1.8);
नाइट्रोजन ऑक्साइड के निर्माण को कम करने के लिए दहन क्षेत्र में भाप या पानी की आपूर्ति शोधकर्ताओं के लिए काफी रुचिकर है, मुख्यतः निम्नलिखित परिस्थितियों के कारण:
- माध्यम की अपेक्षाकृत कम खपत और बड़े-व्यास वाली पाइपलाइनों के निर्माण की आवश्यकता का अभाव;
- न केवल नाइट्रोजन ऑक्साइड की कमी पर, बल्कि टॉर्च में कार्बन मोनोऑक्साइड और 3,4-बेंज़पाइरीन के जलने पर भी सकारात्मक प्रभाव पड़ता है;
- ठोस ईंधन जलाते समय उपयोग की संभावना।
NO x उत्सर्जन को कम करने के साधन के रूप में भट्टी में नमी या भाप डालना सरल, नियंत्रित करने में आसान है और इसकी पूंजी लागत कम है। गैस-तेल बॉयलरों पर, यह NO x उत्सर्जन को 20 - 30% तक कम करने की अनुमति देता है, लेकिन भाप के निर्माण के लिए गर्मी की खपत की आवश्यकता होती है और ग्रिप गैसों के साथ नुकसान में वृद्धि होती है। ठोस ईंधन जलाने पर परिणाम बहुत ही महत्वहीन होते हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि नाइट्रोजन ऑक्साइड दमन की प्रभावशीलता बहुत हद तक दहन क्षेत्र में पानी की आपूर्ति की विधि पर निर्भर करती है।
भाप इंजेक्शन के माध्यम से NOx कमी का व्यावहारिक कार्यान्वयन
बेलारूसी राज्य पॉलिटेक्निक अकादमी ने, झाबिंकोव्स्की शुगर प्लांट के साथ मिलकर, एक प्रभावी तकनीकी समाधान विकसित और कार्यान्वित किया है, जो टीआर-6-35/ के स्वचालित स्टॉप और नियंत्रण वाल्व की छड़ों से अंतिम सील और लीक से भाप की आपूर्ति करता है। जीएम-50 बॉयलरों के लिए 4 टरबाइन, बिजली उत्पादन के लिए समकक्ष ईंधन की विशिष्ट खपत को 0.9% (प्रति वर्ष 60 टन समकक्ष ईंधन) कम कर देता है, कार्बन मोनोऑक्साइड के बाद जलने में सुधार (परीक्षण परिणामों के अनुसार) कम से कम 40% , नाइट्रोजन ऑक्साइड उत्सर्जन की सांद्रता में 31.6% की कमी, और उनके रेटेड लोड पर दो ऑपरेटिंग बॉयलरों के लिए स्टीम सील की पूरी मात्रा के वितरण के साथ - औसतन 20-21%।
संघनक-प्रकार की टरबाइन इकाइयों में (नियंत्रित भाप निष्कर्षण और कोई अपशिष्ट के साथ), अंत सील से भाप आमतौर पर सील कूलर में छोड़ी जाती है। टरबाइन सील ग्रंथि कक्षों से भाप सक्शन पाइपलाइन को कम क्षमता वाले नेटवर्क वॉटर हीटर या मेक-अप वॉटर हीटर से जोड़ना संभव है। ऐसे प्रतिष्ठानों का नुकसान सील कूलर (कंडेनसेट लाइन के साथ) के बाद कम दबाव वाले पुनर्योजी हीटर से निष्कर्षण भाप के विस्थापन के कारण थर्मल दक्षता में कमी है।
हीटिंग टरबाइन इकाइयों में, जब उन्हें सामान्य मोड में संचालित किया जाता है और कंडेनसर रीसर्क्युलेशन लाइन चालू होती है, तो सील भाप की गर्मी कंडेनसर के ठंडे पानी के साथ खो जाती है।
शक्तिशाली टरबाइन इकाइयों के थर्मल सर्किट में, बड़ी मात्रा में हवा भूलभुलैया सील के अंतिम कक्षों से भाप के साथ अंत सील स्टीम कूलर (ओयू) के पहले चरण में प्रवेश करती है, जो एक मामूली वैक्यूम के तहत होती है। इस प्रकार, 300 मेगावाट की क्षमता वाली एक बिजली इकाई में, द्रव्यमान द्वारा 50% से अधिक हवा को इसमें चूसा जाता है, और ओएस के दूसरे चरण में इसमें पहले से ही 70% से अधिक होता है। इस बीच, यह ज्ञात है कि जब भाप में हवा की मात्रा 5% या अधिक होती है, तो पाइप की सतह पर भाप का संघनन बेहद असंतोषजनक होता है। टरबाइन सील से बॉयलर भट्ठी तक भाप सक्शन पाइपलाइनों को जोड़ने पर, भाप के अलावा, इसमें महत्वपूर्ण मात्रा में हवा की आपूर्ति की जाएगी, जिसे पारंपरिक थर्मल योजनाओं के तहत वायुमंडल में फेंक दिया जाता है। इस तरह के पुनर्निर्माण से बॉयलर की दक्षता बढ़ाने में मदद मिलती है।
बैक प्रेशर वाली टरबाइन इकाइयों में, कोई कंडेनसेट हीटिंग पथ नहीं है; तदनुसार, कोई ओएस नहीं है जिसमें मुख्य टरबाइन कंडेनसेट को गर्म किया जा सके। अतिरिक्त ताप उपभोक्ता की अनुपस्थिति में, ऐसे टर्बाइन वायुमंडल में सील भाप उत्सर्जित करके संचालित होते हैं। इससे सील से निकाले गए शीतलक और उसमें मौजूद गर्मी दोनों का पूर्ण नुकसान होता है। प्रायोगिक आंकड़ों के अनुसार, वाल्व स्टेम सील से उच्च क्षमता वाली भाप को ध्यान में रखते हुए, वायुमंडल में छोड़े गए वायु मिश्रण भाप का तापमान, बॉयलर ग्रिप गैसों के तापमान से 50-150 ºС से अधिक है। ऐसी सेटिंग्स का समावेश सबसे प्रभावी प्रतीत होता है।
इस प्रकार, एक विकसित और परीक्षण किए गए तकनीकी समाधान का उपयोग जिसमें व्यावहारिक रूप से अतिरिक्त पूंजी लागत की आवश्यकता नहीं होती है, बॉयलर की दक्षता बढ़ जाती है, फ्लेयर में कार्बन और बेंजो-ए-पाइरीन के मिश्रण के बाद जलने पर सकारात्मक प्रभाव पड़ता है, और उत्सर्जन कम हो जाता है। वातावरण में हानिकारक अशुद्धियाँ।
थर्मल पावर प्लांटों में बॉयलरों की ग्रिप गैसों से नाइट्रोजन ऑक्साइड के उत्सर्जन को कम करने के लिए डीएरेटर से वाष्प (डीएरेटर के प्रकार और उसमें दबाव के आधार पर) को बॉयलर भट्टी में (गर्म वायु वाहिनी में या में) खिलाकर भी प्राप्त किया जा सकता है। फैन सक्शन मैनिफोल्ड) इंस्टॉलेशन की दक्षता को कम किए बिना।
अभी हाल ही में दुनिया भर के कई देशों में वैज्ञानिकों ने पानी को भविष्य के लिए ईंधन का स्रोत माना है। स्वाभाविक रूप से, हम हाइड्रोजन के बारे में बात कर रहे थे, जिसे उन्होंने विभिन्न तरीकों से पानी से प्राप्त करने की कोशिश की। प्रायोगिक कारें भी बनाई गईं, लेकिन चीजें अभी तक बड़े पैमाने पर उपयोग तक नहीं पहुंची हैं। निस्संदेह, हाइड्रोजन ईंधन पर स्विच करने की संभावना बहुत आकर्षक है। सिर्फ एक सपना! लेकिन ऐसा लगता है कि निकट भविष्य में इसका सच होना तय नहीं है।
लेकिन पानी ने खुद को दूसरे, बहुत सकारात्मक पक्ष में दिखाया। यह वस्तुतः बर्नर की लौ को "साफ" करता है! अधिक सटीक रूप से, पानी ही नहीं, बल्कि उच्च तापमान पर इसके वाष्पीकरण के दौरान जल वाष्प बनता है। साधारण दार्शनिक दृष्टिकोण से, यह अविश्वसनीय लगता है।
हमारे मन में, पानी और आग अपूरणीय विरोधी हैं। और यह कल्पना करना कि पानी दहन का समर्थन कर सकता है, लौ की शुद्धता में योगदान दे सकता है और, इसके अलावा, ईंधन दहन के तापमान को बढ़ा सकता है, कई लोगों के लिए बहुत मुश्किल है। हालाँकि, यहाँ कुछ भी शानदार नहीं है। सब कुछ बस भौतिकी और रसायन विज्ञान के नियमों द्वारा समझाया गया है।
स्वाभाविक रूप से, पानी को आग के साथ जुड़ने के लिए "मजबूर" करने के लिए, इसे विशेष उपकरणों की मदद से, विशेष तरीके से दहन प्रक्रिया में शामिल किया जाना चाहिए। और फिर हम निम्नलिखित चित्र देखते हैं: एक मंद, सुलगती लौ अचानक एक चमकदार, साफ मशाल में बदल जाती है। कालिख कहीं गायब हो जाती है. आग वास्तव में "रूपांतरित" हो जाती है, किसी तरह शोर, हर्षोल्लास, जगमगाहट, लगभग आतिशबाजी की तरह बन जाती है। वास्तव में ये किस प्रकार के चमत्कार हैं? क्या सचमुच पानी का इससे कुछ लेना-देना था?
