Încălzirea sobelor în Ucraina, după cum se spune, se confruntă cu o renaștere. Motivele acestui fenomen sunt clare, fără nicio explicație. De aceea, inovatorul de la Harkov, Oleg Petrik, a propus utilizarea tehnologiilor centralelor termice pe cărbune pulverizat pentru a crește eficiența sobelor de acasă, iar pentru aceasta nu este deloc necesar să aveți abilitățile unui mecanic cu experiență.
Cum puteți crește eficiența unei sobe pe cărbune (pe lemne) sau a unui cazan cu combustibil solid fără a utiliza resurse suplimentare de energie.
Principiul de funcționare al tehnologiei este destul de simplu: apa din rezervor (generator de abur) este transformată în abur la o temperatură ridicată (400 - 500 C) și furnizată direct la flacără, acționând ca un fel de catalizator de ardere, crescând productivitatea instalatiei de incalzire.
Pentru a crea un sistem de raționalizare, veți avea nevoie de: un generator de abur, care este fabricat din mijloace improvizate (o canistra sau o tigaie, de preferință din oțel inoxidabil, va fi suficientă; chiar și un vechi moonshine încă poate fi folosit). Un mamelon de la o anvelopă de mașină este tăiat în recipient. De asemenea, veți avea nevoie de aproximativ o jumătate de metru de furtun de oxigen și aproximativ un metru și jumătate de tub, de preferință din oțel inoxidabil cu pereți subțiri și cu diametrul interior de 8 mm, din care este realizat supraîncălzitorul.
Potrivit supraîncălzitorului, aburul în stare încălzită intră printr-un orificiu din aragaz pe grătar. Un divizor de abur este montat la capătul tubului pentru a neutraliza zgomotul: tubul este tăiat în puțin mai puțin de jumătate cu o râșniță, în trepte de aproximativ 10 mm, se fac 7 - 10 tăieturi, apoi găurile sunt înfășurate cu o plasă. cu o fereastră din oțel inoxidabil de 20-30 microni în două sau trei straturi și se prinde de tub cu un fir cu diametrul de 1-1,5 mm.
Tubul de cauciuc de deasupra aragazului trebuie ridicat cu 20-30 de centimetri (nu este ridicat in fotografia prezentata). Deși o oarecare răcire a furtunului de oxigen are loc din cauza vaporilor de apă, acest lucru trebuie făcut din motive de siguranță la incendiu.
Pentru a accelera, la rândul său, producția de abur de către generatorul de abur, atunci când aprindeți lemn de foc, este necesar să turnați cel mult 200 ml de apă în recipient, acesta va fierbe în 5-8 minute și dispozitivul va fi începe să funcționeze la putere maximă. După aceasta, generatorul de abur poate fi umplut complet cu apă pentru funcționarea pe termen lung a cuptorului.
Creșterea productivității este de aproximativ 50% față de dispozitivele convenționale. Testele dispozitivului au arătat că puterea cuptorului în modul de funcționare a fost redusă la jumătate, adică de la 2 la 4 ore. Aceasta înseamnă că veți avea nevoie de jumătate din câte lemne pentru a aprinde soba. Completitudinea arderii combustibilului s-a îmbunătățit, fumul care iese din coș este practic invizibil, iar cantitatea de cenușă a scăzut semnificativ. Datorită creșterii prețurilor la resursele energetice, în special gazele naturale, o astfel de modernizare va deveni relevantă pentru mulți proprietari.
Desigur, soluția propusă necesită îmbunătățiri semnificative: este necesară automatizarea procesului de alimentare cu apă, optimizarea designului în sine etc. Cu toate acestea, opțiunea de „pompare” ieftină și rapidă a cuptorului folosind mijloace de bază care pot fi găsite în fiecare casă va ajuta mulți oameni să economisească mult și poate deveni, de asemenea, un impuls pentru dezvoltarea de noi tehnologii și nașterea de noi idei. .
Meșterul din Harkov are și o instalație experimentală cu o fereastră pentru arderea cărbunelui sau a lemnului într-o atmosferă de abur sau, așa cum o numește el, o „sobă cu hidrogen cu burtă”.
Referinţă. Aburul supraîncălzit este utilizat pe scară largă pentru a îmbunătăți eficiența turbinelor din centralele termice și a fost folosit la toate tipurile de locomotive încă de la începutul secolului trecut. Mai mult, au fost dezvoltate proiecte de reactoare nucleare în care o parte din canalele de proces ar trebui să fie utilizate pentru a supraîncălzi aburul înainte de a-l alimenta în turbine. Se știe că utilizarea unui supraîncălzitor poate crește semnificativ eficiența unei instalații de abur și poate reduce uzura componentelor acesteia.
Efectul adăugării apei în zona de ardere a fost studiat în legătură cu problema arderii suspensiilor apă-combustibil - suspensii de păcură și cărbune-apă (WCS), precum și în legătură cu problema reducerii emisiilor de oxizi de azot. . A avut loc în octombrie 1982. La întâlnirea de la Tokyo, o serie de rapoarte au prezentat date despre efectul înlocuirii combustibililor cu suspensii asupra formării NOx. Când se utilizează combustibil lichid sub formă de emulsii apă-combustibil, conținutul de NO x din gazele de ardere este de obicei redus cu 20-30%, iar conținutul de funingine este, de asemenea, redus semnificativ. Cu toate acestea, atunci când se adaugă 10% apă la păcură, randamentul cazanului scade cu 0,7%.
Constatările privind efectele injecției cu apă sau abur din mai multe studii pot fi împărțite în două grupuri. Unii cercetători susțin că chiar și o cantitate semnificativă de vapori de apă nu are un efect semnificativ asupra producției de oxizi de azot, în timp ce alții, dimpotrivă, indică eficacitatea acestei metode. Astfel, conform unor date, atunci când apa este injectată în dispozitivele de ardere ale cazanelor la arderea cărbunelui, păcurului și gazului, reducerea randamentului de oxizi de azot nu depășește 10%. Când apă a fost injectată într-o cantitate de 110% din consumul de combustibil (sau aproximativ 14% din consumul de aer) în partea periferică a pistoletului într-un cuptor echipat cu o duză de ulei cu o capacitate de 29 Gcal/h, conținutul a oxizilor de azot din produsele de ardere a scăzut cu doar 22%.
Este evident că atunci când se introduc abur sau apă în spatele zonei de formare a oxidului de azot, nu ar trebui să aibă niciun efect asupra formării NO. Dacă sunt introduse în amestecul aer-combustibil, acestea ar trebui să influențeze procesul de ardere și formarea de NO într-o măsură nu mai mică decât o cantitate de gaze recirculate de volum și conținut de căldură similare.
Se știe că vaporii de apă afectează viteza de propagare a flăcării în flăcările de hidrocarburi; prin urmare, aceștia pot influența cinetica formării oxizilor de azot și, chiar și atunci când sunt furnizați în miezul zonei de ardere în cantități mici, influențează semnificativ randamentul oxizilor.
Cercetările efectuate de P. Singh, efectuate pe o cameră de ardere experimentală a unei turbine cu gaz, au arătat că injectarea de apă în miezul zonei de ardere a combustibilului lichid reduce formarea de oxid de azot și funingine și adăugarea de abur la aerul de explozie reduce formarea de oxid de azot, dar crește emisia de monoxid de carbon și hidrocarburi. Când se injectează apă într-o cantitate de 50% din masa combustibilului lichid (6,5% din debitul de aer), este posibil să se reducă randamentul de oxizi de azot de 2 ori, atunci când se injectează 160% din apă - de aproximativ 6 ori. Injectare în focar 80 kg. de apă per 1 Gcal (9% din masa aerului) de gaz natural arse reduce emisia de oxizi de azot de la 0,66 la 0,22 g/m³, adică. De 3 ori. Astfel, introducerea aburului și a apei, din punctul de vedere al reducerii randamentului de oxizi de azot, este promițătoare. Cu toate acestea, trebuie avut în vedere faptul că introducerea de apă sau abur într-o cantitate mai mare de 5 - 6% din masa de aer furnizată arzătoarelor poate avea un impact negativ asupra completității arderii combustibilului și a performanței cazan. De exemplu, atunci când 12% abur (față de aer) a fost introdus în camera de ardere a unei turbine cu gaz, randamentul de monoxid de carbon a crescut de la 0,015 la 0,030%, iar hidrocarburile de la 0,001 la 0,0022%. Trebuie remarcat faptul că furnizarea de 9–10% abur a cazanului duce la o scădere a eficienței acestuia cu 4–5%.
