2019 június 17 - hétfő

2.4.1.3. Az ismeretlen víz

Földünk felszínének 70%-a víz. Testünk 70%-a szintén víz. Azt gondolhatjuk, hogy mindent tudunk róla. De tényleg így van ez? Ezen az oldalon olyan dolgokról olvashatsz a vízzel kapcsolatban, ami koránt sem nevezhető magától értetődőnek.

Az mindenki előtt ismert tény, hogy a vízmolekula két hidrogén és egy oxigén atom összekapcsolódásakor jön létre. A későbbiekben arról lesz szó, hogyan tudjuk a lehető legkevesebb energia felhasználásával lebontani a vízmolekulákat az őket alkotó atomokra. Ha a hagyományos elektrolízist használjuk, akkor több energiát kell befektetnünk, mint amennyit visszakaphatunk az eredményként kapott H2 és O2 molekulák “vízzé égetésekor”. Ahhoz, hogy olyan hatásfokkal tudjuk lebontani a vizet, hogy a hidrogén elégetésekor több energiát kapjunk, mint amennyit a lebontáskor felhasználtunk, túl kell lépnünk az iskolai tananyag keretein.

A tegnapi igazság ma már nem igazság, de a mai igazság sem lesz már igaz holnap! Arra szeretnélek kérni, hogy az itt következő sorok olvasásakor ezt mindenképpen tartsd szem előtt!

A víz még sok érdekes meglepetéssel szolgálhat a számunkra. Például a víz nagy valószínűséggel élő, érző lény. Erre láthatsz itt példákat. De ezt inkább csak érdekességképpen említettem meg. Ami minket most jobban érdekel, az a következő:

Egy 1981-es kiadású Négyjegyű függvénytáblázatot lapozgatva furcsa dolgokra figyeltem fel.

Azt tanultuk, hogy az abszolút nulla hőmérsékleten, azaz -273 °C-on a molekulák és atomok rezgő mozgása teljesen megszűnik. Mi a figyelmünket most csak a vízmolekuláknak szenteljük. Az abszolút nulla hőmérséklettől felfelé haladva egészen 0 °C-ig a víz szilárd halmazállapotú, amit jégnek nevezünk. 0 °C-tól 100 °C-ig a víz folyékony halmazállapotú, majd a hőmérsékletet tovább növelve a víz gáz halmazállapotúvá válik. Ahogy nő a hőmérséklet, egyre csökken a víz sűrűsége, mivel a közölt hőenergia hatására a vízmolekulák közötti összetartó erő csökken, a molekulák így egyre távolabb kerülnek egymástól. 100 °C-tól felfelé ez a víz halmazállapotának megváltozását vonja maga után, igazolva annak a szabálynak a jogosságát, hogy a mennyiségi változás egy idő után minőségi változást okoz.

Vizsgáljuk meg a 0 °C-nál magasabb hőmérsékleten végbemenő folyamatokat. Azt a hőt, ami az m tömegű folyadék ugyanolyan hőmérsékletű gőzzé alakításához szükséges, párolgáshőnek (Lp) nevezzük. (Ezt a meghatározást egy 1985-ös kiadású fizikai képletgyűjteményből vettem.)

Mielőtt elmondanám, hogy mire is akarok kilyukadni, nézzük meg a következő táblázatban a hőmérséklet és a párolgáshő viszonyát a víznél.

Hőmérséklet
Párolgáshő
0,0 °C
2500476 J/kg
25,0 °C
2442277 J/kg
50,0 °C
2382403 J/kg
75,0 °C
2321273 J/kg
100,0 °C
2256374 J/kg
125,0 °C
2187289 J/kg
150,0 °C
2112760 J/kg
175,0 °C
2031532 J/kg
200,0 °C
1940675 J/kg
225,0 °C
1836837 J/kg
250,0 °C
1715833 J/kg
275,0 °C
1572637 J/kg
300,0 °C
1403064 J/kg
325,0 °C
1188689 J/kg
350,0 °C
891831 J/kg
370,0 °C
448009 J/kg
374,2 °C
0 J/kg

1.táblázat. A hőmérséklet és a párolgáshő viszonya a víznél

Parolg_ho 2.4.1.3. Az ismeretlen víz

1.ábra. Az 1.táblázat grafikus ábrázolása

Az 1.táblázat és az 1.ábra figyelmesebb tanulmányozásával a következő dologra figyelhetünk fel:

A hőmérséklet növekedésével a párolgáshő csökken. Ez még önmagában nem volna meglepő, hiszen így is kell lennie. De ez a változás nem lineáris! Minél magasabb a hőmérséklet, annál több hő kell a víz elpárologtatásához. Ezt tanultuk az iskolában is.

