Объясните "на пальцах", насколько мощная сила проявляется при замерзании воды.

[Слава Фамилия]

Вроде довольно мощная, если рвет трубы и пр. подвиги совершает. "На пальцах" означает примерно следующее: 1 литр воды в нерасширяющейся кубической емкости без верха при замерзании может поднять XX тонн на XX мм.

Кстати, а почему эта сила не используется для добычи электроэнергии? (Как минимум не известно широко о "льдоэлектростанциях")

Comments

[montyfix.livejournal.com]

Энергию от течения реки, солнца, ветра получить гораздо легче, но тем не менее не все утыкано различными ГЭС, поскольку это стоит денег на оборудование, а отдача мала по сравнению с обычными ТЭЦ

[nishi-miller.livejournal.com]

потому что для того, чтобы заморозить эту воду, необходимо потратить гораздо больше электроэнергии
Вы возразите, что замерзнуть она может и от мороза на улице. Верно, однако это возможно один раз - потом ее надо уже размораживать и тратить уйму энергии.

Теоретитчески где-нибудь в области с огромным ночным и дневным перепадом температур (скажем, в горах с континентальным климатом) может существовать установка, которая будет замерзать ночью и оттаивать под яркими лучами солнца днем. Однако стабильность такой системы будет невысока, цикл, по сути, равен 12 часам, так что эффективность девайса будет исключительно низкой

[Слава Фамилия (from livejournal.com)]

Хм, зачем ее размораживать? Наливаем воду, температура на улице минусовая, та замерзает, двигает вверх какой-то рычаг и т. д. чтобы выработать энергию. Рычаг этот фиксируется штифтом, например, лед выбивается, штифт убирается, рычаг или груз опускаются, снова заливается вода.

[Слава Фамилия (from livejournal.com)]

Тут весь вопрос в том, насколько большая сила проявляется. Если тот же литр из примера может "поднять" на сантиметр 50 тонн, это уже немало.

[ohshitnotuagain.livejournal.com]

воду брать откуда будем?
привозить? а это затраты

водоем? а чейта он не замерз?
недостаточно холодно?
так и "столб" льда расти будет уйму времени

[Слава Фамилия (from livejournal.com)]

Водоемы промерзают до дна только мелкие или уж в совсем экстремальных условиях. Подводно-подледный-подземный незамерзающий водопровод нужен.

Либо установки делать возле городов, где всяко есть жидкая вода.

[apashenko.livejournal.com]

Плотность воды при н.у. — 0,9982, льда — 0,917. Приращение куба метр на метр по высоте составит 88,5 миллиметров. Для дециметрового куба, соответственно, 8,9 миллиметров.
Поднимаемую массу оценить сложнее, тут надо рассматривать фазовую диаграмму. При увеличении нагрузки температура замерзания будет сдвигаться вниз.

[ikaktys.livejournal.com]

льдоэлектростанций нет, так как лед всетаки твердый и его "отработанный" надо как то перемещать/убирать, что не особо просто, но зато есть осмотические электростанции, которые работают на разнице соленостей воды.

[Слава Фамилия (from livejournal.com)]

Вообще, почитал про разные фазы льда, там все очень сложно: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D1%91%D0%B4 При большом давлении, я так понял, лед может иметь и плотность почти такую же, как у воды

[69-disco.livejournal.com]

Думаю просто раньше никто не догадался, а вы вот взяли и изобрели изобретение.

[apashenko.livejournal.com]

На разных фазах льда можете не заморачиваться, такие давления промышленно недостижимы.

[nishi-miller.livejournal.com]

Простите, а Вы из расчета исключаете расходы ваших сил на выбивание льда и заливку воды?
кпд будет совсем нулевой
в предложенной мною системе она хотя бы не требует внешнего притока сил

[vashu11.livejournal.com]

Проекты таких генераторов я видел.

Но со льдом у нас получается очень медленное движение с большим усилием. Чтобы работал генератор нужна повышающая передача с очень большим коэффициентом, дорогая и с низким КПД.

Плюс выдаваемая мощность на единицу веса установки будет маленькой даже в самых благоприятных условиях.

[vashu11.livejournal.com]

>> "поднять" на сантиметр 50 тонн

Т.е. 5 кДж, энергия сгорания 0.15 г топлива или 0.0015 кВт*ч. Мало.

[Слава Фамилия (from livejournal.com)]

Не, если замерзающая вода совершает работу, на фоне которой эти расходы заметны, то вся затея явно не имеет смысла.

[nishi-miller.livejournal.com]

вот и я о том же
мне сдается, что поднять жидкую воду на высоту гипотетического столба - это нефиговые затраты энергии
Ведь расширение льда по сравнению с водой не такое и большое - разница плотности всего 10%, если я правильно помню

[Слава Фамилия (from livejournal.com)]

Физику я не помню совсем, но как-то маловато имхо. Это получается, от мобильника можно гидравлический пресс запитать?

[ohshitnotuagain.livejournal.com]

водопровод для своей работы требует больше энергии, чем будет вырабатывать ваша установка

[Слава Фамилия (from livejournal.com)]

Не понял, на высоту какого столба? Зачем туда ее поднимать? :)

[Слава Фамилия (from livejournal.com)]

Вот поэтому есть первый и главный вопрос. А все обсуждают второй, который "кстати"

[nishi-miller.livejournal.com]

ну, у вас же есть рабочая жидкость, которая, замерзая, поднимает некий груз (т.е. совершает работу)
Логично предположить, что она находится в каком-то "стакане", чтобы не растекалась. Если замерзший в стакане лед удалить, то надо будет залить новую воду на всю его высоту

[blood-again.livejournal.com]

Лёд в процессе замерзания может создать в замкнутом объёме давление до ~200 МПа
На пальцах это означает, что в кубическом сосуде 0.1х0.1х0.1м с крышкой-поршнем (площадью соотв 0.01кв.м) лёд I(h) сможет развить поршнем усилие 2 МН, т.е. поднять на крышке груз около двухсот тонн.
Расширение воды в лёд I(h) даёт примерно 9% объёма. Для сосуда высотой 0.1м это будет 9мм.

Сила молекулярных связей используется в энергетике, но использовать замерзание льда нецелесообразно.
Лёд расширяется медленно и слабо. Рабочие тела современных тепловых машин расширяются значительно быстрее и дают большее удельное расширение.
Лёд в идеале стремится к расширению в разных направлениях. Это усложняет рабочую камеру.
Работать с рабочим телом в фазах твёрдое_тело/жидкость менее удобно, чем с жидкость/газ.
В итоге очень много усложнений и неудобств, которые ведут к потерям, делают машину неоправданно дорогой и малоэффективной.

Что до использования фазового перехода вообще, я встречал упоминания, что расширение льда применяют в горной добыче вместо динамита, когда не слишком торопятся и погода располагает.

[vashu11.livejournal.com]

>> Физику я не помню совсем, но как-то маловато имхо.

Это энергия нескольких пуль. Это работа совершаемая человеком при поднятии по лестнице на высоту 10 метров, например. Не незаметная величина.

Но учитывая сколько займет замерзание этого литра и сколько будет стоить устройство, и с учетом очень специфических условий среды - нет смысла возится из-за такой мелочи.

Прикиньте сами, как будет выглядеть мегаваттная станция на таком принципе :)

[vashu11.livejournal.com]

>> Это получается, от мобильника можно гидравлический пресс запитать?

Можно и землю поднять в одиночку(при помощи рычага) :)

Если вы никуда не спешите.

[ohshitnotuagain.livejournal.com]

Ого.
9,8 * 200000 * 0,009 = 17,64 кДж целых)