Introducerea vaporilor de apă intensifică reacțiile de ardere și, mai ales, post-arderea CO datorită cantității suplimentare de radical hidroxil (OH):
Aparent, o scădere ușoară a formării de NO atunci când se furnizează abur sau apă în zona de ardere poate fi explicată prin:
a) o scădere a temperaturii maxime în zona de ardere;
b) reducerea timpului de rezidenta in zona de ardere datorita intensificarii arderii CO conform reactiei (1.9);
c) consumul de radical hidroxil în reacția (1.8);
Alimentarea cu abur sau apă în zona de ardere pentru a reduce formarea oxizilor de azot prezintă un interes considerabil pentru cercetători, în principal din cauza următoarelor circumstanțe:
– consum relativ redus de mediu și absența necesității de a construi conducte de diametru mare;
– un efect pozitiv nu numai asupra reducerii oxizilor de azot, ci și asupra arderii ulterioare a monoxidului de carbon și a 3,4-benzpirenului în torță;
– posibilitate de utilizare la arderea combustibililor solizi.
Injectarea umezelii sau a aburului în cuptor ca mijloc de reducere a emisiilor de NO x este simplă, ușor de controlat și are costuri de capital scăzute. La cazanele cu motorină, permite reducerea emisiilor de NO x cu 20 - 30%, dar necesită consum de căldură pentru formarea aburului și provoacă o creștere a pierderilor cu gazele de ardere. La arderea combustibilului solid, rezultatele sunt foarte nesemnificative. Trebuie remarcat faptul că eficacitatea suprimării oxidului de azot depinde foarte mult de metoda de alimentare cu apă în zona de ardere.
Implementarea practică a reducerii NO x prin injecție de abur
Academia Politehnică de Stat din Belarus, împreună cu Fabrica de zahăr Zhabinkovsky, a dezvoltat și implementat o soluție tehnică eficientă care, prin furnizarea de abur de la etanșările de capăt și scurgerile de la tijele supapelor automate de oprire și control ale TR-6-35/ 4 turbină la cazanele GM-50, reduce consumul specific de combustibil echivalent pentru generarea de energie electrică cu 0,9% (60 de tone de combustibil echivalent pe an), îmbunătățirea post-ardere a monoxidului de carbon (conform rezultatelor testelor) cu cel puțin 40% , reducerea concentrației emisiilor de oxid de azot cu 31,6% și cu distribuirea întregii cantități de etanșări cu abur pentru două cazane în funcțiune la sarcina lor nominală - în medie cu 20–21%.
În unitățile cu turbină de tip condensare (cu extracție controlată a aburului și fără deșeuri), aburul de la garniturile de etanșare este de obicei evacuat în răcitoarele de etanșare. Este posibil să conectați o conductă de aspirație a aburului de la camerele presetupei de etanșare a turbinei la un încălzitor de apă de rețea cu potențial scăzut sau un încălzitor de apă de completare. Dezavantajul unor astfel de instalații este o scădere a eficienței termice datorită deplasării aburului de extracție din încălzitorul regenerativ de joasă presiune în urma răcitorilor de etanșare (de-a lungul liniei de condens).
În unitățile de încălzire cu turbine, atunci când funcționează în modul normal și linia de recirculare a condensatorului este pornită, căldura aburului de etanșare se pierde cu apa de răcire a condensatorului.
În circuitele termice ale unităților de turbină puternice, o cantitate mare de aer intră cu abur din ultimele camere ale etanșărilor labirintului în prima treaptă a răcitorului de abur cu etanșare de capăt (OU), care se află sub un ușor vid. Astfel, într-o unitate de putere cu o capacitate de 300 MW, mai mult de 50% din aer în masă este aspirat în ea, iar în a doua etapă a OS conține deja mai mult de 70%. Între timp, se știe că atunci când conținutul de aer în abur este de 5% sau mai mult, condensarea aburului pe suprafața conductei are loc extrem de nesatisfăcător. La conectarea conductelor de aspirație a aburului de la etanșările turbinei la cuptorul cazanului, pe lângă abur, i se va furniza o cantitate semnificativă de aer, care este aruncată în atmosferă conform schemelor termice tradiționale. O astfel de reconstrucție ajută la creșterea eficienței cazanului.
În unitățile cu turbină cu contrapresiune, nu există o cale de încălzire a condensului; în consecință, nu există un OS în care condensul turbinei principale să poată fi încălzit. În absența unui consumator suplimentar de căldură, astfel de turbine funcționează prin emiterea de abur de etanșare în atmosferă. Acest lucru duce la o pierdere completă atât a lichidului de răcire îndepărtat din garnituri, cât și a căldurii conținute în acesta. Luând în considerare aburul cu potențial ridicat de la garniturile tijei supapei, temperatura aburului amestecului de aer eliberat în atmosferă, conform datelor experimentale, depășește temperatura gazelor de ardere din cazan cu 50-150 ºС. Includerea unor astfel de setări pare a fi cea mai eficientă.
Astfel, utilizarea unei soluții tehnice dezvoltate și testate care practic nu necesită costuri suplimentare de capital crește eficiența cazanelor, are un efect pozitiv asupra arderii ulterioare a unui amestec de carbon și benzo-a-piren în ardere și reduce emisiile. de impurități nocive în atmosferă.
Reducerea emisiilor de oxizi de azot din gazele de ardere ale cazanelor de la centralele termice se poate realiza și prin alimentarea vaporilor din dezaerator (în funcție de tipul dezaeratorului și de presiunea din acesta) în cuptorul cazanului (în conducta de aer cald sau în conducta de aer cald). colector de aspirație ventilator) fără a reduce randamentul instalației.
Recent, oamenii de știință din multe țări din lume au considerat apa drept o sursă de combustibil pentru viitor. Desigur, vorbeam despre hidrogen, pe care au încercat să îl obțină din apă în moduri diferite. S-au creat chiar și mașini experimentale, dar lucrurile nu au ajuns încă la utilizare în masă. Perspectiva trecerii la combustibilul cu hidrogen este, desigur, foarte tentantă. Doar un vis! Dar se pare că nu este destinat să devină realitate în viitorul apropiat.
Dar apa s-a arătat pe cealaltă parte, foarte pozitivă. Literal „curăță” flacăra arzătorului! Mai exact, nu apa în sine, ci vaporii de apă formați în timpul evaporării sale la temperaturi ridicate. Dintr-un simplu punct de vedere filistin, acest lucru pare incredibil.
În mintea noastră, apa și focul sunt antagoniști ireconciliabile. Și să-ți imaginezi că apa poate susține arderea, poate contribui la puritatea flăcării și, pe deasupra, crește temperatura de ardere a combustibilului este foarte dificil pentru mulți. Cu toate acestea, nu este nimic fantastic aici. Totul este explicat pur și simplu prin legile fizicii și chimiei.
Desigur, pentru a „forța” apa să intre, ca să spunem așa, în unire cu focul, aceasta trebuie inclusă în procesul de ardere în mod special, cu ajutorul unor dispozitive speciale. Și apoi vedem următoarea imagine: o flacără slabă și mocnitoare se transformă brusc într-o torță strălucitoare și curată. Funinginea dispare undeva. Focul cu adevărat „se transformă”, devine cumva zgomotos, vesel, scânteietor, aproape ca un artificii. Ce fel de miracole sunt, de fapt? Chiar era apa care avea ceva de-a face cu ea?