वैसे, इंटरनेट पर आपको ऐसे चमत्कार दिखाने वाली कई तस्वीरें और वीडियो मिल जाएंगे। ऐसी चीज़ों के प्रति हममें से कई लोगों का रवैया संदेहपूर्ण होता है। "ठीक है, फिर से कुछ शौकिया जादूगर हमें बेवकूफ बना रहे हैं," सख्त दर्शक अविश्वसनीय रूप से बड़बड़ाता है। सच कहूँ तो, मुझे खुद भी बहुत समय तक इस पर विश्वास नहीं हुआ। आमतौर पर, जो देखा जाता है उसके प्रति यह रवैया इस तथ्य के कारण होता है कि ऐसे "चमत्कार" प्रदर्शित करने वाले लोग हमेशा इन प्रक्रियाओं के लिए स्पष्ट स्पष्टीकरण नहीं देते हैं। इसलिए, एक अनुभवहीन उपयोगकर्ता उन पर चतुराई का संदेह करने लगता है। बहुत बार, ये संदेह सटीक रूप से तीव्र हो जाते हैं क्योंकि औसत व्यक्ति तुरंत, मोटे तौर पर कहें तो, कुछ सेवा को "बेचना" शुरू कर देता है, जिसके साथ शानदार टिप्पणियां भी आती हैं। यहीं से संदेह उत्पन्न होता है।
हालाँकि, अभी कुछ समय पहले थर्मोफिजिक्स एसबी आरएएस संस्थान में विकिरण गर्मी हस्तांतरण की प्रयोगशाला में मुझे इसी तरह की "ट्रिक" का प्रदर्शन किया गया था। जैसा कि यह निकला, संस्थान कई वर्षों से तरल हाइड्रोकार्बन के दहन के क्षेत्र में अनुसंधान कर रहा है। विशेष बर्नर उपकरणों का उपयोग करके, वैज्ञानिक हाइड्रोकार्बन ईंधन के तथाकथित कालिख-मुक्त दहन के तरीकों की खोज कर रहे हैं। "कालिख-मुक्त" का मतलब स्पष्ट है - यह तब होता है जब ईंधन कालिख के बिना जलता है। यानी यह ऊपर बताई गई उसी चमचमाती मशाल से जलता है। यह मशाल मुझे एक विशेष परीक्षण बेंच पर स्पष्ट रूप से दिखाई गई।
फोकस इस तरह दिखता है. एक छोटे बेलनाकार धातु बर्नर की कल्पना करें जिसमें डीजल ईंधन प्रज्वलित होता है। सबसे पहले आपको कालिख के साथ सामान्य पीली लौ दिखाई देगी। कुछ भी उल्लेखनीय नहीं - आग की तरह आग। और फिर एक "चमत्कारी" परिवर्तन होता है: स्टेनलेस स्टील से बनी एक और बेलनाकार वस्तु को बेलनाकार शरीर में डाला जाता है जिसके माध्यम से लौ निकलती है - एक भाप जनरेटर जो पानी से भरा होता है और अत्यधिक गर्म भाप को छोड़ने के लिए एक विशेष नोजल होता है। और जैसे ही मशाल इस भाप के संपर्क में आने लगती है, यह तुरंत "रूपांतरित" हो जाती है: कालिख निकल जाती है, लौ चमकने लगती है और शोर करने लगती है। हम भाप जनरेटर निकालते हैं - और फिर से कालिख के साथ सामान्य आग। हम भाप जनरेटर डालते हैं - कालिख निकल गई है, लौ सरसराहट करती है और चमकती है। इसे कई बार दोहराया जाता है.
ऐसे "चमत्कारी" परिवर्तन का रहस्य क्या है? दरअसल, कोई चमत्कार नहीं है. प्रकृति के ठोस नियम.
मुद्दा यह है कि हाइड्रोकार्बन ईंधन का दहन यहां अत्यधिक गर्म जल वाष्प की उच्च सांद्रता में होता है। जब बाहर निकलने वाली भाप लौ के संपर्क में आती है, तो तथाकथित भाप गैसीकरण प्रतिक्रिया होती है। निकास पर, मशाल में वस्तुतः कोई कालिख नहीं होती है।
ऊपर से, जैसा कि वैज्ञानिक कहते हैं, तापमान बढ़ रहा है। भाप जनरेटर में मौजूद पानी को एक पारंपरिक लौ द्वारा गर्म किया जाता है, और फिर 400 डिग्री सेल्सियस के आउटलेट तापमान के साथ अत्यधिक गर्म भाप के रूप में नोजल के माध्यम से "बहता" है। यहां "स्वच्छ" मशाल का मापा तापमान 1500 डिग्री तक पहुंच जाता है ! और यह इस तथ्य के बावजूद है कि साधारण डीजल ईंधन 1200 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर हवा में जलता है। वैज्ञानिक अभी तक यह पता नहीं लगा पाए हैं कि अतिरिक्त "डिग्री" कहां से आती हैं। थर्मोफिजिक्स संस्थान इस आशय का स्पष्टीकरण खोजने का प्रयास कर रहा है।
प्रश्न यह है कि अत्यधिक गर्म भाप का दहन प्रक्रिया पर इतना लाभकारी प्रभाव कैसे पड़ता है? यह पता चला है कि इसे केवल रसायन विज्ञान के नियमों द्वारा समझाया गया है। क्या आपने कभी सोचा है कि अग्नि नियम जलते हुए तेल उत्पादों को पानी से बुझाने पर रोक क्यों लगाते हैं? तथ्य यह है कि पानी, एक शक्तिशाली लौ में गिरकर वाष्पित हो जाता है, ज़्यादा गरम हो जाता है और इस "गर्म" अवस्था में कार्बन के साथ प्रतिक्रिया करता है। इतने उच्च तापमान पर, पानी के अणु में बंधन कमजोर हो जाते हैं, और कार्बन इसमें से ऑक्सीजन तत्व को "फाड़" देता है, इसके साथ ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया में प्रवेश करता है। यह बिल्कुल वही कालिख है जो ऑक्सीकृत होती है, जिसे सामान्य परिस्थितियों में दहन कक्षों और चिमनी की दीवारों पर कालिख के रूप में जमा होना चाहिए था। और संश्लेषण गैस पहले से ही जल रही है। यही पूरा रहस्य है.
थर्मोफिजिक्स संस्थान वर्तमान में ऐसे कालिख-मुक्त दहन बर्नर के विभिन्न डिजाइनों के साथ प्रयोग कर रहा है। एक में 25% जलवाष्प है, दूसरे में 30 प्रतिशत है।
रेडिएशन हीट ट्रांसफर प्रयोगशाला के प्रमुख डिजाइनर, मिखाइल विग्रियानोव कहते हैं: "हम पूरी तरह से गारंटी देते हैं कि हमने ईंधन का पूर्ण, कोई कह सकता है, आदर्श दहन हासिल कर लिया है।" इसके अलावा, इस दहन विधि का पहले ही पेटेंट कराया जा चुका है।
महत्वपूर्ण बात यह है कि इस दहन विधि से कोई भी हाइड्रोकार्बन कच्चा माल पूरी तरह से जल जाता है। यहां तक कि निम्न गुणवत्ता भी. उदाहरण के लिए, प्रयुक्त मशीन तेल। आप इससे एक "स्वच्छ" चमचमाती मशाल भी प्राप्त कर सकते हैं। ऐसे प्रयोग पहले भी किये जा चुके हैं. सबसे दिलचस्प बात यह है कि प्राप्त परिणामों को न केवल ऊर्जा पर लागू किया जा सकता है। इससे भी अधिक दिलचस्प बात यह है कि यह दहन विधि इंजन निर्माण में क्रांति का वादा करती है। एक कार या ट्रैक्टर की कल्पना करें, जिसका एक टैंक साधारण पानी से भरा है, और दूसरा टैंक कच्चे तेल से भरा है। और कुछ भी नहीं - इंजन बढ़िया चलता है और लगभग धूम्रपान नहीं करता। इसमें सचमुच कुछ शानदार है। हालाँकि, वैज्ञानिकों को इसमें कोई संदेह नहीं है कि वे इसे पूरा करने में काफी सक्षम हैं।
ओलेग नोसकोव
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आधुनिक वैज्ञानिक दृढ़ता से आश्वस्त हैं कि पानी जल नहीं सकता - यह सैद्धांतिक भौतिकी के सभी सिद्धांतों और सिद्धांतों का खंडन करता प्रतीत होता है। हालाँकि, वास्तविक तथ्य और व्यवहार कुछ और ही कहते हैं!