Vizsgáljuk meg a jelenséget a fajhő szemszögéből.

A fajhő növekedésének meghatározásához a két szomszédos sor közötti energiakülönbséget kell vennünk, amit aztán elosztunk a hőmérsékletkülönbséggel. Ha például a 0 és 25 °C-hoz tartozó energiakülönbséget akarjuk meghatározni, akkor a következő értéket kapjuk: ( 2500476 – 2442277 ) / 25 = 2328 J/(kg * °C). Ha a 25 és 50 °C-hoz tartozó energiakülönbséget számoljuk ki, akkor ( 2442277 – 2382403 ) / 25 = 2395 J / (kg * °C). Az így kapott értékek különbsége 2395 – 2328 = 67 J / (kg * °C). Ez a fajhő növekedése.

A 2.táblázatban ezeket a számításokat nézheted meg.

Hőmérséklet
Párolgáshő
1 °C-os különbség
Fajhő növekedés
0,0 °C
2500476 J/kg
25,0 °C
2442277 J/kg
2328 J/(kg * °C)
50,0 °C
2382403 J/kg
2395 J/(kg * °C)
67 J/(kg * °C)
75,0 °C
2321273 J/kg
2445 J/(kg * °C)
50 J/(kg * °C)
100,0 °C
2256374 J/kg
2596 J/(kg * °C)
151 J/(kg * °C)
125,0 °C
2187289 J/kg
2763 J/(kg * °C)
167 J/(kg * °C)
150,0 °C
2112760 J/kg
2981 J/(kg * °C)
218 J/(kg * °C)
175,0 °C
2031532 J/kg
3249 J/(kg * °C)
268 J/(kg * °C)
200,0 °C
1940675 J/kg
3634 J/(kg * °C)
385 J/(kg * °C)
225,0 °C
1836837 J/kg
4154 J/(kg * °C)
519 J/(kg * °C)
250,0 °C
1715833 J/kg
4840 J/(kg * °C)
687 J/(kg * °C)
275,0 °C
1572637 J/kg
5728 J/(kg * °C)
888 J/(kg * °C)
300,0 °C
1403064 J/kg
6783 J/(kg * °C)
1055 J/(kg * °C)
325,0 °C
1188689 J/kg
8575 J/(kg * °C)
1792 J/(kg * °C)
350,0 °C
891831 J/kg
11874 J/(kg * °C)
3299 J/(kg * °C)
370,0 °C
448009 J/kg
22191 J/(kg * °C)
10317 J/(kg * °C)
374,2 °C
0 J/kg
106669 J/(kg * °C)
84478 J/(kg * °C)

2.táblázat. A hőmérséklet és a párolgáshő viszonyánál tapasztalt fajhő növekedése

plusz_en 2.4.1.3. Az ismeretlen víz

2.ábra. A 2.táblázat grafikus ábrázolása

Mint látjuk, a hőmérséklet növekedésével a fajhő növekszik, méghozzá exponenciálisan. Ez azt jelenti, hogy növelve a hőmérsékletet egyre több és több energiát kell befektetnünk minden egyes °C növekedéshez, azaz több hőt kell közölnünk egy 50 °C-os víz 51 °C-ra történő emelésére, mint mondjuk egy 11 °C-os, ugyanakkora tömegű víz 12 °C-ra történő emelésére. Ha ez a jelenség igaz “normál” hőmérsékleteknél, akkor az induktív gondolkodás szerint ennek így kell lennie a jóval magasabb hőmérsékleteken is. Ezt sugallja a 2.táblázat is. De ez nem így van, és ez az, amiről nagyon kevesen tudnak, mivel az iskolában ezt nem tanítják.

A következőkben a magyar származású és világszerte elismert tudós, Kürti Miklós professzor szavait idézem:

“Nézzük a következő kérdést! Valóban igaz-e, hogy minden rendszerben korlátos az energia? A rendszer valóban csak annyi energiát tud elnyelni, amennyi még változást tud benne előidézni?

