Поляризация электролита - попытка применения.

[Someone]

Дебаевская длина характеризует только толщину слоя, в котором под действием внешнего электрического поля концентрируются избыточные заряды, компенсирующие это поле, и ничего не говорит о количестве этих зарядов.
Попробуем оценить. Будем считать, что сосуд стеклянный (диэлектрическая проницаемость $\varepsilon$ - от 4 до 10 единиц, пробивная напряжённость $\frac Ud$ - от 20 до 30 киловольт на миллиметр), толщина стенок $d=0.1$ миллиметра. Предложенную схему можно рассматривать как два последовательно соединённых конденсатора со стеклянным диэлектриком. Ёмкость каждого конденсатора равна $C=\frac{\varepsilon S}{4\pi d}$, где $S$ - площадь каждой пластины конденсатора. Если к конденсатору приложена разность потенциалов $U$, то заряд на пластине конденсатора будет $q=CU=\frac{\varepsilon SU}{4\pi d}$.
Масса пары ионов $Na^+$+$Cl^-$ составляет $\mu=9.7\cdot 10^{-26}$ кг, заряд иона равен элементарному заряду $e_0=1.6\cdot 10^{-10}$ кулона. Количество избыточных ионов вблизи стенок сосуда (на дебаевской длине) равно $\frac q{e_0}$, а масса соли, "ушедшей" из объёма сосуда к стенкам, равна $m=\mu\frac q{e_0}=\frac{\varepsilon SU\mu}{4\pi de_0}$.
Пусть плотность раствора соли равна $\rho=10^3$ килограмма на кубометр, концентрация соли в растворе - $c=0.03$ (3%), толщина "рабочего" слоя воды (откуда откачивается "опреснённая" вода) равна $l=10^{-4}$ метра. Масса соли в этом слое равна $M=lSc\rho$.
Тогда, чтобы получить пресную воду, обсуждаемую процедуру опреснения нужно повторить $N=\frac Mm=\frac{lc\rho\cdot 4\pi de_0}{\varepsilon U\mu}$ раз. Подставляя численные значения (берём максимальные значения $\varepsilon=10$ и $\frac Ud=3\cdot 10^7$ вольт на метр), получаем $N=2\cdot10^5$ раз.

Надеюсь, нигде не наврал.

[Grab485]

Спасибо огромное! Надеюсь, все выкладки верны.

[Victor Orlov]

Grab485 писал(а):

Попрошу сильно не пинать - объем моих знаний по физике ограничен.
Воопрос мой такой. Представим себе кубический стеклянный сосуд с морской водой (можно раствор поваренной соли примерно той же концентрации). На две боковые противоположные поверхности сосуда наклеена фольга, жидкость получается в конденсаторе. К фольге приложено постоянное напряжение. А вот теперь начинаются мои предположения:

- по причине электролитической диссоциации хлорид натрия распадается на ионы.
- по причине нахождения в электрическом поле положительные и отрицательные ионы сконцентрируются возле соответствующих электродов (обкладки из фольги)

- проделав отверстие точно по центру сосуда, получаем вытекающую опресненную воду (сверху потихоньку подливаем соленую). Вопрос: выходит, я имею пресную воду из соленой, не расходуя энергию? Ток постоянный, все изолировано.
.

Опресниели морской воды, работающие за счет электрического тока, работают давно и в огромных масштабах. Целые города имеют единственым источником пресной воды опреснители.Так что почитайте про опреснители морской воды.
Расход энергии на этот процесс немалый.

[Grab485]

Хотелось еще получить как побочный продукт положительные и отрицательные ионы. Из них можно было бы получить электричество. Или ионы нельзя разделить?

[Tiger-OZ]

Что бы ионы оторвать от пластин нужна энергия (наподобие энергии связи), самовольно они никуда стекать не будут. Насчёт потребления энергии. Когда вы прикладываете напряжение, конденсатор заряжается. Вот на эту зарядку и расходуется энергия.

[Grab485]

Tiger-OZ писал(а):

Что бы ионы оторвать от пластин нужна энергия (наподобие энергии связи), самовольно они никуда стекать не будут. Насчёт потребления энергии. Когда вы прикладываете напряжение, конденсатор заряжается. Вот на эту зарядку и расходуется энергия.

Так я хитрый. Я воду под давлением сверху подаю. То есть работу выполняет она. Вот она и увлекает накопившиеся у пластин ионы с собой. Мы же помним, что пластины - за стеклом? Предполагается, что один раз приложив разность потенциалов и получив затухающий ток смещения, я больше электричество не трачу.