यह खोज एरी विश्वविद्यालय के चिकित्सक जॉन कैंजियस द्वारा ट्यूमर के इलाज के लिए विकसित रेडियोफ्रीक्वेंसी जनरेटर का उपयोग करके समुद्री जल को अलवणीकृत करने का प्रयास करते समय की गई थी। प्रयोग के दौरान, अचानक समुद्र के पानी से ज्वाला की एक जीभ फूट पड़ी! इसके बाद, पेंसिल्वेनिया विश्वविद्यालय के एक साथी रुस्तम रॉय द्वारा एक समान टेबलटॉप प्रयोग किया गया था।
बेशक, खारे पानी की दहन प्रक्रिया की भौतिकी काफी हद तक अस्पष्ट है। नमक नितांत आवश्यक है: आसुत जल में "कैंसियस प्रभाव" अभी तक नहीं देखा गया है।
कन्ज़ियस और रॉय के अनुसार, दहन तब तक होता है जब तक पानी रेडियो क्षेत्र में है (अर्थात, जब तक पानी के क्षय के लिए अनुकूल परिस्थितियाँ बनी रहती हैं), 1600 डिग्री सेल्सियस से ऊपर का तापमान प्राप्त किया जा सकता है। लौ का तापमान और उसका रंग पानी में घुले नमक और अन्य पदार्थों की सांद्रता पर निर्भर करता है।
ऐसा माना जाता है कि पानी के अणु में ऑक्सीजन और हाइड्रोजन के बीच सहसंयोजक बंधन बहुत मजबूत होता है और इसे तोड़ने के लिए काफी ऊर्जा की आवश्यकता होती है। पानी के अणु के विभाजन का एक उत्कृष्ट उदाहरण इलेक्ट्रोलिसिस है, जो काफी ऊर्जा लेने वाली प्रक्रिया है। कन्ज़ियस, हालांकि, इस बात पर जोर देते हैं कि इस मामले में यह इलेक्ट्रोलिसिस नहीं है, बल्कि एक पूरी तरह से अलग घटना है। यह नहीं बताया गया है कि उपकरण में रेडियो तरंगों की किस आवृत्ति का उपयोग किया गया है। समाधान में पानी के कुछ अणु, निश्चित रूप से, विघटित रूप में हैं, लेकिन इससे यह समझने में मदद नहीं मिलती है कि प्रक्रिया का आधार क्या है।
आधिकारिक विज्ञान के विचारों के आधार पर, हमें विभिन्न प्रसन्नताओं को स्वीकार करना होगा: कि दहन के दौरान पानी नहीं बनता है, बल्कि हाइड्रोजन पेरोक्साइड होता है, कि ऑक्सीजन गैस के रूप में नहीं निकलती है (और केवल हवा से ऑक्सीजन का उपयोग किया जाता है) दहन के लिए), लेकिन नमक के साथ प्रतिक्रिया करता है, उदाहरण के लिए, क्लोरेट्स Clo3-, आदि बनाता है। ये सभी धारणाएँ शानदार हैं, और सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि वे अभी भी यह नहीं समझाती हैं कि अतिरिक्त ऊर्जा कहाँ से आती है।
आधुनिक विज्ञान की दृष्टि से यह एक बहुत ही मजेदार प्रक्रिया साबित होती है। आख़िरकार, आधिकारिक भौतिकविदों के अनुसार, इसे लॉन्च करने के लिए, हाइड्रोजन-ऑक्सीजन बंधन को तोड़ना और ऊर्जा खर्च करना आवश्यक है। इसके बाद, हाइड्रोजन ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करता है और फिर से पानी बनाता है। परिणामस्वरूप, वही बंधन बनता है; इसके गठन के दौरान, ऊर्जा निश्चित रूप से जारी होती है, लेकिन यह संभवतः बंधन को तोड़ने पर खर्च की गई ऊर्जा से अधिक नहीं हो सकती है।
यह माना जा सकता है कि वास्तव में कन्ज़ियस उपकरण में पानी एक नवीकरणीय ईंधन नहीं है, यानी, यह अपरिवर्तनीय रूप से खर्च किया जाता है (जैसे आग में लकड़ी, थर्मल पावर प्लांट में कोयला, परमाणु ऊर्जा संयंत्र में परमाणु ईंधन), और आउटपुट पानी नहीं, बल्कि कुछ और है। तब ऊर्जा संरक्षण के नियम का उल्लंघन नहीं होता, लेकिन यह आसान नहीं हो जाता।
ऊर्जा का एक अन्य संभावित स्रोत स्वयं घुला हुआ नमक है। सोडियम क्लोराइड का विघटन एक एंडोथर्मिक प्रक्रिया है जो ऊर्जा के अवशोषण के साथ होती है; तदनुसार, रिवर्स प्रक्रिया के दौरान, ऊर्जा जारी की जाएगी। हालाँकि, इस ऊर्जा की मात्रा नगण्य है: लगभग चार किलोजूल प्रति मोल (लगभग 50 किलोजूल प्रति किलोग्राम नमक, जो गैसोलीन के दहन की विशिष्ट ऊष्मा से लगभग एक हजार गुना कम है)।
इसके अलावा, परियोजना के किसी भी समर्थक ने सीधे तौर पर यह नहीं कहा कि आउटपुट पर ऊर्जा इनपुट पर ऊर्जा से अधिक हो सकती है; वे केवल उनके अनुपात के बारे में बात कर रहे थे।
वास्तव में, एकीकृत क्षेत्र सिद्धांत के दृष्टिकोण से, इस तथ्य में कोई अकथनीय विरोधाभास नहीं है कि पानी जलता है। वास्तव में, यहां हम बड़ी मात्रा में गर्मी की रिहाई के साथ प्राथमिक ईथर घटकों में इसके विघटन के बारे में बात कर रहे हैं। अर्थात्, ईथर (प्राथमिक पदार्थ) रेडियो विकिरण के प्रवाह के प्रभाव में, पानी अस्थिर हो जाता है और प्राथमिक घटकों में विघटित होने लगता है, जिसे दहन के रूप में माना जाता है। लवणों की उपस्थिति इस प्रक्रिया को सरल बनाना संभव बनाती है - पानी उनके बिना सड़ सकता है, लेकिन इसके लिए एक अलग आवृत्ति के साथ अधिक शक्तिशाली रेडियो उत्सर्जन की आवश्यकता होगी। प्राचीन काल में यह सर्वविदित था कि दुनिया में हर चीज़ की एक ही प्रकृति है, सभी तत्व - अग्नि, जल, वायु और पृथ्वी (पत्थर)। इसका मतलब यह है कि अलग-अलग परिस्थितियों में एक चीज़ दूसरी चीज़ में बदल सकती है - खारा पानी लौ निकलने और उच्च तापमान से विघटित हो जाता है, लेकिन किसने कहा कि विपरीत प्रक्रिया असंभव है?