Igen is és nem is. Tekintsünk egy nagyon egyszerű rendszert: Külső mágneses térben elhelyezett spint. A spin a mágneses térhez képest parallel illetve antiparallel állhat be, az energiakülönbség arányos a mágneses térrel. Abszolút zérus hőmérsékleten minden részecske az alsó energiaszinten helyezkedik el. Ha több energiát pumpálunk a rendszerbe, akkor egyre több részecske kerül át a felső tartományba. Végül egy bizonyos ponton kialakul a rendszerben az egyenletes energia eloszlás, ugyanannyi lesz fönt, mint lent (3. ábra).

kurti9208_3 2.4.1.3. Az ismeretlen víz

3.ábra. Kétállapotú spinrendszer

Nézzük meg, hogy milyen termodinamikai függvényei vannak egy ilyen részecske-rendszernek. Az entrópia az alapállapottól függően nulláról indul, illetve konstansról, ha az alapállapot degenerált. Majd növekszik abban a hőmérséklet tartományban, ahol a részecskék a magasabb energia szintre kerülnek fel. Végül eléri az egyenlet által megadott maximális értéket. Az energia egy hasonló függvény. A fajhőt a szokásos jól ismert Schottky fajhőgörbe jellemzi.

\Large C\cong\frac{\Delta^2}{k*(T^2)*exp(-\Delta/kT)}

ahol:

  • k – a Boltzmann állandó (1,38054*10^-23 J/°K)
  • D – az energiakülönbség

A fajhő növekszik, majd elér egy maximális értéket. Ezután csökkenni kezd, majd nagyon nagy hőmérsékleten az izoláltspin-rendszer fajhője zérussá válik (4. ábra).”

kurti9208_4 2.4.1.3. Az ismeretlen víz

4.ábra. Spinrendszer termodinamikai függvényei

Kürti Miklós professzor szavait innét idéztem.

A lényeg az, hogy a fajhő nem egy állandóan növekvő paraméter! Ez nagyon fontos számunkra. Ez valószínűleg azért van így, mert a víz megcsapol egy energiaforrást, amit nullpontenergiának vagy éternek nevezünk. De ehhez egy bizonyos hőmérsékletű térbe kell helyezni a vizet. A víz fajhője Kürti professzor szerint az abszolút 0 °C-on és nagyon magas hőmérsékleten nulla. De mennyi az a nagyon magas hőmérséklet? Mivel Kürti fizikus volt, ezért az Ő szemszögéből kell értelmezni a “nagyon magas” kifejezést. Tehát vegyük ezt a másik szélsőértéket 2500 °C-nak. Feltételezhetjük a 4. ábrából azt is, hogy a maximális fajhőt valahol a két szélsőérték között kell keresnünk, azaz 2773/2 = 1386,5 °C körül. Ezek szerint a víz fajhő görbéje a következőképpen néz ki:

vizFajho 2.4.1.3. Az ismeretlen víz

5. ábra. A víz feltételezett fajhő görbéje

Egy érdekes dologra szeretném felhívni a figyelmedet! Ez inkább csak játék a számokkal, de talán az érdekességén kívül valami mást is jelent. Az a bizonyos 273-as szám fogott meg. -273 °C és 0 °C között a víz szilárd halmazállapotú. 100 °C és +374,2 °C között a különbség 274,2, ami megint csak majdnem 273, igaz? Ekkor a víz gáz halmazállapotú. Ha a 374,2 °C-hoz hozzáadunk megint 273-at, akkor 647,2 °C-ot kapunk. Ez nagyjából a hidrogén és vízgáz keverék gyulladási hőmérséklete. (A függvénytáblázatban 600 °C-os értéket adtak meg, de ez a hidrogén/vízgőz/levegő arány függvényében változhat). Ha kilenszer vesszük a 273-at, akkor 2457-et kapunk, ami nagyon közel van a 2500-hoz. Az eddigi hivatalos vélemény szerint 2500 °C-os hőmérsékleten a vízmolekulák spontán módon elkezdenek szétválni hidrogénra és oxigénra.

A Las Vegasi Nevada egyetemen folytatott kísérletek alapján azonbán már a 700-1000 °C-os hőmérséklet tartományban megfigyelhető ez a spontán szétválás.

De van még egy nagyon fontos tulajdonsága ennek a spontán szétválásnak, mégpedig az, hogy kevesebb hőenergiát kell közölni a rendszerrel, mint amennyit visszakapunk, mikor a H2 és O2 molekulák ismét vízmolekulákká válnak! Ezt a 4.ábra jobb-alsó harang-görbéjéből is láthatjuk.

