מדוע קיומה של נורת נצח אינו אפשרי

בעיר ליברמור (קליפורניה, ארה"ב) יש נורה ייחודית, שנדחפה בשנת 1901 ונמשכה מאז ללא הפרעה. זה שיא מוחלט ש נכנס לספר השיאים של גינס. מצלמת רשת מותקנת מול נורה ייחודית בתחנת כיבוי אש מס '6, כך שניתן לראות את הנורה באינטרנט. איך זה היה אפשרי?

ידוע שהפנים העיקריות של שחיקת הנורה היא שחיקה הדרגתית של חוט טונגסטן. נימה זו מחוממת כמעט עד לנקודת ההיתוך של טונגסטן (3300 מעלות צלזיוס), אחרת לא תקבל שטף אור עז. בטמפרטורה זו אטומי הטונגסטן בסריג הגבישים רוטטים באינטנסיביות וחלקם יורדים ויוצאים לחלל, ומתיישבים על קירות הבקבוק. בהדרגה, החוט נהיה דק יותר ובמקום הדק הטמפרטורה עוברת את נקודת ההתכה, החוט שורף.

ברור שכדי להגדיל את חיי הנורה יש להתקין חוט עבה יותר. אך יחד עם זאת, כדי לשמור על התנגדות החוט, יש צורך להגדיל את אורכו. עלייה כפולה בקוטר הנימה מובילה לעלייה במסת הטונגסטן פי 8. וטונגסטן היא מתכת יקרה, כך שיצרני הנורות הנוכחיים מנסים להציל אותה.

אך יש סיבה נוספת לבלאי מנורות, שכמעט איש אינו יודע עליה. העובדה היא שכוס דק של בקבוק במצב מחומם עוברת גז. ישנם שולחנות לכוסות שונות וגזים שונים בטמפרטורות שונות. לדוגמה, 1 ס"מ. 2 משטח זכוכית בעובי של 1 מ"מ למשך 1 שניות ועם הפרש לחץ של 1 מ"מ כספית. מעביר 6.5 * 10 ס"מ (-12) ס"מ 3 של חנקן בטמפרטורה של 600 ° С (החלק העיקרי של האוויר).

בואו נחשב את טמפרטורת הנורה של נורה רגילה של 40 וואט עם שטח פנים של הנורה של 200 ס"מ 2 ושטח נימה טונגסטן של (בערך) 0.3 ס"מ 2, כלומר ההבדל הוא 660 פעמים.

תוך שימוש בשיטת החישוב לפי חוק שטפן-בולצמן ובהתחשב בכך שכל קרינת האינפרא אדום של החוט מחממת את הבקבוק (האור הנראה אינו עולה על 3%), אנו משיגים את טמפרטורת הבקבוק של כ -400 מעלות צלזיוס (כולם יכולים לוודא שהדבר נעשה על ידי נגיעה בבקבוק) נורה זוהרת). יתר על כן, לקיחת עובי הזכוכית של בקבוק הבקבוק 0.5 מ"מ, הפרש הלחץ 760 מ"מ RT.article. והזמן הוא שנה, אנו מקבלים את חדירת הגז למנורה בערך 4-5 ס"מ.

במשך כמה שנים, אם הנימה לא תישרף, המנורה תתמלא בגז, תתרחש פריקת גז, ואיתה הפצצת היונים של הנימה. ואז החוט הזה יתדלד מהר יותר. לפיכך, על מנת ליצור מנורת ליבון עם חיי שירות ארוכים, יש צורך: להתקין נימה טונגסטן עבה, הגדל את שטח הפנים של נורת הנורה (במקרה זה, טמפרטורת הנורה תהפוך נמוכה יותר ודליפת הגז תקטן), הגדילו את עובי הזכוכית של נורת הנורה.

ברור שהתנאים הללו התקיימו במנורה ארוכת שנים. אך היצרנים הנוכחיים אינם רוצים למלא את התנאים הללו, ראשית, מסיבות כלכליות (טונגסטן וזכוכית), ושנית, היצרנים פשוט לא מעוניינים לשחרר נורות "נצחיות" (אחרת הם "יישרפו").

