|
Quantrinas
Кардановский
Здравствуйте.
Жидкая капля состоит из трех физических фаз. Жидкое ядро капли – фаза жидкость. Парогазовая атмосфера, окружающая каплю – парогазовая фаза. И между ними (по поверхности жидкого ядра капли) расположена пленка поверхностного натяжения – объемная фаза толщиной около 10 ангстрем. Все молекулы в пленке поверхностного натяжения капли, согласовано по вектору направления, поляризованы и суперпозиция их электрических дипольных моментов равна избыточной энергии поверхностного натяжения (примечание 1).
Данная фаза (пленка поверхностного натяжения) по условиям образования не может быть извлечена из системы механическим путем, поскольку она существует только в поле действия не скомпенсированных молекулярных сил по границе раздела фаз (примечание 2).
В том случае, если мы помещаем каплю в объем жидкости (сливаем капли), то фаза пленка поверхностного натяжения должна исчезнуть. Высвобожденная избыточная энергия поверхностного натяжения капли (согласованно поляризованных молекул пленки поверхностного натяжения) должна быть трансформирована и остаться в системе (примечание 3). Или в виде тепла жидкости, или в виде согласованно направленных носителей электрического тока (электрических монополей) выводимых из зоны слияния капель в электрическую цепь. Ранее мной, для решения задачи селективного выделения из раствора молекул по выбору, был создан и отработан генератор потока нанокапель работающий в непрерывном режиме, на котором и было экспериментально проверено выделение энергии при слиянии потока нанокапель в сплошной объем жидкости. Оказалось, что в зависимости от условий слияния нанокапель можно получить или не получить постоянный электрический ток. И основным условием трансформации избыточной энергии пленки поверхностного натяжения в энергию электрического тока (для потока нанокапель) согласованное (по вектору направления отражения) слияние капель на поверхности электрода. Было бы проше, прикрепить этот файл с экспериментальными данными и теоретическими модельными выкладками, и я готов это сделать, но на этом форуму (похоже) это не практикуется.
примечание 1.
В этом объеме пленки поверхностного натяжения (ее слоев) происходит изменение плотности упаковки молекул, от плотности жидкости до плотности газа (в направлении от центра капли). Молекулы, составляющие объем пленки поляризованы (дипольный электрический момента молекулы «задается» ее координатами в пленке поверхностного натяжения). Причина, поляризации молекул - в следующем. Плотность упаковки молекул в жидком ядре капли на три порядка превышает плотность упаковки молекул в парогазовой фазе. [Для не очень высокой температуры и давления.] Парогазовая фаза "отстоит" на расстояние L »1 нм (десять ангстрем) [02] от жидкой фазы. Молекулярные силы (отталкивания и притяжения) направленные со стороны жидкой (конденсированной) фазы (через границу раздела фаз - пленку поверхностного натяжения) не скомпенсированы (количественно) молекулярными силами со стороны менее концентрированной парогазовой фазы. Эти молекулярные (не скомпенсированные) силы, с вектором направления нормальным к поверхности жидкого ядра капли, имеют кулоновскую (электростатическую) природу. Молекулы, в пленке поверхностного натяжения, в электростатическом поле молекулярных (не скомпенсированных) сил поляризуются (приобретают электрические дипольные моменты [03], [04], вектор которых согласованно нормален к поверхности капли).
примечание 2.
Пленку поверхностного натяжения капли, можно рассматривать и как силовой барьер (электростатический), образованный некомпенсированными молекулярными силами между жидкой и парогазовой фазой, в электростатическом поле, которых, поляризуются молекулы. Образуется новая фаза вещества, отличная от примыкающих к ней фаз, согласованной по направлению поляризацией ее молекул. Исторически принято определение - необходимая работа на образование такой фазы (пленки поверхностного натяжения из сплошности жидкости) -- избыточная энергия поверхностного натяжения. А минимально необходимая работа для такого образования пленки поверхностного натяжения - энергия необходимая на разрыв сплошности жидкости [06]. На вновь образованной поверхности разрыва жидкости, далее, формируется новая фаза - пленка поверхностного натяжения (капли). Суперпозиция всех электрических дипольных моментов молекул (в пленке поверхностного натяжения капли) - избыточную энергию поверхностного натяжения капли. Такое "устройство" капли аналог шарового электрического конденсатора - сферы, с распределенными по поверхности электрическими зарядами, заключенные в обкладках (здесь, слоях пленки поверхностного натяжения). Можно принять, Е N = бr S = Wпот . Где, Е - среднее значение энергии для молекулы (ее электрического дипольного момента). N - число всех молекул в пленке поверхностного натяжения капли. бr - избыточная энергия поверхностного натяжения, для данного радиуса капли r . S - поверхность (площадь) пленки поверхностного натяжения капли. Wпот - потенциальная энергия капли (как шарового электрического конденсатора).
примечание 3.
Как объемная фаза, пленка поверхностного натяжения капли, может существовать только на границе раздела фаз, (жидкой - парогазовой). При замене парогазовой фазы на фазу жидкости, исчезает силовой барьер не скомпенсированных молекулярных сил, фаза пленка поверхностного натяжения разрушается. Высвобожденная энергия поляризованных молекул должна быть трансформирована и остаться в системе. [ Собственно, должна быть выполнена замена носителей энергии - согласованно поляризованных молекул, по причине их исчезновения]. Если это будут молекулы жидкости, хаотично рассредоточенные в жидкости, то это будет приращение теплоты жидкости. А если это будут согласованно направленные носители электрического тока, выводимые из системы, то вероятно возникнет постоянный электрический ток. С энергией (электрической), не превышающей избыточною энергию поверхностного натяжения. То и другое было проверено в эксперименте. Был получен постоянный электрический ток, с КПД преобразования до 70 % тепловой энергии. Основным условием трансформации избыточной энергии пленки поверхностного натяжения в энергию электрического тока (для потока нанокапель) -- согласованное (по вектору направления отражения) слияние капель на поверхности электрода.
|