Amit itt és most el kell fogadnunk, az az, hogy az általunk megtanult jelenségek csak egy adott feltétel-együttes esetén igazak, azaz adott hőmérsékleten, nyomáson stb. Mihelyst megváltoztatjuk a körülményeket, megváltozik az eredmény is. Vegyük példának a fényt. A fény eddigi ismereteink szerint egyenes vonalban terjed. De mi van akkor, ha a gravitációs erő jóval nagyobb az általunk megszokott értéknél? Akkor a fény elhajlik! Ez a jelenség figyelhető meg például a Nap gravitációs mezejének a közelében. A vízzel ugyanez a helyzet. Megtanultuk, hogyan viselkedik a víz “normális” körülmények között. De mi történik akkor, ha a körülmények megváltoznak? Természetesen akkor már nem érvényesek az általunk tanult “törvények”. Extrém körülményeket hozva létre, pl. magas hőmérsékletet, több 10 kV-os feszültséget vagy rövid, de nagy áramú impulzusokat használva a víz sokkal kevesebb energiával bontható hidrogénra és oxigénra.

Később majd látni fogod, hogy Naudin BingoFuel reaktorában elektromos ív segítségével állit elő kb. 2500-3000 °C-os hőmérsékletet, így szakítja szét a vízmolekulákat az alkotórészeire. A részleteket a BingoFuel reaktornál tárgyaljuk majd, de egy dologra már most szeretném felhívni a figyelmedet. A Naudin féle elektrolizáló 2,5-szer több hidrogént termelt, mint a hagyományos elektrolizálók – ugyanakkora energia befektetésével.

Azonban van egy másik nagyon fontos dolog, amire szintén oda kell figyelnünk. Amikor ilyen magas hőmérsékleten folyik az elektrolízis, akkor a szétválasztott hidrogén és oxigén atomok szinte azonnal újraegyesülnek vízzé. (Ezért jár ekkora fényjelenséggel a folyamat.) Tehát az a hidrogénmennyiség, amit az elektrolizáló kimenetén kapunk, jóval kevesebb, mint a ténylegesen szétválasztott hidrogén mennyisége! A cél az, hogy az “elektrolizáló” egyúttal a termelt hidrogén felhasználási helye is lehessen, így ezt a 2,5-szeres hatásfokot még a sokszorosára növelhetjük!

Ehhez a legideálisabb hely egy belsőégésű motor égéstere. Erről olvashatsz a következő oldalon.

Mielőtt azonban ezt elkezdenénk tárgyalni, pár szóban még térjünk vissza a nullpontenergiához.

Vizsgáljuk meg először az elektrolízis folyamatát. A vízzel, azaz H2O molekulákkal villamos energiát közölve azok lebomlanak hidrogénra és oxigénra, majd H2 és O2 molekulákat alkotva újra stabil állapotba kerülnek. Ezen reakció során a hagyományos tudományos álláspont szerint a reakcióban résztvevő atomok energiával töltődnek fel, méghozzá az általunk befektetett energiával, ami abban nyilvánul meg, hogy az elektronjaik magasabb energiaszintű állapotba ugranak. A hengerekbe kerülve ezek a gázok egy kis energia (szikra) segítségével újból egy alacsonyabb energiaszintű állapotba jutnak, s közben az energiafelesleget hő és fény formájában leadják.

Ez a magyarázat azonban – szerintem – egy kicsit sántít. Mint Kanarev professzor kísérletéből is láthatjuk majd, az elektrolizáló készülék nem csak fogyasztója illetve felhalmozója a befektetett villamos energiának, hanem FORRÁSA is. Az elektrolizáló feltöltése után beindul az elektrolízis folyamata, ami aztán magától folytatódik. A reakció során végbemenő változások okozta kis veszteségek pótlására időről-időre egy kis áramimpulzust adunk az elektródákra, de ez jóval kisebb energia, mint amennyit a reakció során keletkezett hidrogéngázok elégetésekor kinyerhetünk. A hengerekben végbemenő reakciónál hasonló furcsaságot figyelhetünk meg. Az az energia, ami a gyújtógyertya szikrájában van, sokkal kisebb, mint amennyit az általa kiváltott reakció során fény és hőenergia formájában kinyerhetünk. Ezt az atomok “magasabb energiaszintű állapota” nem indokolja, mivel az O2 és H2 molekulák szintén önmagukban stabilak, akárcsak a vízmolekulák.