Apropo, pe internet puteți găsi multe imagini și videoclipuri care demonstrează astfel de miracole. Atitudinea multora dintre noi față de astfel de lucruri este destul de sceptică. „Ei bine, din nou niște magicieni amatori ne păcălesc”, mormăie neîncrezător spectatorul sever. Sincer să fiu, nu am crezut mult timp. De obicei, această atitudine față de ceea ce se vede este cauzată de faptul că oamenii care demonstrează astfel de „miracole” nu dau întotdeauna explicații clare pentru aceste procese. Prin urmare, un utilizator neexperimentat începe să-i suspecteze de șarlame. De foarte multe ori, aceste suspiciuni se intensifică tocmai pentru că omul obișnuit începe imediat să, aproximativ vorbind, să „vândă” un serviciu, însoțindu-l de comentarii fantastice. De aici vine scepticismul.
Cu toate acestea, nu cu mult timp în urmă, un „truc” similar mi-a fost demonstrat în laboratorul de transfer de căldură prin radiații de la Institutul de Termofizică SB RAS. După cum sa dovedit, Institutul efectuează cercetări în domeniul arderii hidrocarburilor lichide de mulți ani. Folosind dispozitive speciale de arzător, oamenii de știință explorează metode pentru așa-numita ardere fără funingine a combustibililor cu hidrocarburi. Ce înseamnă „fără funingine” este clar - atunci combustibilul arde fără funingine. Adică arde cu aceeași torță sclipitoare menționată mai sus. Această lanternă mi-a fost demonstrată clar pe un banc de testare special.
Focalizarea arată așa. Imaginați-vă un mic arzător cilindric metalic în care este aprins motorina. La început vezi flacăra galbenă obișnuită cu funingine. Nimic remarcabil - focul ca focul. Și atunci are loc o transformare „miraculoasă”: un alt obiect cilindric din oțel inoxidabil este introdus în corpul cilindric prin care iese flacăra - un generator de abur umplut cu apă și având o duză specială pentru eliberarea aburului supraîncălzit. Și de îndată ce torța începe să intre în contact cu acest abur, se „transformă” instantaneu: funinginea a dispărut, flacăra începe să scânteie și să facă zgomot. Scoatem generatorul de abur - și din nou focul obișnuit cu funingine. Introducem generatorul de abur - funinginea a dispărut, flacăra foșnește și scânteie. Acest lucru se repetă de mai multe ori.
Care este secretul unei astfel de transformări „miraculoase”? De fapt, nu există nici un miracol. Legi solide ale naturii.
Ideea este că arderea combustibilului cu hidrocarburi are loc aici la o concentrație mare de vapori de apă supraîncălziți. Când aburul care iese în contact cu o flacără, are loc așa-numita reacție de gazeificare a aburului. La ieșire, torța practic nu conține funingine.
În plus, după cum spun oamenii de știință, temperatura crește. Apa conținută în generatorul de abur este încălzită de o flacără convențională și apoi „curge” prin duză sub formă de abur supraîncălzit cu o temperatură de ieșire de 400 de grade C. Temperatura măsurată a pistoletului „curat” ajunge aici la 1500 de grade. ! Și asta în ciuda faptului că motorina obișnuită arde în aer la o temperatură de 1200 de grade C. Oamenii de știință încă nu au aflat de unde provin „gradele” suplimentare. Institutul de Termofizică încearcă să găsească o explicație pentru acest efect.
Întrebarea este cum are aburul supraîncălzit un efect atât de benefic asupra procesului de ardere? Se pare că acest lucru este explicat pur și simplu de legile chimiei. V-ați întrebat vreodată de ce reglementările împotriva incendiilor interzic stingerea produselor petroliere care arde cu apă? Faptul este că apa, căzând într-o flacără puternică, se evaporă, se supraîncălzi și în această stare „încălzită” reacționează cu carbonul. La temperaturi atât de ridicate, legăturile din molecula de apă sunt slăbite, iar carbonul pur și simplu „smulge” elementul de oxigen din el, intrând într-o reacție de oxidare cu acesta. Este exact aceeași funingine care se oxidează, care în condiții normale ar fi trebuit să se depună sub formă de funingine pe pereții camerelor de ardere și ai coșurilor de fum. Și gazul de sinteză arde deja. Acesta este tot secretul.
Institutul de Termofizică efectuează în prezent experimente cu diferite modele de astfel de arzătoare cu ardere fără funingine. Unul conține 25% vapori de apă, celălalt conține 30%.
Proiectantul principal al Laboratorului de transfer de căldură prin radiații, Mikhail Vigriyanov, afirmă: „Vă garantăm absolut că am realizat o combustie completă, s-ar putea spune, ideală a combustibilului”. Mai mult, această metodă de ardere în sine a fost deja patentată.
Important este că prin această metodă de ardere orice materie primă de hidrocarburi arde perfect. Chiar și de calitate scăzută. De exemplu, ulei de mașini uzat. De asemenea, puteți obține o torță strălucitoare „curată”. Astfel de experimente au fost deja efectuate. Cel mai interesant este că rezultatele obținute pot fi aplicate nu numai energiei. Ceea ce este mult mai interesant este că această metodă de ardere promite o revoluție în construcția motoarelor. Imaginați-vă o mașină sau un tractor, dintre care un rezervor este umplut cu apă obișnuită, iar celălalt rezervor cu țiței. Și nimic - motorul merge grozav și abia nu fumează. Există cu adevărat ceva fantastic în asta. Cu toate acestea, oamenii de știință nu au nicio îndoială că sunt destul de capabili să realizeze acest lucru.
Oleg Noskov
- Autentifică-te sau înregistrează-te pentru a posta comentarii
Oamenii de știință moderni sunt ferm convinși că apa nu poate arde - acest lucru pare să contrazică toate dogmele și canoanele fizicii teoretice. Cu toate acestea, faptele reale și practica spun contrariul!
Descoperirea a fost făcută de medicul de la Universitatea Erie, John Kanzius, în timp ce încerca să desalinizeze apa de mare folosind un generator de radiofrecvență pe care l-a dezvoltat pentru tratamentul tumorilor. În timpul experimentului, o limbă de flacără a izbucnit brusc din apa mării! Ulterior, un experiment similar de pe masă a fost efectuat de Rustum Roy, un bursier la Universitatea din Pennsylvania.
Fizica procesului de ardere a apei sărate, desigur, este în mare măsură neclară. Sarea este absolut necesară: „efectul Kansius” nu a fost încă observat în apa distilată.
Potrivit lui Kanzius și Roy, arderea are loc atâta timp cât apa se află în câmpul radio (adică atâta timp cât se mențin condiții favorabile pentru degradarea apei), se pot atinge temperaturi peste 1600 de grade Celsius. Temperatura flăcării și culoarea acesteia depind de concentrația de sare și alte substanțe dizolvate în apă.
Se crede că legătura covalentă dintre oxigen și hidrogen dintr-o moleculă de apă este foarte puternică și este nevoie de energie considerabilă pentru a o rupe. Un exemplu clasic de scindare a unei molecule de apă este electroliza, un proces destul de consumator de energie. Kanzius, însă, subliniază că în acest caz nu este vorba de electroliză, ci de un fenomen complet diferit. Nu este raportată ce frecvență a undelor radio este utilizată în dispozitiv. Unele dintre moleculele de apă din soluție sunt, desigur, într-o formă disociată, dar acest lucru nu ajută la înțelegerea a ceea ce stă la baza procesului.
Pe baza ideilor științei oficiale, trebuie să admitem diverse delicii: că în timpul arderii nu se formează apă, ci peroxid de hidrogen, că oxigenul nu este eliberat sub formă de gaz (și se folosește doar oxigenul din aer). pentru ardere), dar reacționează cu sarea, formând, de exemplu, clorați ClO3- etc. Toate aceste presupuneri sunt fantastice și, cel mai important, încă nu explică de unde provine energia suplimentară.