व्याख्यान III
दहन उत्पाद. दहन के दौरान उत्पन्न जल। जल की प्रकृति. जटिल पदार्थ. हाइड्रोजन
मुझे आशा है कि आपको अच्छी तरह से याद होगा कि पिछले व्याख्यान के अंत में मैंने "मोमबत्ती जलाने के उत्पाद" अभिव्यक्ति का उपयोग किया था। आख़िरकार, हम आश्वस्त हैं कि जब एक मोमबत्ती जलती है, तो हम उपयुक्त उपकरणों का उपयोग करके उससे विभिन्न दहन उत्पाद प्राप्त कर सकते हैं। सबसे पहले, हमारे पास कोयला, या कालिख थी, जो मोमबत्ती के अच्छी तरह जलने पर बाहर नहीं निकलती थी; दूसरे, कोई अन्य पदार्थ था जो धुएं जैसा नहीं, बल्कि कुछ और दिखता था, लेकिन उस सामान्य प्रवाह का हिस्सा बना था, जो लौ से उठकर अदृश्य हो जाता है और गायब हो जाता है। अन्य दहन उत्पाद भी थे, जिन पर आगे चर्चा की जानी थी। याद रखें, हमने पाया कि मोमबत्ती से उठने वाली धारा की संरचना में, एक भाग को उसके रास्ते में एक ठंडा चम्मच, एक साफ प्लेट या कोई अन्य ठंडी वस्तु रखकर संघनित किया जा सकता है, लेकिन दूसरा भाग संघनित नहीं होता है। सबसे पहले हम उत्पादों के संघनक भाग की जांच करते हैं; यह भले ही अजीब लगे, लेकिन हम पाएंगे कि यह सिर्फ पानी है। पिछली बार मैंने इसका संक्षेप में उल्लेख किया था - मैंने सिर्फ इतना कहा था कि मोमबत्ती दहन के जिन उत्पादों को संघनित किया जा सकता है, उनमें पानी भी होता है। आज मैं आपका ध्यान पानी की ओर आकर्षित करना चाहता हूं ताकि आप न केवल हमारे मुख्य विषय के संबंध में, बल्कि विश्व पर इसके अस्तित्व के प्रश्न के संबंध में भी इसका सावधानीपूर्वक अध्ययन कर सकें।
अब मैं मोमबत्ती के दहन उत्पादों से पानी के संघनन पर एक प्रयोग के लिए तैयार हूं, और सबसे पहले मैं आपको यह साबित करने की कोशिश करूंगा कि यह वास्तव में पानी है। शायद एक ही समय में पूरे दर्शकों को अपनी उपस्थिति दिखाने का सबसे अच्छा तरीका पानी की कुछ क्रिया को प्रदर्शित करना है, जो स्पष्ट रूप से दिखाई देगी, और फिर इस तरह से अनुभव करें कि इस कप के तल पर एक बूंद में क्या इकट्ठा होगा। (व्याख्याता बर्फ और नमक के मिश्रण के साथ एक कप के नीचे एक मोमबत्ती रखता है।)
चावल। ग्यारह।
यहां मेरे पास सर हम्फ्री डेवी द्वारा खोजा गया एक निश्चित पदार्थ है; यह पानी के साथ बहुत तीव्रता से प्रतिक्रिया करता है, और मैं इसका उपयोग पानी की उपस्थिति साबित करने के लिए करूंगा। यह पोटाश से निकाला गया पोटैशियम है। मैं पोटेशियम का एक छोटा सा टुकड़ा लेता हूं और इसे इस कप में फेंक देता हूं। आप देखें कि वह कप में पानी की उपस्थिति को कैसे साबित करता है - पोटेशियम भड़क जाता है, एक उज्ज्वल, मजबूत लौ के साथ जलता है और साथ ही पानी की सतह के साथ बहता है। अब मैं मोमबत्ती को हटाऊंगा, जो हमारे कप के नीचे बर्फ और नमक के मिश्रण से कुछ देर से जल रही थी; आप कप के नीचे से पानी की एक बूंद लटकती हुई देखते हैं - एक मोमबत्ती जलाने का संघनित उत्पाद। मैं तुम्हें दिखाऊंगा कि पोटैशियम इस पानी के साथ भी वही प्रतिक्रिया देगा जो कप में पानी के साथ देता है। देखिए... पोटैशियम ठीक उसी तरह भड़कता और जलता है, जैसे पिछले प्रयोग में था। मैं इस गिलास पर पानी की एक और बूंद डालता हूं, उस पर पोटेशियम का एक टुकड़ा डालता हूं, और जिस तरह से यह रोशनी करता है, आप अनुमान लगा सकते हैं कि यह पानी है जो यहां मौजूद है। क्या आपको याद है कि यह पानी एक मोमबत्ती से आया था।
उसी तरह, अगर मैं जलते हुए अल्कोहल लैंप को उस जार से ढक दूं, तो आप जल्द ही देखेंगे कि कैसे जार पर ओस जमने से कोहरा छा जाएगा, और यह ओस फिर से दहन का परिणाम है। आपके द्वारा बिछाए गए कागज पर टपकने वाली बूंदों से, आप निस्संदेह कुछ समय बाद देखेंगे कि अल्कोहल लैंप के जलने से उचित मात्रा में पानी उत्पन्न होता है। मैं इस जार को नहीं हिलाऊंगा, और फिर आप देख सकते हैं कि कितना पानी जमा हो गया है। इसी प्रकार, यदि मैं गैस बर्नर के ऊपर शीतलन उपकरण रखूं तो मुझे भी पानी मिलेगा क्योंकि गैस जलने पर भी पानी उत्पन्न होता है। इस जार में एक निश्चित मात्रा में पानी होता है - आदर्श रूप से शुद्ध, आसुत जल जो रोशन करने वाली गैस को जलाकर प्राप्त किया जाता है; यह उस पानी से अलग नहीं है जिसे आप किसी नदी, समुद्र या झरने से आसवन द्वारा प्राप्त कर सकते हैं - यह बिल्कुल वही पानी है।
पानी एक रासायनिक व्यक्ति है, यह हमेशा एक जैसा होता है। हम इसमें विदेशी पदार्थ मिला सकते हैं या इसमें मौजूद अशुद्धियों को दूर कर सकते हैं; हालाँकि, पानी हमेशा स्वयं ही रहता है - ठोस, तरल या गैसीय। यहाँ (व्याख्याता दूसरा बर्तन दिखाता है)तेल का दीपक जलाने से प्राप्त जल। तेल, अगर ठीक से जलाया जाए, तो थोड़ी अधिक मात्रा में पानी भी पैदा कर सकता है। और यहां एक लंबे प्रयोग के बाद मोम मोमबत्ती से पानी निकाला गया है। और इसलिए हम लगभग सभी ज्वलनशील पदार्थों को एक-एक करके देख सकते हैं और यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि यदि वे मोमबत्ती की तरह लौ छोड़ते हैं, तो जब वे जलते हैं, तो पानी उत्पन्न होता है। ऐसे प्रयोग आप खुद भी कर सकते हैं. पोकर हैंडल शुरू करने के लिए एक अच्छी जगह है; यदि आप इसे ठंडा रखने के लिए मोमबत्ती की लौ पर काफी देर तक पकड़ सकते हैं, तो आप इस पर बूंदों के रूप में पानी जमा कर सकते हैं। एक चम्मच, एक करछुल, या सामान्य रूप से कोई भी वस्तु इसके लिए उपयुक्त है, जब तक कि वह साफ हो और उसमें पर्याप्त तापीय चालकता हो, यानी कि वह गर्मी को दूर कर सके और इस प्रकार जल वाष्प को संघनित कर सके।
अब, अगर हमें यह जानना है कि दहनशील पदार्थों के दहन के दौरान उनमें से पानी की यह आश्चर्यजनक रिहाई कैसे होती है, तो मुझे सबसे पहले आपको यह बताना होगा कि पानी विभिन्न अवस्थाओं में मौजूद हो सकता है। सच है, आप पहले से ही पानी के सभी संशोधनों से परिचित हैं, लेकिन फिर भी अब हमें उन पर थोड़ा ध्यान देने की जरूरत है ताकि हम समझ सकें कि पानी, प्रोटीस की तरह, अपने विविध परिवर्तनों से गुजरते हुए, हमेशा एक ही पदार्थ कैसे बना रहता है - ऐसा नहीं है इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि यह जलती हुई मोमबत्ती से प्राप्त होता है, या नदियों या समुद्र से।
आरंभ करने के लिए, अपनी सबसे ठंडी अवस्था में, पानी बर्फ है। हालाँकि, आप और मैं, प्राकृतिक वैज्ञानिकों के रूप में - आखिरकार, मुझे आशा है कि आप और मैं इस नाम के तहत एकजुट हो सकते हैं - जब पानी के बारे में बात करते हैं, तो हम इसे पानी कहते हैं, चाहे वह ठोस, तरल या गैसीय अवस्था में हो; रासायनिक दृष्टि से यह सदैव जल ही है। पानी दो पदार्थों का मिश्रण है, जिनमें से एक हमें मोमबत्ती से प्राप्त होता है, और दूसरा हमें उसके बाहर खोजना होता है।