Comments

[#1 סרגיי]

כאמור, אורך חייו של מנורת ליבון נקבעים על ידי אידוי חומר הנימה המחומם. מנורה בוערת ללא הפסקה (למשל, על נחיתה בבניין רב קומות) תבערה מוקדם יותר. לכן, הדרך הקלה ביותר להגדיל את חיי השירות שלה היא להפחית את זמן השריפה, כלומרהפעל אותו רק כשצריך, כלומר כשמישהו נמצא בחדר. ניתן לעשות זאת באמצעות מפסקי חשמל עם חיישני תנועה (אך רק אם המתג מספק אספקת זרם נטולת זעזועים למעגל המנורה, דבר שאינו אופייני לכל הדגמים). הגיזמוסים הללו הם לא יקרים, הם עובדים זמן רב ובהתחשב בכך שלא רק שהמנורה מחזיקה זמן רב יותר, אלא גם חסכון באנרגיה (בעיקר באותה מדרגות), נראה לי שכדאי לכם לשקול ברצינות להשתמש בהם (או אפילו באזור זה. אנחנו מאחורי כל כדור הארץ).

[#2 אתה]

בולשיט אנטי-מדעי. המחבר דילג על קורס לפיזיקה בבית הספר.

[#3 andy78]

אתה אבל אתה יכול לתת לי פרטים נוספים מדוע קיבלת את זה? רצוי עם הטיעונים שלך. ואז כולם בבית הספר לימדו פעם פיזיקה ופשוט להתייחס לעובדה שמישהו שם לא למד משהו מבלי לנקש את העובדות הוא איכשהו לא יפה. באופן כללי, אנו מחכים לתגובה רגילה.

[#4]

אם המנורה מסופקת עם מתח נמוך, אורך חיי השירות שלה יכול להימשך מאות פעמים.

[#5]

אני עונה על השאלה. למאמר זה אין קשרים:

1) במאמר נאמר כי ... ברור, כדי להגדיל את חיי הנורה יש צורך להתקין חוט עבה יותר. אך יחד עם זאת, כדי לשמור על התנגדות החוט, יש צורך להגדיל את אורכו.

עם זאת, במקרה זה, שטח הספירלה יגדל, ועל פי חוק סטפן-בולצמן המוזכר במאמר זה, הטמפרטורה, ולכן היעילות, תקטן.

2) לא מדדתי את טמפרטורת המנורה, אך לדעתי לא נלקח בחשבון שלא כל אור האינפרא אדום מחמם את הנורה (יש שיעברו).

[#6 MIKADO]

יש סרט טוב על נורות, ועל קפרון, ועל ביוטכנולוגיה ... הוא מספר על תיאוריה חיצונית שפותחה במיוחד. הנורה, הטלוויזיה, הטלפון, המיקרוגל עובדות בדיוק את תקופת תקופת האחריות.

[#7]

כאלקטרופיזיקאי ואוסף מנורות וינטאג ', אני מציין.
לפני הכל - במנורת שלדה מאזדה הזו החוט אינו טונגסטן, אלא אפילו פחמן ודי שמן. מנורות אלה בדרך כלל עקשניות.

1. נורות מנורות ישנות עבות כמעט פי שלושה מהנורות המודרניות; עובי הלקוחות מסוימים מגיע ל -1.2 מ"מ. באופן ספציפי, זה (שלבי מאזדה-אדיסון) יש 0.8 - 0.86 מ"מ.
2. קוטר הנורה במנורות ישנות, בין אם מאזדה-אדיסון או ווסטינגהאוס, גדול בהרבה.
3. הספירלה מתחממת הרבה פחות חזותית על ידי טמפרטורת צבע מאשר מנורות מודרניות ומחממת את הנורה מאוד מאוד חלשה, תוכלו לאמת זאת באופן אישי על ידי מעבר למוזיאון האורות במוסקבה ונגיעה במנורה בידיים. הטמפרטורה של אפילו מנורת 60 וואט על פני הנורה היא 70-80 מעלות בעומס מלא, בשום פנים ואופן 400.
4. הסוד הקטן ביותר - המתח עד שנת 1956 בארצות הברית לא היה נורמלי ונבדק היטב, וככלל, הוא היה מתחת ל 125 וולט, שעבורם תוכננה מנורה זו.
5. סוד קטן ושני - נורת המנורה הייתה מחוסמת ונשמרה בתמיסה במשך זמן מה, שלאחריה משטח המנורה קיבל גוון מתכתי - אולי זה גם השפיע.