Din punctul de vedere al științei moderne, se dovedește a fi un proces foarte amuzant. La urma urmei, potrivit fizicienilor oficiali, pentru a-l lansa, este necesar să se rupă legătura hidrogen-oxigen și să se consume energie. Ulterior, hidrogenul reacţionează cu oxigenul şi produce din nou apă. Ca rezultat, se formează aceeași legătură; în timpul formării ei, energia este, desigur, eliberată, dar nu poate fi mai mare decât energia cheltuită pentru ruperea legăturii.
Se poate presupune că, de fapt, apa nu este un combustibil regenerabil în aparatul Kanzius, adică este cheltuită ireversibil (cum ar fi lemnul într-un foc, cărbunele într-o centrală termică, combustibilul nuclear într-o centrală nucleară) și ieșirea nu este apă, ci altceva. Atunci legea conservării energiei nu este încălcată, dar nu devine mai ușoară.
O altă sursă probabilă de energie este însăși sarea dizolvată. Dizolvarea clorurii de sodiu este un proces endotermic care are loc cu absorbția energiei; prin urmare, în timpul procesului invers, energia va fi eliberată. Cu toate acestea, cantitatea acestei energii este neglijabilă: aproximativ patru kilojulii pe mol (aproximativ 50 kilojulii pe kilogram de sare, care este de aproape o mie de ori mai mică decât căldura specifică de ardere a benzinei).
Mai mult, niciunul dintre susținătorii proiectului nu a declarat în mod direct că energia la ieșire ar putea depăși energia la intrare; vorbeau doar despre raportul lor.
De fapt, din punctul de vedere al teoriei câmpului unificat, nu există o contradicție inexplicabilă în faptul că apa arde. De fapt, aici vorbim despre dezintegrarea sa în componente eterice elementare cu eliberarea unei cantități mari de căldură. Adică, sub influența fluxului de radiații radio eterice (materie primară), apa devine instabilă și începe să se dezintegreze în componente primare, care este percepută ca ardere. Prezența sărurilor face posibilă simplificarea acestui proces - apa se poate descompune fără ele, dar acest lucru va necesita o emisie radio mai puternică cu o frecvență diferită. În antichitate se știa că totul în lume are o singură natură, toate elementele - foc, apă, aer și pământ (piatră). Aceasta înseamnă că un lucru se poate transforma în altul în diferite condiții - apa sărată se dezintegrează odată cu eliberarea flăcării și a temperaturii ridicate, dar cine a spus că procesul invers este imposibil?
PRELEZA III
PRODUSE DE ARDER. APĂ PRODUSĂ ÎN TIMPUL ARDERII. NATURA APEI. SUBSTANȚĂ COMPLEXĂ. HIDROGEN
Sper că vă amintiți bine că la sfârșitul ultimei prelegeri am folosit expresia „produse ale arderii unei lumânări”. La urma urmei, suntem convinși că atunci când o lumânare arde, putem, folosind instrumente adecvate, să obținem din ea diverși produse de ardere. În primul rând, aveam cărbune, sau funingine, care nu ieșea când lumânarea ardea bine; în al doilea rând, mai era o altă substanță care nu semăna cu fumul, ci cu altceva, dar făcea parte din acel flux general care, ridicându-se din flacără, devine invizibil și dispare. Au mai fost și alți produse de ardere, despre care urmau să fie discutate în continuare. Amintiți-vă, am descoperit că în compoziția curentului care se ridică dintr-o lumânare, o parte poate fi condensată prin plasarea unei linguri reci, a unei farfurii curate sau a oricărui alt obiect rece în calea ei, dar cealaltă parte nu se condensează. Mai întâi examinăm partea de condensare a produselor; oricât de ciudat ar părea, vom descoperi că este doar apă. Ultima dată am menționat acest lucru pe scurt - doar am spus că printre produsele de ardere a lumânărilor care pot fi condensate, se numără și apa. Astăzi vreau să vă atrag atenția asupra apei, astfel încât să o puteți studia cu atenție nu numai în legătură cu subiectul nostru principal, ci și în general, în legătură cu problema existenței sale pe glob.
Acum sunt pregătit pentru un experiment cu privire la condensarea apei din produsele de ardere a unei lumânări și voi încerca în primul rând să vă demonstrez că este cu adevărat apă. Poate că cel mai bun mod de a-și arăta prezența întregului public simultan este de a demonstra o acțiune a apei, care ar fi clar vizibilă, și apoi de a experimenta în acest fel ceea ce se va aduna într-o picătură la fundul acestei căni. (Lectorul pune o lumânare sub o cană cu un amestec de gheață și sare.)
Orez. unsprezece.
Aici am o anumită substanță descoperită de Sir Humphry Davy; reactioneaza foarte viguros cu apa si voi folosi asta pentru a dovedi prezenta apei. Acesta este potasiu extras din potasiu. Iau o bucată mică de potasiu și o arunc în această cană. Vedeți cum demonstrează prezența apei în ceașcă - potasiul se aprinde, arde cu o flacără strălucitoare, puternică și, în același timp, curge de-a lungul suprafeței apei. Acum voi scoate lumânarea, care ardea de ceva vreme sub cana noastră cu un amestec de gheață și sare; vezi o picătură de apă atârnând de fundul paharului - produsul condensat al arderii unei lumânări. Vă voi arăta că potasiul va da aceeași reacție cu această apă ca și cu apa din cană. Uite... Potasiul se aprinde și arde exact în același mod ca în experimentul anterior. Mai prind o picătură de apă pe paharul ăsta, pun pe el o bucată de potasiu și, după cum se luminează, poți să judeci că aici este apă. Îți amintești că această apă a venit dintr-o lumânare.
La fel, dacă acopăr o lampă cu alcool aprinsă cu acel borcan, vei vedea în curând cum borcanul se va aburi de roua depusă pe el, iar această rouă este din nou rezultatul arderii. Din picăturile care se scurg pe hârtia pe care ați așezat-o, veți vedea fără îndoială după un timp că se produce o cantitate destul de bună de apă din arderea lămpii cu alcool. Nu voi muta acest borcan și apoi puteți vedea câtă apă se acumulează. În mod similar, dacă așez un dispozitiv de răcire peste un arzător cu gaz, voi obține și apă pentru că se produce și apă atunci când arde gazul. Acest borcan conține o anumită cantitate de apă - în mod ideal apă pură, distilată, obținută prin arderea gazului iluminant; nu este diferită de apa pe care ai putea-o obține prin distilare dintr-un râu, ocean sau izvor - este exact aceeași apă.
Apa este un individ chimic, este întotdeauna la fel. Putem amesteca substante straine in el sau elimina impuritatile continute in el; cu toate acestea, apa ca atare rămâne întotdeauna ea însăși - solidă, lichidă sau gazoasă. Aici (Lectorul arată o altă navă) apa obtinuta prin arderea unei lampi cu ulei. Uleiul, dacă este ars corespunzător, poate produce chiar și o cantitate puțin mai mare de apă. Și iată apă extrasă dintr-o lumânare de ceară printr-un experiment destul de lung. Și astfel putem parcurge aproape toate substanțele inflamabile una câte una și să ne asigurăm că dacă ele, ca o lumânare, degajă o flacără, atunci când ard, se produce apă. Puteți face singur astfel de experimente. Un mâner de poker este un loc bun pentru a începe; dacă îl puteți ține peste flacăra lumânării suficient de mult încât să rămână rece, puteți face ca apa să se aseze în picături pe el. Pentru aceasta se preteaza o lingura, o oala sau orice obiect in general, atata timp cat este curat si are suficienta conductivitate termica, adica astfel incat sa poata indeparta caldura si astfel sa condenseze vaporii de apa.
Acum, dacă vrem să vedem cum se produce această eliberare uimitoare de apă din materialele combustibile în timpul arderii lor, trebuie în primul rând să vă spun că apa poate exista în diferite stări. Adevărat, sunteți deja familiarizați cu toate modificările apei, dar, cu toate acestea, acum trebuie să le acordăm o oarecare atenție, astfel încât să putem înțelege cum apa, care suferă, ca și Proteus, diversele sale modificări, rămâne întotdeauna aceeași substanță - nu contează dacă se obține dintr-o lumânare când este arsă, sau din râuri sau ocean.