पानी बर्फ के रूप में हो सकता है और हाल ही में आपके पास इसे सत्यापित करने का एक उत्कृष्ट अवसर है। तापमान बढ़ने पर बर्फ वापस पानी में बदल जाती है। पिछले रविवार को हमने इस परिवर्तन का एक अद्भुत उदाहरण देखा, जिसके कारण हमारे कुछ घरों में दुखद परिणाम सामने आए।
आपके अंदर पानी. पर्याप्त गर्म होने पर कतार भाप में बदल जाती है। जो पानी आप यहां अपने सामने देख रहे हैं उसका घनत्व सबसे अधिक है और यद्यपि यह वजन, स्थिति, आकार और कई अन्य गुणों में बदलता है, फिर भी यह पानी ही रहता है। इसके अलावा, चाहे हम इसे ठंडा करके बर्फ में बदल दें या गर्म करके भाप में, पानी की मात्रा अलग-अलग तरीकों से बढ़ जाती है: पहले मामले में, बहुत कम और बहुत अधिक बल के साथ, और दूसरे मामले में, मात्रा में परिवर्तन बड़ा होता है।
उदाहरण के लिए, मैं यह पतली दीवार वाला टिन सिलेंडर लेता हूं और इसमें थोड़ा सा पानी डालता हूं। आपने देखा कि मैंने कितना कम डाला, और आप आसानी से खुद ही अंदाजा लगा सकते हैं कि इस बर्तन में पानी की ऊंचाई कितनी होगी: पानी लगभग दो इंच की परत के साथ नीचे को कवर करेगा। अब मैं इस पानी को भाप में बदलने जा रहा हूँ ताकि आपको पानी की विभिन्न अवस्थाओं - पानी और भाप - में व्याप्त आयतन में अंतर दिखाई दे सके।
फिलहाल, आइए देखें कि जब पानी बर्फ में बदल जाता है तो क्या होता है। इसे कुचली हुई बर्फ और नमक के मिश्रण में ठंडा करके किया जा सकता है, और मैं आपको इस परिवर्तन में पानी के विस्तार को अधिक मात्रा में किसी चीज़ में दिखाने के लिए ऐसा करूँगा। ये कच्चे लोहे की बोतलें हैं (उनमें से एक दिखाता है)बहुत मजबूत और बहुत मोटी दीवार वाली - वे लगभग एक तिहाई इंच मोटी हैं। उनमें बहुत सावधानी से पानी भरा जाता था, जिससे उनमें हवा का एक भी बुलबुला न रह जाए और फिर कसकर कस दिया जाता था। जब हम इन कच्चे लोहे के बर्तनों में पानी जमाते हैं, तो हम देखेंगे कि उनमें परिणामी बर्फ नहीं समा सकती। उनके अंदर होने वाला विस्तार उन्हें टुकड़े-टुकड़े कर देगा. ये बिल्कुल उन्हीं बोतलों के टुकड़े हैं. मैंने अपनी दो बोतलें बर्फ और नमक के मिश्रण में डाल दीं, और आप देखेंगे कि जब पानी जम जाता है, तो उसका आयतन इतनी बड़ी ताकत से बदलता है।
अब आइए उन परिवर्तनों पर नज़र डालें जो उस पानी में घटित हुए हैं जिसे हमने उबालने के लिए रखा था; इससे पता चलता है कि यह तरल नहीं रह जाता है। इसका अंदाजा निम्नलिखित परिस्थितियों से लगाया जा सकता है। मैंने उस फ्लास्क की गर्दन को, जिसमें पानी अब उबल रहा था, वॉच ग्लास से ढक दिया। देखो क्या हो रहा है? कांच अपनी पूरी ताकत से खटखटा रहा है, जैसे कि कार में कोई वाल्व हो, क्योंकि उबलते पानी से उठने वाली भाप बल के साथ बाहर निकलती है और इस "वाल्व" को उछाल देती है। आप आसानी से पता लगा सकते हैं कि फ्लास्क पूरी तरह से भाप से भरा हुआ है - क्योंकि अन्यथा यह अपने रास्ते को मजबूर नहीं करेगा। आप यह भी देखते हैं कि फ्लास्क में कुछ पदार्थ है, जो पानी की तुलना में मात्रा में बहुत बड़ा है - आखिरकार, यह न केवल पूरे फ्लास्क को भरता है, बल्कि, जैसा कि आप देखते हैं, हवा में उड़ जाता है। हालाँकि, आप बचे हुए पानी की मात्रा में कोई उल्लेखनीय कमी नहीं देखते हैं, और इससे आपको पता चलता है कि जब पानी भाप में बदल जाता है तो मात्रा में कितना बड़ा परिवर्तन होता है।
आइए फिर से हमारी कच्चे लोहे की पानी की बोतलों पर वापस जाएं, जिन्हें मैंने इस ठंडा करने वाले मिश्रण में डाला है ताकि आप देख सकें कि उनके साथ क्या होता है। जैसा कि आप देख सकते हैं, बोतलबंद पानी और बाहरी कंटेनर में बर्फ के बीच कोई संचार नहीं है। लेकिन उनके बीच गर्मी हस्तांतरण होता है, इसलिए यदि प्रयोग सफल होता है (आखिरकार, हम इसे बहुत जल्दी में आयोजित कर रहे हैं), थोड़ी देर बाद, जैसे ही ठंड बोतलों और उनकी सामग्री को पकड़ लेती है, आप एक विस्फोट सुनेंगे : इससे एक बोतल फट जाएगी। और, फिर बोतलों की जांच करने पर, हमने पाया कि उनकी सामग्री बर्फ के टुकड़े हैं, जो आंशिक रूप से कच्चे लोहे के खोल से ढके हुए हैं, जो उनके लिए बहुत तंग निकला, क्योंकि बर्फ उस पानी की तुलना में अधिक जगह लेता है जहां से यह निकलता है प्राप्त हुई थी। आप अच्छी तरह जानते हैं कि बर्फ पानी पर तैरती है; यदि सर्दियों में किसी लड़के के नीचे बर्फ टूट जाती है और वह पानी में गिर जाता है, तो वह बर्फ पर तैरने वाली नाव पर चढ़ने की कोशिश करता है जो उसे सहारा देगी। बर्फ क्यों तैरती है? सोचें, और आपको शायद एक स्पष्टीकरण मिलेगा: बर्फ बड़ी है जिस पानी से यह आता है उसकी मात्रा की तुलना में यह निकलता है; इसलिए बर्फ हल्की होती है और पानी भारी होता है।
चावल। 12.
आइए अब पानी पर गर्मी के प्रभाव पर लौटते हैं। इस टिन सिलेंडर से निकल रही भाप की धारा को देखो! जाहिर है, भाप इसे पूरी तरह से भर देती है, क्योंकि यह वहां से ऐसे ही निकलती है। लेकिन अगर गर्मी के माध्यम से हम पानी को भाप में बदल सकते हैं, तो ठंड के माध्यम से हम भाप को तरल अवस्था में लौटा सकते हैं। आइए एक गिलास या कोई अन्य ठंडी वस्तु लें और इसे भाप की इस धारा के ऊपर रखें - देखें कि यह कैसे तेजी से धुंधली हो जाती है! जब तक कांच गर्म नहीं हो जाता, तब तक यह भाप को पानी में संघनित करता रहेगा - अब यह इसकी दीवारों से नीचे बहता है।
मैं आपको वाष्प अवस्था से पानी को वापस तरल अवस्था में संघनित करने का एक और प्रयोग दिखाऊंगा। आप पहले ही देख चुके हैं कि मोमबत्ती के दहन का एक उत्पाद जलवाष्प है। हमने इसे तरल रूप में प्राप्त किया, जिससे यह ठंडे मिश्रण के साथ कप के निचले भाग में जम गया। आपको ऐसे परिवर्तनों की अनिवार्यता दिखाने के लिए, मैं इस टिन सिलेंडर की गर्दन को पेंच कर दूंगा, जो अब, जैसा कि आपने देखा है, भाप से भरा हुआ है। आइए देखें कि क्या होता है जब हम सिलेंडर के बाहरी हिस्से को ठंडा करते हैं और इस तरह जलवाष्प को तरल अवस्था में लौटने के लिए मजबूर करते हैं। (व्याख्याता सिलेंडर पर ठंडा पानी डालता है, और तुरंत उसकी दीवारें अंदर की ओर दब जाती हैं।)आप देखिए क्या हुआ.
यदि मैं, गर्दन में पेंच लगाने के बाद, सिलेंडर को गर्म करना जारी रखता, तो यह भाप के दबाव से फट जाता, और जब भाप तरल अवस्था में लौटती है, तो सिलेंडर कुचल जाता है, क्योंकि इसके अंदर एक खाली जगह बन जाती है। भाप के संघनन का परिणाम. जहाज को रास्ता देने के लिए मजबूर किया जाता है, उसकी दीवारें अंदर की ओर दब जाती हैं; इसके विपरीत, यदि भाप वाले पेंचदार सिलेंडर को और गर्म किया जाता, तो वे अंदर से फट जाते। मैं आपका ध्यान इस तथ्य की ओर आकर्षित करने के लिए आपको ये प्रयोग दिखा रहा हूं कि इन सभी मामलों में पानी का किसी अन्य पदार्थ में कोई परिवर्तन नहीं होता है: वह पानी ही बना रहता है।
चावल। 13.