ו ... הסוד הקטן האחרון - אני בטוח שהמנורה כבר הוחלפה, אבל לא נהוג לדבר על זה. להשיג מנורה חדשה (לא משומשת) זהה בארצות הברית אינה בעיה, אבל אפילו מוזיאון גרוע יכול להרשות זאת לעצמה. בכל מקרה, המוזיאון הזה מתחרה איתי במכירות פומביות בדיוק על המנורות האלה ... אה, אני חושב שלא לשווא, יש להם שמורה ולא אחת.
מי שסקרן את המנורה ארוכת השנים - כתוב :)

[#8]

בלתי אפשרי כתוב יחד. המחבר, הקמפיין, לא רק שדילג על הפיזיקה.

[#9 andy78]

אלכסיי, גם אתה כתבת מילה מאויתת נכון, נכון לכתוב "כוסמין". יצאת עם המחבר?

[#10 מקסים]

אני לא מבין איך המחבר חישב ...

"...עלייה כפולה בקוטר הנימה מובילה לעלייה של פי 8 במסת הטונגסטן ... "

החוט הוא למעשה צילינדר שהנפח שלו יהיה V = PiD ^ 2 * L / 4 (D הוא הקוטר, L הוא האורך, Pi הוא 3.14159 ...). מסת החוט היא m = V * p (V הוא הנפח, p הוא הצפיפות). אז אם תכפיל את הקוטר, המסה תגדל רק 4 פעמים. המחבר דילג לא רק על הפיזיקה, אלא גם על המתמטיקה.

[#11]

לאחר הגדלת הקוטר, התנגדות החוט פחתה, היה צורך להחזיר את ההתנגדות הקודמת, הם השיגו זאת על ידי הגדלת האורך בחצי. 4 * 2 = 8

[#12]

מאז נובמבר 2013 הוצגה בדיוק אותה נורה (מאותה אצווה) בתערוכה "נורות היסטוריות ויוצאות דופן" של המוזיאון "אורות מוסקבה". זהו האולם הרביעי, חלון הראווה מס '2. אתה יכול לבקש מהמדריך להדליק את האורות.

[#13]

קראתי בעיון את המאמר, החלטתי לכתוב את התגובות שלך כאן. אין שום דבר נצחי! אפילו השמש שלנו תצא מחר, אחרי הבעירה של כל הדלק H2 (מימן). הכל משתנה ונפטר בקוסמוס ובטבע. מסקנה: לא ניתן ליצור מכונת תנועה תמידית, המבוססת על חוק הפיזיקה "על שימור אנרגיה", לא ניתן ליצור נורת נצח. אני מסכים עם אחת שתוכלו להאריך את חיי הנורה עד 5000 שעות, אך המחיר של נורה כזו עולה באופן אקספוננציאלי. לכן, הפיכת מנורה זו אינה רווחית עבור היצרן, ומנורה יקרה לצרכן. אגב: אתמול התבוננתי בסרטון היוטיוב שנקרא "השפעת נורה" והוא הזכיר את האור הנצחי הזה, שנדלק מאז שנת 1901 בתחנת האש. יש מצלמת וידאו שמכוונת לנורה זו. נ.ב .: תודה למחבר מאמר זה על הטיפים לבחירת נורת ליבון איכותית בעת הקנייה בחנות כיום. אהבתי את זה.

[#14 ולדימיר קורנינקו]

במאה הקודמת (כמו לודיגין) הוא הראה מנורה עם חוט פחם, שעבדה 15 שנה ברציפות. אבל במנורות מודרניות אין ואקום זמן רב, במקום זה - קסנון, קריפטון, לפעמים הליום או מימן.