Pentru început, în cea mai rece stare, apa este gheață. Totuși, tu și eu, ca oameni de știință naturală - până la urmă, sper că tu și cu mine putem fi uniți sub acest nume - când vorbim despre apă, o numim apă, indiferent dacă este în stare solidă, lichidă sau gazoasă; în sens chimic este întotdeauna apă. Apa este o combinație de două substanțe, dintre care una am primit-o de la o lumânare, iar pe a doua trebuie să o găsim în afara ei.
Apa poate apărea sub formă de gheață, iar recent ați avut o oportunitate excelentă de a verifica acest lucru. Gheața se transformă din nou în apă pe măsură ce temperatura crește. Duminica trecută am văzut un exemplu izbitor al acestei transformări, care a dus la consecințe triste în unele dintre casele noastre.
Apa în a ta. coada se transformă în abur dacă este suficient de încălzită. Apa pe care o vezi aici în fața ta are cea mai mare densitate și, deși se schimbă în greutate, stare, formă și multe alte proprietăți, continuă să rămână apă. Mai mult, fie că o transformăm în gheață prin răcire sau în abur prin încălzire, apa crește în volum în diferite moduri: în primul caz, foarte puțin și cu mare forță, iar în al doilea, modificarea de volum este mare.
De exemplu, iau acest cilindru de tablă cu pereți subțiri și torn puțină apă în el. Ați văzut cât de puțin am turnat și vă puteți da seama cu ușurință care va fi înălțimea apei din acest vas: apa va acoperi fundul cu un strat de aproximativ doi centimetri. Acum o să transform această apă în abur pentru a vă arăta diferența de volum ocupat de apă în diferitele sale stări - apă și abur.
Deocamdată, să ne uităm la ce se întâmplă când apa se transformă în gheață. Acest lucru se poate face prin răcirea acestuia într-un amestec de gheață pisată și sare și voi face acest lucru pentru a vă arăta expansiunea apei în această schimbare în ceva de volum mai mare. Acestea sunt sticlele din fontă (arata una dintre ele) foarte puternice și cu pereți foarte groși - au aproximativ o treime de inch grosime. Au fost umplute cu multă grijă cu apă, fără a lăsa o bule de aer în ele, apoi au fost înșurubate bine. Când înghețăm apa în aceste vase din fontă, vom vedea că nu pot conține gheața rezultată. Expansiunea care are loc în interiorul lor le va rupe în bucăți. Acestea sunt fragmente din exact aceleași sticle. Am pus cele două sticle ale noastre într-un amestec de gheață și sare și vei vedea că atunci când apa îngheață își schimbă volumul cu o forță atât de mare.
Acum să ne uităm la schimbările care au avut loc cu apa pe care am pus-o la fiert; rezultă că încetează să mai fie lichid. Acest lucru poate fi judecat după următoarele circumstanțe. Am acoperit cu un pahar de ceas gâtul balonului în care fierbea acum apa. Vezi ce se întâmplă? Sticla bate din toate puterile, ca și cum ar fi o supapă într-o mașină, pentru că aburul care se ridică din apa clocotită iese cu forță și face să sară această „supapă”. Vă puteți da seama cu ușurință că balonul este complet umplut cu abur - pentru că altfel nu și-ar trece prin forța. De asemenea, vedeți că balonul conține o substanță, mult mai mare ca volum decât apa - la urma urmei, nu numai că umple întregul balon, dar, după cum vedeți, zboară în aer. Cu toate acestea, nu observați o scădere semnificativă a cantității de apă rămasă, iar acest lucru vă arată cât de mare este schimbarea de volum atunci când apa se transformă în abur.
Să revenim din nou la sticlele noastre de apă din fontă, pe care le-am pus în acest amestec de răcire, ca să puteți urmări ce se întâmplă cu ele. După cum puteți vedea, nu există nicio comunicare între apa îmbuteliată și gheața din recipientul exterior. Dar transferul de căldură are loc între ele, așa că dacă experimentul reușește (la urma urmei, îl desfășurăm într-o foarte mare grabă), după un timp, de îndată ce frigul pune stăpânire pe sticle și pe conținutul lor, vei auzi o explozie. : aceasta va sparge una dintre sticle. Și, după ce am examinat apoi sticlele, constatăm că conținutul lor este bucăți de gheață, parțial acoperite cu o coajă de fontă, care s-a dovedit a fi prea strânsă pentru ele, deoarece gheața ocupă mai mult spațiu decât apa din care ea. a fost obținut. Știți foarte bine că gheața plutește pe apă; dacă iarna se sparge gheața sub un băiat și acesta cade în apă, acesta încearcă să se cațere pe un slip de gheață care îl va susține.De ce plutește gheața?Gândește-te și probabil vei găsi o explicație: gheața este mai mare se dovedește ca volum decât apa din care provine; prin urmare, gheața este mai ușoară și apa este mai grea.
Orez. 12.
Să revenim acum la efectul căldurii asupra apei. Uită-te la fluxul de abur care iese din acest cilindru de tablă! Evident, aburul îl umple complet, din moment ce iese așa de acolo. Dar dacă prin căldură putem transforma apa în abur, atunci prin frig putem readuce aburul la starea de lichid. Să luăm un pahar sau orice alt obiect rece și să-l ținem deasupra acestui flux de abur - vezi cum se aburit repede! Până când paharul se încălzește, va continua să condenseze aburul în apă - acum curge pe pereții săi.
Vă voi arăta un alt experiment cu condensarea apei dintr-o stare de vapori înapoi în stare lichidă. Ați văzut deja că unul dintre produsele arderii lumânărilor sunt vaporii de apă. L-am primit sub formă lichidă, făcându-l să se așeze pe fundul cupei cu amestecul de răcire. Pentru a vă arăta inevitabilitatea unor astfel de tranziții, voi înșuruba gâtul acestui cilindru de tablă, care acum, după cum ați văzut, este umplut cu abur. Să vedem ce se întâmplă când răcim exteriorul cilindrului și forțăm astfel vaporii de apă să revină la starea lichidă. (Lectorul toarnă apă rece peste cilindru și imediat pereții acestuia sunt apăsați spre interior.) Vezi ce sa întâmplat.
Dacă eu, după înșurubarea gâtului, aș continua să încălzesc cilindrul, acesta ar fi rupt de presiunea aburului, iar când aburul revine la starea lichidă, cilindrul se zdrobește, deoarece în interiorul lui se formează un gol ca un rezultat al condensării aburului. Vasul este forțat să cedeze, pereții îi sunt apăsați spre interior; dimpotriva, daca cilindrul infiletat cu abur s-ar incalzi mai departe, ar sparge din interior. Vă arăt aceste experimente pentru a vă atrage atenția asupra faptului că în toate aceste cazuri nu are loc transformarea apei într-o altă substanță: ea continuă să rămână apă.
Orez. 13.
Cât de mult vă imaginați că crește volumul apei atunci când se transformă în stare gazoasă? Uită-te la acest cub (arată picioare cubi), iar lângă el este un inch cub.
Au aceeași formă și diferă doar prin volum. Acum, un inch cub de apă este suficient pentru a se extinde într-un picior cub întreg de abur. Și invers, datorită acțiunii frigului, această cantitate mare de abur va fi comprimată într-o cantitate atât de mică de apă... (În acest moment una dintre sticlele din fontă explodează.)
Da! Una dintre sticlele noastre a explodat - uite, există o crăpătură de-a lungul ei de o optime de inch lățime. (Apoi o altă sticlă se rupe și amestecul de răcire se împrăștie în toate direcțiile.) Așa că a doua sticlă a izbucnit; a fost sfâșiat de gheață, deși pereții de fontă aveau aproape jumătate de inch grosime. Acest tip de schimbare se întâmplă întotdeauna apei; să nu credeți că trebuie neapărat induse artificial. Abia acum a trebuit să folosim astfel de mijloace pentru a crea pe scurt o iarnă la scară mică în jurul acestor sticle, în loc de o iarnă adevărată lungă și aspră. Dar dacă mergi în Canada sau în nordul îndepărtat, vei descoperi că temperatura exterioară acolo este suficientă pentru a produce același efect asupra apei pe care l-am obținut aici cu amestecul nostru de răcire.