A vízautóban kis energiát befektetve a vízmolekulákat H2 és O2 molekulákká alakítjuk át, majd ezeket a molekulákat egy ismételten kis energia hozzáadásával újból vízmolekulákká alakítjuk vissza, a felszabaduló plusz energiát pedig mechanikai munkaként hasznosítjuk. Mint látjuk, ez egy körfolyamat, melynek során kis energiákkal vezérlünk nagy energiákat.

Az élet más területein is alkalmazzuk ezt a módszert. Vegyünk egy egyszerű tranzisztoros rádiót. Az antenna bemenetén megjelenő nagyon gyenge elektromágneses jelet a tranzisztorokban felerősítjük, átalakítjuk, majd a hangszóróban megszólaltatjuk. A figyelmedet most csak az erősítés fázisára szeretném fordítani. Az erősítést tranzisztorokkal végezzük, mégpedig úgy, hogy a bemenő kisteljesítményű jel szabályozza az energiaforrás, jelen esetben a zsebtelep nagy energiáit. A tranzisztor egy kapu, egy gát, mely a hömpölygő energia folyamát szabályozza a kis bemeneti vezérlő jel segítségével.

A vízautónál a tranzisztor, vagy vezérlő szerepét az elektrolizáló készülék és a hengerek látják el, a zsebtelep helyét pedig a nullpontenergia veszi át. Mind az elektrolizálóban, mind pedig a hengerekben a nullpontenergia manipulációja folyik. Tehát mi nem energiát alakítunk át, hanem energiát vezérlünk. Innét ez a bámulatosan jó hatásfok, hiszen itt a megcsapolt nullpontenergia mennyiségét osztjuk el a vezérlő energiák mennyiségével.

Hogy ez pontosan hogyan játszódik le, arra még nincsenek egyértelmű magyarázatok, de elmondhatom azt, amit én gondolok erről. Dr. Garrett elmélete szerint a nullpontenergia nyomása hozza létre az “anyagot”, vagyis azt az energiasűrűsödést vagy interferenciát, amit mi anyagnak érzékelünk. Hasonló módon magyarázza az anyag természetét Dan A. Davidson is (lásd itt). Ha tehát mi is elfogadjuk ezt a magyarázatot, akkor már könnyebb megérteni, hogy az “anyag”, vagyis energiasűrűsödés egyik “molekulából” a másikba történő átalakulása során megbontjuk a nullpontenergia nyomásának egyensúlyát, s míg ez az egyensúly nem áll helyre, addig az energiafolyam egy része alacsonyabb rezgésszámúvá alakulva érzékelhetővé, megcsapolhatóvá válik számunkra. Ezt úgy is elképzelheted, hogy amikor az energiafolyam egyik energiasűrűsödése (molekulája) egy másik energiasűrűsödéssé (másik molekulává) alakul át, akkor egyfajta frekvenciacsúszás jön létre a nullpontenergia egy lokalizált területén. Az anyag alacsonyabb frekvenciájú, mint a hagyományosan mért és használt energia (pl. fény, hő, gamma sugarak stb.), de ezek az energiák is alacsonyabb frekvenciájúak, mint a nullpontenergia. Véleményem szerint az egyik molekula csak úgy tud átalakulni másik molekulává, ha először tiszta energiává, tehát nullpontenergiává alakul, majd abból formálódik újra “anyaggá”. Amikor tehát az anyag átalakul nullpontenergiává és vissza anyaggá, akkor az átmeneti fázisban olyan energiák szabadulnak fel, melyeket megcsapolhatunk a hagyományos eszközökben, mint például elektrolizálóban villamos energia formájában vagy egy motor égésterében hő formájában.

És akkor most következzen a víz- és hidrogénszükséglet kiszámítása.

Hidrogénmotor

Hozzászólok!

A weblap további használatával Ön beleegyezik a sütik használatába. További információ

A süti beállítások ennél a honlapnál engedélyezett a legjobb felhasználói élmény érdekében. Amennyiben a beállítás változtatása nélkül kerül sor a honlap használatára, vagy az "Elfogadás" gombra történik kattintás, azzal a felhasználó elfogadja a sütik használatát.

Bezárás