आप कल्पना करते हैं कि जब पानी गैसीय अवस्था में बदल जाता है तो उसका आयतन कितना बढ़ जाता है? इस घन को देखो (घन फुट दर्शाता है), और उसके बगल में एक घन इंच है।
उनका आकार एक जैसा है और वे केवल आयतन में भिन्न हैं। अब, एक घन इंच पानी पूरे घन फुट भाप में बदलने के लिए पर्याप्त है। और इसके विपरीत, ठंड की क्रिया के कारण, भाप की यह बड़ी मात्रा इतनी कम मात्रा में पानी में संपीड़ित हो जाएगी... (इसी समय कच्चे लोहे की एक बोतल फट जाती है।)
हाँ! हमारी एक बोतल फट गई - देखो, इसके साथ एक इंच चौड़ी दरार है। (फिर एक और बोतल टूट जाती है और ठंडा करने वाला मिश्रण सभी दिशाओं में बिखर जाता है।)तो दूसरी बोतल फूट गयी; यह बर्फ से फट गया था, हालाँकि ढलवाँ लोहे की दीवारें लगभग आधा इंच मोटी थीं। जल में इस प्रकार का परिवर्तन सदैव होता रहता है; यह मत सोचिए कि उन्हें आवश्यक रूप से कृत्रिम रूप से प्रेरित करने की आवश्यकता है। यह केवल अब है कि हमें वास्तविक लंबी और कठोर सर्दी के बजाय इन बोतलों के आसपास संक्षेप में एक छोटे पैमाने की सर्दी बनाने के लिए ऐसे साधनों का उपयोग करना पड़ा है। लेकिन यदि आप कनाडा या सुदूर उत्तर में जाते हैं, तो आप पाएंगे कि वहां का बाहरी तापमान पानी पर वही प्रभाव पैदा करने के लिए पर्याप्त है जो हमने यहां अपने शीतलन मिश्रण के साथ हासिल किया था।
हालाँकि, आइए अपने तर्क पर लौटते हैं। अत: जल के साथ होने वाला कोई भी परिवर्तन अब हमें गुमराह नहीं कर सकता। पानी हर जगह एक ही पानी है, चाहे वह समुद्र से आता हो या मोमबत्ती की लौ से। तो फिर, वह पानी कहाँ है जो हमें मोमबत्ती से मिलता है? इस सवाल का जवाब देने के लिए मुझे थोड़ा आगे बढ़ना होगा. यह बिल्कुल स्पष्ट है कि यह पानी आंशिक रूप से मोमबत्ती से आता है - लेकिन क्या यह पहले मोमबत्ती में था? नहीं, मोमबत्ती में न तो पानी था और न ही मोमबत्ती जलने के लिए आवश्यक आसपास की हवा में। पानी उनकी परस्पर क्रिया से उत्पन्न होता है: एक घटक मोमबत्ती से लिया जाता है, दूसरा हवा से। यह वह है जिसे अब हमें पूरी तरह से समझने के लिए पता लगाना चाहिए कि जब मोमबत्ती हमारे सामने मेज पर जलती है तो उसमें होने वाली रासायनिक प्रक्रियाएं क्या होती हैं।
हम वहाँ कैसे पहुँचेंगे? मैं कई तरीके जानता हूं, लेकिन मैं चाहता हूं कि जो मैंने आपको पहले ही बताया है, उस पर विचार करके आप स्वयं इसका पता लगाएं।
मुझे लगता है कि आप इस तरह कुछ समझ सकते हैं। आज के व्याख्यान की शुरुआत में, हमने एक निश्चित पदार्थ के बारे में बात की, जिसकी पानी के साथ होने वाली अनोखी प्रतिक्रिया की खोज सर हम्फ्री डेवी ने की थी।
मैं पोटेशियम के साथ प्रयोग को दोबारा दोहराकर आपको इस प्रतिक्रिया की याद दिलाऊंगा। इस पदार्थ को बहुत सावधानी से संभालना चाहिए: आखिरकार, अगर पानी की एक बूंद भी पोटेशियम के टुकड़े पर गिरती है, तो यह जगह तुरंत आग पकड़ लेगी, और इससे, बशर्ते हवा की मुफ्त पहुंच हो, पूरा टुकड़ा जल्दी से आग पकड़ लेगा . तो, पोटेशियम एक सुंदर चमकदार चमक वाली धातु है, जो हवा में और, जैसा कि आप जानते हैं, पानी में तेजी से बदलती है। मैंने फिर से पोटेशियम का एक टुकड़ा पानी पर डाला - आप देखेंगे कि यह कितनी अद्भुत तरीके से जलता है, एक प्रकार का तैरता हुआ दीपक बनाता है और दहन के लिए हवा के बजाय पानी का उपयोग करता है।
अब पानी में कुछ लोहे का बुरादा या कतरन डालें। हम पाएंगे कि उनमें भी बदलाव आ रहे हैं। वे इस पोटेशियम जितना नहीं बदलते हैं, लेकिन कुछ हद तक समान तरीके से: वे जंग खा जाते हैं और पानी पर कार्य करते हैं, हालांकि इस अद्भुत धातु जितनी तीव्रता से नहीं, लेकिन, सामान्य तौर पर, पानी के साथ उनकी प्रतिक्रिया उसी प्रकृति की होती है जैसे और पोटेशियम प्रतिक्रिया. अपने मन में इन विभिन्न तथ्यों की तुलना करें। यहाँ एक और धातु है - जस्ता; आपको इसकी जलने की क्षमता के बारे में आश्वस्त होने का अवसर मिला जब मैंने आपको दिखाया कि जब यह जलता है, तो एक ठोस पदार्थ प्राप्त होता है। मेरा मानना है कि यदि आप अब जस्ता की एक संकीर्ण छीलन लेते हैं और इसे मोमबत्ती की लौ पर रखते हैं, तो आप एक घटना देखेंगे, ऐसा कहा जा सकता है, पानी पर पोटेशियम के दहन और लोहे की प्रतिक्रिया के बीच - एक विशेष प्रकार का दहन होगा घटित होना। जस्ता जल गया और सफेद राख रह गई। तो, हम देखते हैं कि धातुएँ जलती हैं और पानी पर कार्य करती हैं।
कदम दर कदम, हमने इन विभिन्न पदार्थों के प्रभावों को नियंत्रित करना और उन्हें अपने बारे में बताना सीख लिया है। आइए हार्डवेयर से शुरू करें। सभी रासायनिक प्रतिक्रियाओं में एक बात समान होती है: वे गर्म करने से तीव्र होती हैं। इसलिए, यदि हमें निकायों की अंतःक्रिया का विस्तार से और सावधानीपूर्वक अध्ययन करने की आवश्यकता है तो हमें अक्सर गर्मी का उपयोग करना पड़ता है। आप शायद पहले से ही जानते हैं कि लोहे का बुरादा हवा में अच्छी तरह से जलता है, लेकिन मैं अब भी अनुभव के माध्यम से आपको यह दिखाऊंगा, ताकि आप दृढ़ता से समझ सकें कि पानी पर लोहे के प्रभाव के बारे में मैं आपको क्या बताने जा रहा हूं। आइए एक बर्नर लें और उसकी लौ को खोखला कर दें - आप पहले से ही जानते हैं कि क्यों: मैं लौ में और अंदर से हवा लाना चाहता हूं। फिर हम एक चुटकी लोहे का बुरादा लेंगे और उसे आंच में डाल देंगे. देखो वे कितनी अच्छी तरह जलते हैं। यह वह रासायनिक प्रतिक्रिया है जो तब होती है जब हम इन लौह कणों को प्रज्वलित करते हैं।
आइए अब इन विभिन्न प्रकार की अंतःक्रियाओं को देखें और जानें कि पानी से मिलने पर लोहा क्या करेगा। यह हमें यह सब स्वयं बताएगा, और इतने मनोरंजक और व्यवस्थित तरीके से कि मुझे यकीन है कि आपको बहुत आनंद मिलेगा।
चावल। 14.
यहां मेरे पास एक स्टोव है जिसमें बंदूक की बैरल की तरह एक लोहे की ट्यूब चलती है। मैंने इस नली में चमकदार लोहे का बुरादा भर दिया और इसे आग पर रख दिया ताकि यह लाल गर्म हो जाये। इस ट्यूब के माध्यम से हम या तो हवा पास कर सकते हैं ताकि यह लोहे के संपर्क में आ सके, या इस छोटे बॉयलर से भाप, इसे ट्यूब के अंत से जोड़ सकते हैं।
यहां एक वाल्व है जो जल वाष्प को ट्यूब में प्रवेश करने से तब तक रोकता है जब तक हमें इसे अंदर जाने की आवश्यकता नहीं होती।
इन बर्तनों में पानी है, जिसे मैंने नीला कर दिया है ताकि तुम और अच्छी तरह देख सको कि क्या होगा.
आप पहले से ही अच्छी तरह से जानते हैं कि यदि यह जलवाष्प है जो इस ट्यूब से निकलता है, तो पानी में प्रवाहित होने पर यह निश्चित रूप से गाढ़ा हो जाएगा; आख़िरकार, आप आश्वस्त हैं कि भाप, ठंडी होने पर, गैसीय अवस्था में नहीं रह सकती; इस टिन सिलेंडर के साथ हमारे प्रयोग में, आपने देखा कि कैसे भाप को एक छोटी मात्रा में संपीड़ित किया गया था, और परिणाम यह हुआ कि जिस सिलेंडर में भाप थी वह विकृत हो गया था। इस प्रकार, अगर मैं इस ट्यूब के माध्यम से भाप प्रवाहित करना शुरू कर दूं, और यह ठंडा था, तो भाप पानी में संघनित हो जाएगी; इसीलिए जो प्रयोग मैं अब आपको दिखाने जा रहा हूं उसे करने के लिए ट्यूब को गर्म किया जाता है। मैं छोटे-छोटे हिस्सों में भाप को ट्यूब में आने दूँगा, और जब आप इसे ट्यूब के दूसरे छोर से बाहर आते हुए देखेंगे, तो आप स्वयं निर्णय कर सकेंगे कि यह भाप बनी रहेगी या नहीं।
इसलिए, यदि तापमान कम कर दिया जाए तो भाप आवश्यक रूप से पानी में बदल जाती है। लेकिन यह गैस, जो एक गर्म ट्यूब से आती है और जिसका तापमान मैंने पानी के माध्यम से प्रवाहित करके कम किया है, एक जार में इकट्ठा हो जाती है और पानी में नहीं बदलती है। मैं इस गैस का एक और परीक्षण करूँगा। (जार को उल्टा रखना है, नहीं तो हमारा पदार्थ उसमें से उड़ जाएगा।)
मैं कैन के खुले हिस्से में रोशनी लाता हूं, हल्की सी आवाज के साथ गैस जल उठती है। इससे यह स्पष्ट है कि यह जलवाष्प नहीं है - आख़िर भाप आग को बुझा देती है, लेकिन जला नहीं सकती - लेकिन यहाँ आपने अभी देखा कि जार की सामग्री जल रही थी। यह पदार्थ मोमबत्ती की लौ में प्राप्त पानी और किसी अन्य मूल के पानी दोनों से प्राप्त किया जा सकता है। जब जलवाष्प पर लोहे की क्रिया से यह गैस उत्पन्न होती है, तो लोहा बिल्कुल उसी स्थिति में आ जाता है, जिसमें ये लोहे के बुरादे जलने पर पाए जाते थे। यह प्रतिक्रिया लोहे को पहले की तुलना में भारी बना देती है। यदि ट्यूब में बचे हुए लोहे को गर्म किया जाए और हवा या पानी तक पहुंच के बिना फिर से ठंडा किया जाए, तो इसका द्रव्यमान नहीं बदलता है। लेकिन जब हमने इन लोहे की छीलन के माध्यम से जलवाष्प की एक धारा प्रवाहित की, तो लोहा पहले की तुलना में भारी हो गया: इसने भाप में से कुछ को अपने साथ जोड़ लिया और कुछ और को गुजरने दिया, जो कि हम इस जार में देखते हैं।
और अब, चूँकि हमारे पास अभी भी इस गैस का पूरा जार है, मैं आपको एक बहुत ही दिलचस्प चीज़ दिखाऊंगा। यह गैस ज्वलनशील है, इसलिए मैं तुरंत इस जार की सामग्री में आग लगा सकता हूं और आपको इसकी ज्वलनशीलता साबित कर सकता हूं; लेकिन अगर मैं सफल हुआ तो मैं आपको कुछ और दिखाने का इरादा रखता हूं। सच तो यह है कि जो पदार्थ हमें प्राप्त हुआ वह बहुत हल्का है। जलवाष्प संघनित होता है, लेकिन यह पदार्थ संघनित नहीं होता है और यह हवा में बह जाता है। चलो एक और जार लेते हैं, खाली, यानी जिसमें हवा के अलावा कुछ भी नहीं है; जलती हुई किरच से इसकी सामग्री की जांच करके, आप आश्वस्त हो सकते हैं कि वास्तव में इसमें और कुछ नहीं है। अब मैं हमारे द्वारा निकाली गई गैस से भरा एक जार लूंगा और इसे ऐसे समझूंगा जैसे कि यह कोई हल्का पदार्थ हो: दोनों जार को उल्टा पकड़कर, मैं एक को दूसरे के नीचे लाऊंगा और इसे पलट दूंगा। अब उस जार में क्या है जिसमें भाप से निकाली गई गैस थी? आप देख सकते हैं कि अब वहां सिर्फ हवा है. और यहां? देखो, यहाँ एक ज्वलनशील पदार्थ है, जिसे मैंने उस मर्तबान से इस प्रकार इस मर्तबान में डाला है। गैस ने अपनी गुणवत्ता, स्थिति और विशेषताओं को बरकरार रखा है - यह हमारे विचार के लिए और भी अधिक योग्य है क्योंकि यह एक मोमबत्ती से प्राप्त होती है।
चावल। 15.