Cu toate acestea, să revenim la raționamentul nostru. Prin urmare, nicio schimbare care are loc cu apa nu ne poate induce acum în eroare. Apa este aceeași apă peste tot, fie că vine din ocean sau din flacăra unei lumânări. Unde este, deci, apa pe care o luăm de la lumânare? Pentru a răspunde la această întrebare, va trebui să trec puțin înainte. Este destul de evident că această apă provine parțial din lumânare - dar a fost în lumânare înainte? Nu, nici în lumânare, nici în aerul din jur nu era apă necesară pentru ca lumânarea să ardă. Apa provine din interacțiunea lor: o componentă este luată dintr-o lumânare, cealaltă din aer. Acesta este ceea ce trebuie să urmărim acum pentru a înțelege pe deplin care sunt procesele chimice care au loc într-o lumânare atunci când arde în fața noastră pe masă.
Cum vom ajunge acolo? Știu multe feluri, dar vreau să-ți dai seama singur, reflectând la ceea ce ți-am spus deja.
Cred că îți poți da seama de așa ceva. La începutul prelegerii de astăzi, ne-am ocupat de o anumită substanță, a cărei reacție ciudată cu apa a fost descoperită de Sir Humphry Davy.
Vă voi aminti de această reacție repetând din nou experimentul cu potasiu. Această substanță trebuie manipulată cu mare atenție: la urma urmei, dacă chiar și o picătură de apă ajunge pe o bucată de potasiu, acest loc va lua imediat foc și din el, cu condiția să existe acces liber la aer, întreaga bucată ar lua rapid foc. . Deci, potasiul este un metal cu un luciu strălucitor frumos, care se schimbă rapid în aer și, după cum știți, în apă. Am pus din nou o bucată de potasiu pe apă - vezi cât de minunat arde, formând un fel de lampă plutitoare și folosind apă în loc de aer pentru ardere.
Acum puneți niște pilitură de fier sau așchii în apă. Vom constata că și ele suferă modificări. Ele nu se schimbă la fel de mult ca acest potasiu, ci într-o oarecare măsură într-un mod similar: ruginesc și acționează asupra apei, deși nu atât de intens ca acest minunat metal, dar, în general, reacția lor cu apa este de aceeași natură ca și și reacția potasiului. Comparați aceste fapte diferite în mintea dvs. Iată un alt metal - zinc; ai avut ocazia sa te convingi de capacitatea lui de a arde cand ti-am aratat ca atunci cand arde se obtine o substanta solida. Cred că, dacă acum luați un bărbierit îngust de zinc și îl țineți peste flacăra unei lumânări, veți vedea un fenomen, ca să spunem așa, intermediar între arderea potasiului pe apă și reacția fierului - un tip special de ardere va apar. Zincul a ars, lăsând cenuşă albă. Deci, vedem că metalele ard și acționează asupra apei.
Pas cu pas, am învățat să controlăm efectele acestor diverse substanțe și să le facem să ne spună despre ele însele. Să începem cu hardware-ul. Toate reacțiile chimice au un lucru în comun: sunt intensificate prin încălzire. Prin urmare, de multe ori trebuie să folosim căldura dacă trebuie să studiem interacțiunea corpurilor în detaliu și cu atenție. Probabil că știți deja că pilitura de fier ard bine în aer, dar încă vă voi arăta asta acum prin experiență, astfel încât să înțelegeți bine ce sunt pe cale să vă spun despre efectul fierului asupra apei. Să luăm un arzător și să-i scoatem flacăra - știi deja de ce: vreau să aduc aer în flacără și din interior. Apoi vom lua un vârf de pilitură de fier și le vom arunca în flacără. Vezi cât de bine ard. Aceasta este reacția chimică care are loc atunci când aprindem aceste particule de fier.
Acum să ne uităm la aceste diferite tipuri de interacțiuni și să aflăm ce va face fierul atunci când se întâlnește cu apa. Ne va spune toate acestea în sine și într-un mod atât de distractiv și sistematic încât sunt sigur că veți primi o mare plăcere.
Orez. 14.
Aici am o sobă cu un tub de fier care trece prin ea, ca o țeavă de pistol. Am umplut acest tub cu pilitură de fier strălucitoare și l-am așezat deasupra focului, astfel încât să devină înroșit. Prin acest tub putem trece fie aer pentru a intra în contact cu fierul de călcat, fie abur din acest cazan mic, conectându-l la capătul tubului.
Iată o supapă care împiedică pătrunderea vaporilor de apă în tub până când trebuie să-i dăm drumul.
În aceste vase este apă, pe care am devenit albastră pentru a vedea mai clar ce se va întâmpla.
Știți deja foarte bine că dacă sunt vapori de apă care ies din acest tub, atunci cu siguranță se va îngroșa la trecerea prin apă; Până la urmă, ești convins că aburul, fiind răcit, nu poate rămâne în stare gazoasă; în experimentul nostru cu acest cilindru de tablă, ați văzut cum aburul a fost comprimat într-un volum mic și rezultatul a fost că cilindrul în care era conținut aburul a fost distorsionat. Astfel, dacă începusem să trec abur prin acest tub și era rece, aburul s-ar condensa în apă; de aceea tubul este încălzit pentru a efectua experimentul pe care acum o să vi-l arăt. Voi lăsa aburul în tub în porțiuni mici, iar când îl vedeți ieșind din celălalt capăt al tubului, veți putea să judeci singur dacă continuă să rămână abur.
Deci, aburul se transformă neapărat în apă dacă temperatura îi scade. Dar acest gaz, care provine dintr-un tub fierbinte și a cărui temperatură i-am coborât trecând prin apă, se adună într-un borcan și nu se transformă în apă. Voi pune acest gaz la alt test. (Bocanul trebuie ținut cu susul în jos, altfel substanța noastră se va evapora din el.)
Aduc lumina la deschiderea cutiei, gazul se aprinde cu un zgomot usor. Din aceasta este clar că nu sunt vapori de apă - la urma urmei, aburul stinge focul, dar nu poate arde - dar aici tocmai ați văzut că conținutul borcanului ardea. Aceasta substanta poate fi obtinuta atat din apa obtinuta la flacara unei lumanari, cat si din apa de orice alta origine. Atunci când acest gaz este produs prin acțiunea fierului asupra vaporilor de apă, fierul intră într-o stare foarte asemănătoare cu cea în care s-au găsit aceste pilituri de fier atunci când au fost arse. Această reacție face fierul mai greu decât era înainte. Dacă fierul de călcat, rămas în tub, este încălzit și se răcește din nou fără acces la aer sau apă, masa lui nu se modifică. Dar când am trecut un curent de vapori de apă prin aceste așchii de fier, fierul s-a dovedit a fi mai greu decât înainte: a atașat ceva din abur de sine și a lăsat să treacă altceva, ceea ce vedem în acest borcan.
Și acum, din moment ce mai avem un borcan plin cu acest gaz, vă voi arăta un lucru foarte interesant. Acest gaz este inflamabil, așa că aș putea imediat să dau foc conținutului acestui borcan și să vă dovedesc inflamabilitatea acestuia; dar intenționez să vă arăt altceva, dacă reușesc. Cert este că substanța pe care am obținut-o este foarte ușoară. Vaporii de apă au tendința de a se condensa, dar această substanță nu se condensează și tinde să fie duși în aer. Să mai luăm un borcan, gol, adică în care să nu fie decât aer; Examinând conținutul său cu o așchie aprinsă, poți fi convins că într-adevăr nu este nimic altceva în el. Acum voi lua un borcan plin cu gazul pe care l-am extras și îl voi trata ca și cum ar fi o substanță ușoară: ținând ambele borcane cu capul în jos, voi aduce unul sub celălalt și îl voi întoarce. Ce este acum conținut în acel borcan care conținea gazul extras din abur? Puteți vedea că acum există doar aer acolo. Si aici? Uite, aici este o substanță inflamabilă, pe care am turnat-o din acel borcan în acesta în acest fel. Gazul și-a păstrat calitatea, starea și caracteristicile - cu atât mai demne de considerația noastră cu cât este obținut dintr-o lumânare.
