Swobodna energia
W nauce, podobnie jak w życiu, najważniejsza jest prawda.
13 obserwujących
162 notki
192k odsłony
246 odsłon

Grafen a źródło energii

Wykop Skomentuj1

Streszczenie: Artykuł daje możliwość wyjścia ze ślepej uliczki, jaką jest niewiedza w zakresie fundamentalnych fizycznych zjawisk. Wykonanie proponowanych w tym artykule badań i eksperymentów z grafenowym elektrycznym ogniwem będzie dużym krokiem naprzód w rozwoju nauk przyrodniczych. Jednak badacze najpierw powinni poznać, czym jest energia, a tym samym wydostać się trochę z obszaru niewiedzy. Jest to możliwe po przeczytaniu artykułu "Istota energii? ...Ależ to bardzo proste!" na http://pinopa.narod.ru/09_C2_Istota_energii.pdf.

Spis treści
Wstęp - Grafen jako pretekst
Podstawowy napęd cząstek materii
Podstawowy napęd cząstek w modelu
Cechy jądra atomu węgla 12C
Ukierunkowany ruch protoelektronów
Grafen - perspektywiczne źródło energii
Zakończenie


Wstęp - Grafen jako pretekst
Będziemy tu zajmowali się budową i właściwościami grafenu, a w szerszym kontekście, zajmiemy się tutaj węglem 12C. Grafen jako alotropowa odmiana węgla jest interesujący szczególnie pod jednym względem - jest on niezwykle wytrzymały na rozciąganie. Ta właściwość może mieć szczególnie ważne znaczenie, gdyby grafen był wykorzystany jako źródło energii. Mowa tutaj o hipotetycznym źródle, które miałoby taką zdolność, że wymuszałoby i jednocześnie kierowałoby przepływem prądu elektrycznego. Taka zdolność istnieje w materii magnesu. W magnesach linie natężenia pola i kierunek ruchu elektronów są ze sobą zgodne i tworzą zamknięte obwody.*1) To przyczynia się do ich dużej odporności na zewnętrzne niszczące oddziaływania. Ale z tego powodu magnesy nie mogą być bezpośrednio wykorzystane jako źródło energii elektrycznej. Do tego celu mógłby być wykorzystany grafen lub inna substancja, której wiązania międzyatomowe byłyby w podobnym stopniu odporne na rozrywanie. A że na razie grafen jest jedyną tak bardzo wytrzymałą substancją, więc powinien on być wykorzystany do badań.

Podstawowy napęd cząstek materii
Oddziaływanie między cząstkami materii można rozpatrywać już na fundamentalnym poziomie, bo takie oddziaływanie istnieje między protonami i neutronami. Na obecnym etapie wiedzy nie są znane atomy, które składałyby się z dwóch protonów lub cząstek składających się z dwóch neutronów. Za wyjątkiem wodoru 1H (protu) atomy wszystkich innych pierwiastków zawierają mieszaninę tych dwóch cząstek. O tym, że nie może to być mieszanina w byle jakiej postaci, świadczą właściwości izotopów różnych pierwiastków. Hel 3He zawiera dwa protony i jeden neutron - jest to stabilny izotop. Wodór 3H zawiera jeden proton i dwa neutrony - ten izotop jest promieniotwórczy i ma okres połowicznego rozpadu 12,33 lat. Taka sytuacja świadczy o tym, że neutron ma większą zdolność wiązania sąsiednich cząstek aniżeli proton.

Wzajemne oddziaływanie między cząstkami na fundamentalnym poziomie polega na wzajemnych przyspieszeniach, a pochodzi ono od właściwości przestrzeni.*1)  Proton i neutron to są odmienne cząstki, zatem ich zdolność do przyspieszania sąsiednich cząstek różni się od siebie. Z tego powodu ta ich zdolność jest opisywana za pomocą różniących się od siebie matematycznych funkcji. W tych przyspieszeniowych matematycznych funkcjach protonu i neutronu pewne fragmenty są do siebie podobne. Opisują one przyspieszenia, jakie są nadawane sąsiednim cząstkom w obszarach, które nazywają się potencjałowymi powłokami.

Gdy proton i neutron są oddalone od siebie na odległość, która w przybliżeniu jest równa wielkości promieni ich potencjałowych powłok, wówczas każda z tych cząstek znajduje się w obszarze potencjałowej powłoki swojej sąsiadki i cząstki drgają względem siebie. Z powodu nieco odmiennych sposobów wzajemnego przyspieszania na powłokach układ dwóch cząstek, w postaci atomowego jądra wodoru deuteru 2H, uzyskuje wypadkowe przyspieszenie. A ten fakt, że neutron ma większą zdolność wiązania sąsiednich cząstek od protonu, oznacza także, że odgrywa on decydująca rolę w tworzeniu wypadkowego przyspieszenia jądra 2H.

Podstawowy napęd cząstek w modelu
Do modelowania ruchu strukturalnych układów, które składają się z protonów i neutronów, można wykorzystać matematyczną funkcję PES. Składniki tej funkcji oraz związane z nią wykresy potencjału i natężenia (przyspieszenia) pola są przedstawione poniżej.

image

Tę funkcję można wykorzystać do opracowania komputerowego programu podobnego do Gas2n.exe.*2) W tym programie odległości między protonami i neutronami (a ściślej, między ich modelami) na przemian zwiększają się i zmniejszają się. Bo wzajemne oddziaływania cząstek zgodnie z funkcję PES, pomimo ich nieustannych drgań względem siebie, zapewniają stabilne położenie cząstek względem siebie, a jednocześnie zapewniają poruszanie się tego układu cząstek jako całości z pewnym wypadkowym przyspieszeniem.

Poniżej na Rys. cn_2H (a oraz b) podany jest przykład zmiany położenia w przestrzeni oraz prędkości układu dwóch cząstek, które różnią się zdolnością do przyspieszania swojej sąsiadki. Te cząstki zachowują stabilne położenie względem siebie w podobny sposób, jak proton z neutronem zachowują stabilne położenie w jądrze atomu deuteru. Tutaj obie cząstki mają po trzy potencjałowe powłoki: C1, D1 i F1. Dwie z tych powłok w obu cząstkach mają identyczne promienie, a różnią się wielkością promienia trzeciej powłoki, oznaczonej symbolem D1.

Podczas modelowania zachowania cząstek w komputerowym programie Gas2n.exe podczas trwania 10002 iteracji obliczeniowych układ tych dwóch cząstek przemieścił się na odległość ok. 3293 jednostek długości (j. dł.) i uzyskał prędkość ok. 658 jednostek prędkości (j. pr.).

image

Na Rys. cn_4He przedstawiony jest przykład przyspieszonego ruchu układu czterech cząstek. Układ cząstek budową przypomina jądro atomu helu 4He, czyli.przypomina cząstkę α. W tym komputerowym doświadczeniu podczas trwania 10000 iteracji obliczeniowych układ cząstek przemieścił się na odległość ok. 4660 j. dł. i osiągnął prędkość ok. 933 j. pr.

image

Dla porównania można tu wykorzystać dane z komputerowego doświadczenia, w którym szeregowo ze sobą były połączone trzy układy cząstek, podobne do cząstki  α. W ten sposób powstał układ cząstek podobny do hipotetycznego atomowego jądra węgla 12C, w którym mieści się 6 protonów i 6 neutronów. Ten zestaw cząstek, w postaci jak poniżej,

Wykop Skomentuj1
Ciekawi nas Twoje zdanie! Napisz notkę Zgłoś nadużycie

Więcej na ten temat

Salon24 news

Co o tym sądzisz?

Inne tematy w dziale Technologie