वही पदार्थ जो हमने भाप या पानी पर लोहे की क्रिया से प्राप्त किया है, वह उन अन्य पदार्थों की मदद से भी प्राप्त किया जा सकता है, जो, जैसा कि आप पहले ही देख चुके हैं, पानी पर इतनी ऊर्जावान रूप से कार्य करते हैं। यदि आप पोटेशियम का एक टुकड़ा लेते हैं, तो, सब कुछ ठीक से व्यवस्थित करके, आप यही गैस प्राप्त कर सकते हैं। यदि, पोटेशियम के बजाय, हम जस्ता का एक टुकड़ा लेते हैं, तो, इसकी बहुत सावधानी से जांच करने पर, हम पाएंगे कि जस्ता, पोटेशियम की तरह, लंबे समय तक पानी पर कार्य नहीं कर सकता है, इसका मुख्य कारण यह है कि नीचे पानी के प्रभाव से जिंक एक प्रकार की सुरक्षात्मक परत से ढक जाता है। दूसरे शब्दों में, यदि हम अपने बर्तन में केवल जस्ता और पानी रखते हैं, तो वे अपने आप परस्पर क्रिया नहीं करेंगे और हमें परिणाम नहीं मिलेंगे।
क्या होगा अगर मैं सुरक्षात्मक परत, यानी वह पदार्थ जो हमारे साथ हस्तक्षेप कर रहा है, को घोलकर धो दूं? इसके लिए मुझे थोड़ा एसिड चाहिए; और जैसे ही मैंने ऐसा किया, मैंने देखा कि जस्ता पानी पर बिल्कुल लोहे की तरह ही कार्य करता है, लेकिन सामान्य तापमान पर। एसिड बिल्कुल भी नहीं बदलता है सिवाय इसके कि यह परिणामी जिंक ऑक्साइड के साथ मिल जाता है। इसलिए मैं बर्तन में थोड़ा सा एसिड डालता हूं - परिणाम ऐसा होता है मानो वह उबल रहा हो।
चावल। 16.
जो चीज़ जलवाष्प नहीं है वह बड़ी मात्रा में जस्ता से अलग हो जाती है। यहाँ इस गैस की एक पूरी कैन है। आप देख सकते हैं कि जब तक मैं जार को उल्टा पकड़ता हूं, उसमें बिल्कुल वही ज्वलनशील पदार्थ होता है जो मैंने लोहे के पाइप के साथ प्रयोग में प्राप्त किया था। पानी से हमें वही पदार्थ मिलता है जो मोमबत्ती में होता है।
आइए अब इन दोनों तथ्यों के बीच स्पष्ट रूप से संबंध का पता लगाएं। यह गैस हाइड्रोजन है, एक ऐसा पदार्थ जिसे हम रासायनिक तत्व कहते हैं क्योंकि उन्हें उनके घटक भागों में विभाजित नहीं किया जा सकता है। एक मोमबत्ती एक प्राथमिक निकाय नहीं है, क्योंकि इससे हम कार्बन, साथ ही हाइड्रोजन, या कम से कम उस पानी से प्राप्त कर सकते हैं जो यह उत्सर्जित करता है। इस गैस को हाइड्रोजन कहा जाता है क्योंकि यह एक ऐसा तत्व है जो दूसरे तत्व के साथ मिलकर पानी बनाता है।
श्री एंडरसन को पहले ही इस गैस के कई डिब्बे मिल चुके हैं। हमें इसके साथ कुछ प्रयोग करने हैं, और मैं आपको दिखाना चाहता हूं कि उन्हें सर्वोत्तम तरीके से कैसे किया जाए। मैं आपको यह सिखाने से नहीं डरता: आखिरकार, मैं चाहता हूं कि आप स्वयं प्रयोग करें, लेकिन इस शर्त पर कि आप इन्हें सावधानीपूर्वक और सावधानी से और अपने परिवार की सहमति से करें। जैसे-जैसे हम रसायन विज्ञान के अध्ययन में आगे बढ़ते हैं, हमें ऐसे पदार्थों से निपटने के लिए मजबूर होना पड़ता है जो गलत जगह पर पहुंच जाने पर काफी हानिकारक हो सकते हैं। इस प्रकार, जिन एसिड, आग और ज्वलनशील पदार्थों का हम यहां उपयोग करते हैं, यदि लापरवाही से उपयोग किया जाए तो वे नुकसान पहुंचा सकते हैं।
यदि आप हाइड्रोजन का उत्पादन करना चाहते हैं, तो आप जिंक के टुकड़ों में एसिड - सल्फ्यूरिक या हाइड्रोक्लोरिक - डालकर इसे आसानी से प्राप्त कर सकते हैं। यहां देखें कि पुराने दिनों में जिसे "दार्शनिक मोमबत्ती" कहा जाता था: यह एक स्टॉपर वाली एक बोतल है जिसके माध्यम से एक ट्यूब गुजरती है। मैंने इसमें जिंक के कुछ छोटे टुकड़े डाले। यह उपकरण अब हमारी अच्छी सेवा करेगा, क्योंकि मैं आपको दिखाना चाहता हूं कि आप घर पर हाइड्रोजन का उत्पादन कर सकते हैं और अपने विवेक से इसके साथ कुछ प्रयोग कर सकते हैं। अब मैं आपको समझाऊंगा कि क्यों मैं इतनी सावधानी से इस बोतल को लगभग भर देता हूं, लेकिन फिर भी पूरी नहीं भरता। यह सावधानी इस तथ्य के कारण है कि परिणामी गैस (जो, जैसा कि आपने देखा है, बहुत ज्वलनशील है) हवा के साथ मिश्रित होने पर अत्यधिक विस्फोटक होती है, और यदि आप सभी ट्यूबों से पहले इस ट्यूब के अंत में आग लाते हैं तो इससे परेशानी हो सकती है। ऊपर के शेष भाग से वायु निष्कासित हो चुकी थी।अंतरिक्ष का जल। मैं वहां सल्फ्यूरिक एसिड डालूंगा। मैंने पानी के साथ बहुत कम जिंक और अधिक सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग किया, क्योंकि मुझे कुछ समय के लिए काम करने के लिए हमारे उपकरण की आवश्यकता है। इसलिए, मैं जानबूझकर घटकों के अनुपात का चयन करता हूं ताकि गैस उचित मात्रा में उत्पन्न हो - न बहुत जल्दी और न बहुत धीरे।
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अब गिलास लें और इसे ट्यूब के सिरे पर उल्टा पकड़ें; मुझे उम्मीद है कि हाइड्रोजन, इसके हल्केपन के कारण, कुछ समय तक इस ग्लास से वाष्पित नहीं होगा। अब हम कांच की सामग्री की जांच करेंगे कि इसमें हाइड्रोजन है या नहीं। मुझे लगता है कि यह कहने में मुझसे गलती नहीं होगी कि हमने इसे पहले ही पकड़ लिया है। (व्याख्याता हाइड्रोजन के जार में एक जलता हुआ टुकड़ा लाता है।)ठीक है, आप देखिए, ऐसा ही है। अब मैं स्प्लिंटर को ट्यूब के अंत तक लाऊंगा। तो हाइड्रोजन जलती है, यहाँ हमारी "दार्शनिक मोमबत्ती" है।
आप कह सकते हैं कि इसकी लौ कमजोर है, बेकार है, लेकिन यह इतनी गर्म है कि यह संभव नहीं है कि कोई भी सामान्य लौ इतनी गर्मी दे सके। यह समान रूप से जलती रहती है, और अब मैं उपकरण लगाऊंगा ताकि हम जांच कर सकें कि इस लौ से क्या निकलेगा, और इस तरह से प्राप्त जानकारी का उपयोग करें। चूंकि मोमबत्ती पानी पैदा करती है, और यह गैस पानी से प्राप्त होती है, आइए देखें कि दहन के समय यह हमें क्या देगा, अर्थात उसी प्रक्रिया में जो मोमबत्ती हवा में जलने पर हुई थी। इस प्रयोजन के लिए, मैं अपने फ्लास्क को इस उपकरण के नीचे रखता हूं ताकि दहन से उत्पन्न होने वाली हर चीज को इसमें संघनित किया जा सके। थोड़े समय के बाद आप देखेंगे कि इस सिलेंडर में कोहरा दिखाई देने लगेगा और दीवारों से पानी बहने लगेगा। हाइड्रोजन लौ से प्राप्त पानी सभी परीक्षणों में बिल्कुल उसी तरह व्यवहार करेगा जैसे पहले प्राप्त पानी: आखिरकार, इसके उत्पादन का सामान्य सिद्धांत वही है।
चावल। 18.