Orez. 15.
Aceeași substanță pe care tocmai am obținut-o prin acțiunea fierului asupra aburului sau apei poate fi obținută și cu ajutorul acelor alte substanțe care, după cum ați văzut deja, acționează atât de energetic asupra apei. Dacă luați o bucată de potasiu, atunci, după ce ați aranjat totul în mod corespunzător, puteți obține chiar acest gaz. Dacă, în loc de potasiu, luăm o bucată de zinc, atunci, examinând-o cu mare atenție, vom descoperi că principalul motiv pentru care zincul nu poate, ca și potasiul, să acționeze mult timp asupra apei, se rezumă la faptul că sub influența apei, zincul este acoperit cu un fel de strat protector. Cu alte cuvinte, dacă punem doar zinc și apă în vasul nostru, acestea nu vor interacționa singure și nu vom obține rezultate.
Ce se întâmplă dacă spăl stratul protector, adică substanța care interferează cu noi, prin dizolvare? Pentru asta am nevoie de putin acid; și de îndată ce am făcut asta, văd că zincul acționează asupra apei exact la fel ca fierul, dar la temperatură obișnuită. Acidul nu este schimbat deloc, cu excepția faptului că se combină cu oxidul de zinc rezultat. Așa că turnam puțin acid în vas - rezultatul este ca și cum fierbe.
Orez. 16.
Ceva care nu este vapori de apă se separă de zinc în cantități mari. Iată o cutie plină din acest gaz. Puteți vedea că atâta timp cât țin borcanul cu capul în jos, acesta conține exact aceeași substanță inflamabilă pe care am obținut-o în experimentul cu țeava de fier. Ceea ce obținem din apă este aceeași substanță care este conținută într-o lumânare.
Acum să urmărim clar legătura dintre aceste două fapte. Acest gaz este hidrogen, o substanță care aparține a ceea ce numim elemente chimice, deoarece nu pot fi descompuse în părțile lor constitutive. O lumânare nu este un corp elementar, deoarece din ea putem obține carbon, precum și hidrogen, din ea, sau cel puțin din apa pe care o emite. Acest gaz se numește hidrogen deoarece este un element care, atunci când este combinat cu un alt element, creează apă.
Domnul Anderson a primit deja mai multe bidoane din acest gaz. Trebuie să facem câteva experimente cu el și vreau să vă arăt cum să le faceți cel mai bine. Nu mi-e teamă să vă învăț asta: la urma urmei, vreau să efectuați singur experimentele, dar cu condiția indispensabilă să le faceți cu atenție și grijă și cu acordul familiei. Pe măsură ce progresăm în studiul chimiei, suntem forțați să ne ocupăm de substanțe care pot fi destul de dăunătoare dacă ajung în locul greșit. Astfel, acizii, focul și substanțele inflamabile pe care le folosim aici ar putea provoca daune dacă sunt folosite cu neglijență.
Dacă doriți să produceți hidrogen, îl puteți obține cu ușurință turnând acid - sulfuric sau clorhidric - în bucăți de zinc. Iată o privire la ceea ce pe vremuri se numea „lumânare filosofică”: este o sticlă cu dop prin care trece un tub. Am pus câteva bucăți mici de zinc în el. Acest dispozitiv ne va fi de folos acum, deoarece vreau să vă arăt că puteți produce hidrogen acasă și faceți câteva experimente cu el la discreția dvs. Acum o să vă explic de ce umplu atât de atent această sticlă aproape plină, dar încă nu chiar. Această precauție se datorează faptului că gazul rezultat (care, după cum ați văzut, este foarte inflamabil) este extrem de exploziv atunci când este amestecat cu aer și ar cauza probleme dacă ați aduce foc la capătul acestui tub înainte de toate aerul fusese expulzat din restul de deasupra.apa spaţiului. Voi turna acid sulfuric acolo. Am folosit foarte puțin zinc și mai mult acid sulfuric cu apă, deoarece am nevoie ca dispozitivul nostru să funcționeze ceva timp. Prin urmare, selectez în mod deliberat raportul dintre componente, astfel încât gazul să fie produs în cantitatea potrivită - nu prea repede și nici prea încet.
Orez. 17.
Acum luați paharul și țineți-l cu susul în jos peste capătul tubului; Mă aștept ca hidrogenul, datorită ușurinței sale, să nu se evapore din acest pahar o perioadă de timp. Acum vom verifica conținutul paharului pentru a vedea dacă există hidrogen în el. Cred că nu mă voi înșela spunând că am prins-o deja. (Lectorul aduce o așchie arzătoare în borcanul cu hidrogen.) Ei bine, vezi tu, așa este. Acum voi aduce așchia la capătul tubului. Deci hidrogenul arde, iată „lumânarea noastră filozofică”.
Puteți spune că flacăra sa este slabă, inutilă, dar este atât de fierbinte încât este puțin probabil ca vreo flacără obișnuită să dea la fel de multă căldură. Continuă să ardă uniform, iar acum voi plasa dispozitivul astfel încât să putem examina ce va ieși din această flacără și să folosim informațiile obținute în acest fel.Deoarece lumânarea produce apă, iar acest gaz se obține din apă, să vezi ce ne va da la ardere, adică chiar în procesul prin care a trecut lumânarea când a ars în aer. În acest scop, am plasat balonul nostru sub acest aparat pentru a putea condensa în el tot ce poate decurge din ardere. După un timp scurt, veți vedea apariția ceață în acest cilindru și apa va începe să curgă pe pereți. Apa obținută dintr-o flacără de hidrogen se va comporta în toate testele exact în același mod ca apa obținută mai devreme: la urma urmei, principiul general al producerii acesteia este același.
Orez. 18.
Hidrogenul este o substanță interesantă. Este atât de ușor încât poate transporta obiecte în sus; este mult mai ușoară decât aerul și, poate, vă pot arăta asta într-un experiment pe care unii dintre voi, poate, îl veți putea repeta dacă înțelegeți. Aici este borcanul nostru - o sursă de hidrogen și aici este apă cu săpun. Atașez un tub de cauciuc la borcan, la celălalt capăt al căruia se află o pipă de fumat. Scufundandu-l in apa cu sapun, pot sufla bule de sapun pline cu hidrogen. Uite, când suflă bule cu respirația, ele nu stau în aer, cad. Acum observați diferența când umplu bulele cu hidrogen. (Atunci lectorul a început să sufle bule de săpun cu hidrogen și au zburat spre tavanul sălii.) Vedeți, acest lucru vă arată cât de ușor este hidrogenul, deoarece poartă cu el nu numai un balon de săpun obișnuit, ci și o picătură care atârnă de el.
Se poate dovedi și mai convingător ușurința hidrogenului - este capabil să ridice bule mult mai mari decât acestea: până la urmă, pe vremuri, chiar și baloanele erau umplute cu hidrogen. Domnul Anderson va conecta acum acest tub la sursa noastră de hidrogen și vom avea un curent de hidrogen care iese aici, astfel încât să putem umfla această minge de colodion. Nici măcar nu trebuie să scot mai întâi tot aerul din el: știu că hidrogenul îl poate transporta oricum. (Aici două baloane au fost umflate și au decolat: unul era liber, celălalt era legat.) Iată încă una, mai mare, din peliculă subțire; îl vom umple și îi vom oferi ocazia să se ridice. Vei vedea că toate bilele vor continua să rămână în vârf până când gazul se va evapora din ele.
Care este raportul de masă al acestor substanțe - apă și hidrogen? Aruncă o privire la masă. Aici am luat halba și piciorul cub ca măsurători de capacitate și am pus cifrele corespunzătoare împotriva lor. O halbă de hidrogen are o masă de 3/4 dintr-un bob, cea mai mică unitate de masă a noastră, iar un picior cub din acesta are o masă de 1/12 dintr-o uncie, în timp ce o halbă de apă are o masă de 8.750 de boabe, iar un picior cub de apă are o masă de aproape o mie de uncii. Astfel vezi cât de enormă este diferența dintre masa unui picior cub de apă și hidrogen.