Отсюда Вопрос_1: возможно ли теоретически (и практически) разделить ионы таким образом?
Допустим, можно. Тогда получим два сосуда с водой. В идеале в одном будут только положительные ионы, во втором - отрицательные.
Ионы, они же при диссоциации облеплены молекулами воды (что собственно и ослабляет их ионную связь в кристалле). Так вот, благодаря этому они (предположительно) будут скользить вниз по стеклу и отрываться током воды и собираться в раздельные сосуды.

Теперь Вопрос_2: а можно ли из двух ведер с разными ионами извлечь что-либо полезное? (электричество, хлор, натрий...)

Вопрос_3, глобальный: можно ли указанным выше способом получить из соленой воды энергию? Предполагается, что работа по прокачке воды выполняется природным возобновляемым источником (водопад или там течение с волнами...)

[Tiger-OZ]

Видимо вы так и не поняли что вам написали. Или не захотели. Вы ведь хитрый.

[Grab485]

Tiger-OZ писал(а):

Видимо вы так и не поняли что вам написали. Или не захотели. Вы ведь хитрый.

Так разжуйте мне. Я ж не писал, что умный...

[Vladimir Dubrovskii]

Grab485 писал(а):

Tiger-OZ писал(а):

Видимо вы так и не поняли что вам написали. Или не захотели. Вы ведь хитрый.

Так разжуйте мне. Я ж не писал, что умный...

Это невозможно. Кроме того, что Вы хитрый и не умный, Вы чудовищно безграмотны. Для начала вам надо изучить школьный курс физики, раздел "электричество", ну и остальные разделы тоже не помешают.

[ИСН]

Поймите, что закон сохранения энергии, скорее всего, верен - а прочее приложится. Ну не выйдет отделить соль от воды на халяву.
Промышленные опреснители работают на иных принципах (обратный осмос, электродиализ, мало ли что ещё) - и, таки да, жрут энергию.

[Grab485]

Vladimir Dubrovskii писал(а):

Grab485 писал(а):

Tiger-OZ писал(а):

Видимо вы так и не поняли что вам написали. Или не захотели. Вы ведь хитрый.

Так разжуйте мне. Я ж не писал, что умный...

Это невозможно. Кроме того, что Вы хитрый и не умный, Вы чудовищно безграмотны. Для начала вам надо изучить школьный курс физики, раздел "электричество", ну и остальные разделы тоже не помешают.

Дружище, иногда лучше жевать...
Если не можете сказать, что именно из вышеперечисленного невозможно и по какой причине.
Или Вы из тех, кто "взять все и поделить" ?
Кстати, что не умный я тоже не писал. У меня IQ 133. А у Вас?

Добавлено спустя 3 минуты 54 секунды:

ИСН писал(а):

Поймите, что закон сохранения энергии, скорее всего, верен - а прочее приложится. Ну не выйдет отделить соль от воды на халяву.
Промышленные опреснители работают на иных принципах (обратный осмос, электродиализ, мало ли что ещё) - и, таки да, жрут энергию.

Согласен. Потому и говорю, что прикладываю давление воды, то есть расходую энергию на создание этого давления. Именно поток воды под действием давления предположительно заставит ионы покинуть место снизу пластины. А сверху прибудет новая порция воды. То есть количество притянутых к пластине (через стекло) зарядов не меняется.

[photon]

photon:

Прекращаем флеймить

[Someone]

Grab485 писал(а):

То есть количество притянутых к пластине (через стекло) зарядов не меняется.

Следовательно, если сверху втекает электрически нейтральная вода, то и снизу вытекает электрически нейтральная.

[Grab485]

Someone писал(а):

Grab485 писал(а):

То есть количество притянутых к пластине (через стекло) зарядов не меняется.

Следовательно, если сверху втекает электрически нейтральная вода, то и снизу вытекает электрически нейтральная.

Верно. В том смысле что ионы никуда не деваются. Но я снизу отбираю воду в две разные отдельные емкости (даже в три, одна - посредине, для пресной воды). Ну представьте себе зубную пасту Аквафреш. Я же могу выдавить ее в два разных сосуда, отделив синее от белого.

[ИСН]

А, ну тогда на здоровье. Невозможного тут ничего нет, есть только нерентабельное. Спустя малое время у Вас имеется два ведра, которые, если их коснуться - сильно бьются током (в одном избыток положительных ионов, в другом наоборот). И ещё одно, в котором вода на несколько тысячных долей процента менее солёная, чем на входе.
А смысл?