हाइड्रोजन एक दिलचस्प पदार्थ है. यह इतना हल्का है कि यह वस्तुओं को ऊपर की ओर ले जा सकता है; यह हवा से बहुत हल्का है, और शायद, मैं आपको इसे एक प्रयोग में दिखा सकता हूं जिसे आप में से कुछ लोग, शायद, अगर आप समझ जाएं तो दोहरा सकेंगे। यहाँ हमारा जार है - हाइड्रोजन का एक स्रोत, और यहाँ साबुन का पानी है। मैं जार में एक रबर ट्यूब जोड़ता हूं, जिसके दूसरे छोर पर एक धूम्रपान पाइप है। इसे साबुन के पानी में डुबाकर मैं हाइड्रोजन से भरे साबुन के बुलबुले उड़ा सकता हूं। देखो, जब मैं अपनी सांस से बुलबुले उड़ाता हूं तो वे हवा में नहीं रहते, गिर जाते हैं। अब जब मैं बुलबुलों को हाइड्रोजन से भरता हूं तो अंतर पर ध्यान दें। (तब व्याख्याता ने हाइड्रोजन के साथ साबुन के बुलबुले उड़ाना शुरू कर दिया, और वे हॉल की छत पर उड़ गए।)आप देखिए, इससे पता चलता है कि हाइड्रोजन कितना हल्का है, क्योंकि यह अपने साथ न केवल एक साधारण साबुन का बुलबुला, बल्कि उससे लटकती एक बूंद भी लेकर आता है।
कोई भी हाइड्रोजन की हल्कीता को और भी अधिक ठोस रूप से साबित कर सकता है - यह इनसे कहीं अधिक बड़े बुलबुले उठाने में सक्षम है: आखिरकार, पुराने दिनों में गुब्बारे भी हाइड्रोजन से भरे होते थे। श्री एंडरसन अब इस ट्यूब को हमारे हाइड्रोजन के स्रोत से जोड़ देंगे, और हमारे पास यहां से हाइड्रोजन की एक धारा निकलेगी, ताकि हम इस कोलोडियन बॉल को फुला सकें। मुझे पहले इसमें से सारी हवा निकालने की भी ज़रूरत नहीं है: मुझे पता है कि हाइड्रोजन इसे वैसे भी ऊपर ले जा सकता है। (यहां दो गुब्बारे फुलाए गए और उड़ गए: एक स्वतंत्र था, दूसरा बंधा हुआ था।)यहाँ एक और है, बड़ा, पतली फिल्म से बना; हम इसे भरेंगे और इसे उठने का अवसर देंगे। आप देखेंगे कि सभी गोले तब तक ऊपर ही बने रहेंगे जब तक उनमें से गैस वाष्पित न हो जाए।
इन पदार्थों - पानी और हाइड्रोजन का द्रव्यमान अनुपात क्या है? टेबल पर एक नजर डालें. यहां मैंने पिंट और क्यूबिक फुट को क्षमता के माप के रूप में लिया है, और उनके सामने संबंधित आंकड़े रखे हैं। एक पिंट हाइड्रोजन का द्रव्यमान एक अनाज का 3/4 होता है, जो द्रव्यमान की हमारी सबसे छोटी इकाई है, और इसके एक घन फुट का द्रव्यमान 1/12 औंस होता है, जबकि एक पिंट पानी का द्रव्यमान 8,750 अनाज होता है, और एक घन फुट पानी का द्रव्यमान लगभग एक हजार औंस होता है। इस प्रकार आप देख सकते हैं कि एक घन फुट पानी और हाइड्रोजन के द्रव्यमान के बीच कितना बड़ा अंतर है।
न तो इसके दहन के दौरान और न ही दहन उत्पाद के रूप में हाइड्रोजन कोई ऐसा पदार्थ उत्पन्न करता है जो ठोस बन सके। जलाने पर यह केवल पानी उत्पन्न करता है। हाइड्रोजन लौ के ऊपर एक ठंडा गिलास धूमिल हो जाता है और ध्यान देने योग्य मात्रा में पानी तुरंत निकल जाता है। जब हाइड्रोजन जलती है, तो उसी पानी के अलावा कुछ भी नहीं निकलता है जैसा आपने मोमबत्ती की लौ से निकलता देखा था। एक महत्वपूर्ण परिस्थिति याद रखें: हाइड्रोजन प्रकृति में एकमात्र ऐसा पदार्थ है जो जलने पर केवल पानी पैदा करता है।
और अब हमें पानी क्या है इसके अतिरिक्त प्रमाण खोजने की कोशिश करने की जरूरत है, और इसके लिए मैं आपको थोड़ा रोकूंगा ताकि आप अगले व्याख्यान में हमारे विषय के लिए अधिक तैयार होकर आएं। हम जिंक की व्यवस्था कर सकते हैं - जो, जैसा कि आपने देखा है, एक एसिड की मदद से पानी पर कार्य करता है - ताकि सारी ऊर्जा वहीं प्राप्त हो जहां हमें इसकी आवश्यकता हो। मेरे पीछे एक वोल्टाइक पोल है, और आज के व्याख्यान के अंत में मैं आपको दिखाऊंगा कि यह क्या कर सकता है ताकि आप जान सकें कि अगली बार हम किससे निपटेंगे। यहां मेरे हाथों में बैटरी से करंट संचारित करने वाले तारों के सिरे हैं; मैं उन्हें पानी पर कार्रवाई करने के लिए मजबूर कर दूंगा।'
हम पहले ही पोटेशियम, जस्ता और लोहे के बुरादे की दहन शक्ति देख चुके हैं, लेकिन इनमें से कोई भी पदार्थ इतनी ऊर्जा प्रदर्शित नहीं करता है। (यहां व्याख्याता विद्युत बैटरी से आने वाले तारों के सिरों को जोड़ता है, और एक उज्ज्वल फ्लैश उत्पन्न होता है।)यह प्रकाश बैटरी बनाने वाले चालीस जिंक सर्कल की प्रतिक्रिया से उत्पन्न होता है। यह वह ऊर्जा है जिसे मैं इन तारों की मदद से अपनी इच्छानुसार अपने हाथों में पकड़ सकता हूं, हालांकि यह मुझे एक पल में नष्ट कर देगी अगर मैंने गलती से इस ऊर्जा को खुद पर लागू कर दिया: आखिरकार, यह बेहद तीव्र है, और ऊर्जा की वह मात्रा जो आपके पाँच तक गिनने से पहले ही यहाँ निकल आती है (व्याख्याता खंभों को फिर से जोड़ता है और विद्युत निर्वहन दिखाता है), इतना महान कि यह संयुक्त रूप से कई तूफानों की ऊर्जा के बराबर है। और आपको इस ऊर्जा की तीव्रता के बारे में आश्वस्त करने के लिए, मैं उन तारों के सिरों को जोड़ दूंगा जो बैटरी से ऊर्जा को स्टील फ़ाइल में संचारित करते हैं, और शायद मैं इस तरह से फ़ाइल को जलाने में सक्षम हो जाऊंगा। इस ऊर्जा का स्रोत एक रासायनिक प्रतिक्रिया है। अगली बार मैं इस ऊर्जा को पानी में लागू करूंगा और आपको दिखाऊंगा कि हमें क्या परिणाम मिलते हैं।
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