Nici în timpul arderii sale, nici apoi ca produs de ardere, hidrogenul nu produce nicio substanță care poate deveni solidă. Când este ars, produce doar apă. Un pahar rece peste o flacără de hidrogen se aburi și o cantitate vizibilă de apă este eliberată imediat. Când hidrogenul arde, nimic nu iese în afară de aceeași apă ca cea pe care ai văzut-o produsă din flacăra lumânării. Amintiți-vă o circumstanță importantă: hidrogenul este singura substanță din natură care produce numai apă atunci când este ars.
Și acum trebuie să încercăm să găsim dovezi suplimentare despre ce este apa și, pentru aceasta, vă voi reține puțin, astfel încât să veniți la următoarea prelegere mai pregătit pentru tema noastră. Putem aranja zincul - care, dupa cum ati vazut, actioneaza asupra apei cu ajutorul unui acid - astfel incat toata energia sa fie obtinuta acolo unde avem nevoie. Am un stâlp voltaic în spate, iar la sfârșitul prelegerii de astăzi vă voi arăta ce poate face, ca să știți cu ce ne vom ocupa data viitoare. Aici în mâinile mele sunt capetele firelor care transmit curent de la baterie; Îi voi forța să acționeze asupra apei.
Am văzut deja puterea de ardere a piliturii de potasiu, zinc și fier, dar niciuna dintre aceste substanțe nu prezintă o astfel de energie ca aceasta. (Aici lectorul conectează capetele firelor care provin de la bateria electrică și se produce un bliț strălucitor.) Această lumină este produsă de reacția a patruzeci de cercuri de zinc care alcătuiesc bateria. Aceasta este energia pe care o pot ține în mâini după bunul plac cu ajutorul acestor fire, deși m-ar distruge într-o clipă dacă, printr-o neglijență, mi-aș aplica această energie: la urma urmei, este extrem de intensă, iar cantitate de energie care iese în evidență aici înainte de a putea număra până la cinci (profesorul conectează din nou polii și arată descărcarea electrică), atât de mare încât este egală cu energia mai multor furtuni combinate. Și pentru a vă convinge de intensitatea acestei energii, voi conecta capetele firelor care transmit energie din baterie la o pilă de oțel și poate voi putea arde fișierul în acest fel. Sursa acestei energii este o reacție chimică. Data viitoare voi aplica această energie pe apă și vă voi arăta ce rezultate obținem.
Din cartea Energie nucleară în scopuri militare autor Smith Henry DewolfPRELEGERE IV HIDROGEN ÎN LUMANARE. HIDROGENUL ARDE ȘI SE TRANSFORMĂ ÎN APĂ. O ALTA COMPONENTA A APEI ESTE OXIGENul vad ca inca nu te-ai saturat de lumanare, altfel nu te-ai manifesta atat de mult interes pentru acest subiect. Când ne ardea lumânarea, eram convinși că dă exact aceeași apă ca
Din cartea Univers. Manual de instrucțiuni [Cum să supraviețuiești găurilor negre, paradoxurilor timpului și incertitudinii cuantice] de Goldberg DavePRELEGERE V OXIGENUL ESTE CONȚINUT ÎN AER. NATURA ATMOSFEREI. PROPRIETĂȚILE EI. ALTE PRODUSE DE ARDERE LUMANARE. ACIDUL CARBONIC, PROPRIETATIILE SAU Am vazut deja ca hidrogenul si oxigenul pot fi obtinute din apa obtinuta prin arderea unei lumanari. Știi că hidrogenul provine dintr-o lumânare și
Din cartea Evoluția fizicii autor Einstein AlbertPRODUSE DE REACȚIE ȘI PROBLEMA DE SEPARARE 8.16. La instalația de la Hanford, procesul de producție a plutoniului este împărțit în două părți principale: producerea lui efectiv în cazan și separarea acestuia de blocurile de uraniu în care se formează. Să trecem la a doua parte a procesului.
Din cartea 50 de ani de fizică sovietică autor Leshkovtsev Vladimir AlekseeviciV. Unde se află toată chestiunea? Nu este nevoie să încercați să cântăriți întregul Univers - doar găsiți o modalitate de a calcula cu exactitate greutatea galaxiilor individuale și ați terminat. Cum vă place această idee: numărați câte stele sunt în galaxie și presupuneți că toate sunt aproximativ asemănătoare cu Soarele. ÎN
Din cartea Ce spune lumina autor Suvorov Serghei GeorgieviciCâmpul și materia Am văzut cum și de ce viziunea mecanicistă a eșuat. Era imposibil de explicat toate fenomenele presupunând că forțe simple acționează între particulele neschimbate. Primele încercări de a se îndepărta de viziunea mecanicistă și de a introduce concepte de teren
Din cartea Knocking on Heaven's Door [Viziunea științifică a structurii Universului] de Randall LisaNATURA FORȚELOR NUCLEARE Existența nucleelor atomice și puterea lor enormă sunt posibile doar pentru că forțele nucleare operează în interiorul oricărui nucleu. Deoarece nucleele includ particule încărcate similar - protoni, reuniți la distanțe de ordinul 10-13 cm, s-ar părea că aceștia
Din cartea Biografia atomului autor Koryakin Yuri IvanoviciCum a fost descoperită materia mai întâi pe Soare și apoi pe Pământ Lumina a ajutat astronomii să obțină multe informații despre stele și alte corpuri cerești.În anii 60 ai secolului trecut, astronomii au acordat atenție unui fenomen interesant. În timpul unei eclipse totale de soare, când
Din cartea Cum să înțelegeți legile complexe ale fizicii. 100 de experimente simple și distractive pentru copii și părinții lor autor Dmitriev Alexandru StanislavoviciLumina nu este o substanță.Fizicienii au numit de multă vreme toate corpurile din jurul nostru, cerești și terestre, ca materie, precum și părțile din care sunt formate - molecule și atomi. Substanța are o serie de proprietăți caracteristice acesteia. În secolul al XIX-lea, aceste proprietăți au fost prezentate în următoarea formă.
Din cartea Univers! Curs de supraviețuire [Printre găurile negre. paradoxuri temporale, incertitudine cuantică] de Goldberg DaveTransformarea luminii în materie Studiul condițiilor în care apare lumina în adâncurile materiei ne-a aprofundat cunoștințele despre structura atomului, părțile sale constitutive – electroni, protoni, neutroni – așa-numitele particule elementare. I-a introdus pe fizicieni în lumea micilor -
Din cartea Ochiul și Soarele autor Vavilov Serghei IvanoviciMATERIA TRANSPARENTĂ Cunoaștem densitatea masei ascunse, știm că este rece (adică se mișcă lent în raport cu viteza luminii), care interacționează în cel mai bun caz extrem de slab și cu siguranță nu asigură nicio interacțiune semnificativă cu lumina. Și asta
Din cartea autorului1939 18 zile 18 zile despart 18 februarie de 30 ianuarie. Acestea sunt date noi și foarte importante în biografia atomului, datând din 1939. În aceste zile au fost făcute două rapoarte științifice. Una dintre ele, depusă la Academia Franceză de Științe, a fost numită „Dovada experimentală
Din cartea autorului48 Transferul de energie prin materie Pentru experiment avem nevoie de: o duzină de monede ruble. Am întâlnit deja valuri diferite. Iată un alt experiment vechi care arată destul de amuzant și arată cum trece un val printr-un obiect. Luați o mică schimbare - monede, de exemplu
Din cartea autoruluiV. Unde se află toată chestiunea? Nu este nevoie să încercați să cântăriți întregul Univers - doar găsiți o modalitate de a calcula cu exactitate greutatea galaxiilor individuale și ați terminat. Cum vă place această idee: numărați câte stele sunt în galaxie și presupuneți că toate sunt aproximativ asemănătoare cu Soarele. ÎN
