http://Слава Фамилия/ ([identity profile] Слава Фамилия) wrote in [community profile] useless_faq2013-07-12 06:48 pm

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

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")

[identity profile] montyfix.livejournal.com 2013-07-12 01:29 pm (UTC)(link)
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

[identity profile] nishi-miller.livejournal.com 2013-07-12 01:31 pm (UTC)(link)
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

[identity profile] apashenko.livejournal.com 2013-07-12 01:49 pm (UTC)(link)
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.

Image

[identity profile] ikaktys.livejournal.com 2013-07-12 01:53 pm (UTC)(link)
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.

[identity profile] 69-disco.livejournal.com 2013-07-12 01:57 pm (UTC)(link)
Думаю просто раньше никто не догадался, а вы вот взяли и изобрели изобретение.

[identity profile] vashu11.livejournal.com 2013-07-12 02:08 pm (UTC)(link)
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.

[identity profile] blood-again.livejournal.com 2013-07-12 02:32 pm (UTC)(link)
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.

[identity profile] dendrr.livejournal.com 2013-07-12 04:53 pm (UTC)(link)
Да вы гений, батенька!

Предлагаю альтернативную схему, она гораздо проще, да и работать может всегда, а не только в дни, когда происходит заморозок после потепления. В принципе, она уже описана у Ильфа с Петровым, поэтому на оригинальность и не претендую.

Берем большой бак с водой, в дне делаем дырку и под струю воды ставим колесо - а оно уже крутит динамо-машину, генерируя электрический ток. Под колесом еще один бак, куда вода собирается. А так же нанимаем несколько узбеков, которые загребают воду из нижнего бака ведрами и носят ее в верхний в режиме нонстоп. Таким образом, имеем почти вечный двигатель. "Почти" - потому что узбеков надо периодически заменять. Пока еще устают.

[identity profile] to-se.livejournal.com 2013-07-12 08:31 pm (UTC)(link)
Потому что нужен или постоянный разрыв.
Или разорвалось - склеилось.
Ну и где это?
Па почве заморозки-роса?
Раз в сутки.
Или на другой планете.
Так туда лететь дороже и жить незачем.

[identity profile] to-se.livejournal.com 2013-07-12 08:47 pm (UTC)(link)
Не, ну используют все-таки.
Асфальт в лужи ложат, а потом зима и опять ложить надо.
Энергия денег на благо человека.

[identity profile] doctorchuckie.livejournal.com 2013-07-13 01:30 am (UTC)(link)
Не получится! Как только вы поместите груз на воду сверху - он тут же утонет.