干冰发动机 16.03.2015

研究人员已经想出了如何为火星的第一批殖民者提供动力：火星上有大量可用于产生可用能量的干冰。

你可能已经注意到，一滴水碰到热煎锅，开始在表面滚动。 看起来锅的温度远高于水的沸点，水滴应该立即蒸发，但它仍然“活着”了一段时间。 这种效应由约翰·莱顿弗罗斯特于 1756 年首次描述。 为什么水滴不会立即蒸发？ 这都是关于蒸汽层的，它是在水滴和热表面之间的接触点形成的。 部分液滴变成蒸汽，将液滴提升到表面上方，防止剩余的液体立即蒸发。 结果，水滴在锅周围运行了很长时间。

莱顿弗罗斯特效应不仅限于煎锅。 例如，如果你很快将手指浸入一杯液氮中并迅速将其拉出，那么奇怪的是，尽管液氮的温度为-196°C，但手指不会冻结和脱落。 这是因为液氮在与温暖的皮肤接触时开始沸腾，在皮肤上形成了已经气态氮的保护层。 而且气体的冷却和加热速度比液体慢得多，因此鲁莽的实验者的手指没有时间冻结。 诚然，仍有被烫伤的风险，所以在任何情况下都不要测试自己身上的莱顿弗罗斯特效应。 一个更极端和更危险的技巧是将湿手放入装有液态金属的容器中——手表面的水会立即沸腾，并在几分之一秒内在皮肤和熔融金属之间形成一层保护层.

招数招数，但如何从这种现象中获得真正的利益呢？ 英国诺森比亚大学的研究人员制造了一种可以在一块干冰上运行的原型发动机。 该设计基于相同的莱顿弗罗斯特效应。 我们记得一滴液体会流过热的表面。 如果将一块干冰扔进水中，其行为完全相同。 干冰的独特之处在于，当它从固相加热时，它会立即变成气体，绕过液相。 整个问题是如何将他的精力导向有用的方向。 工程师们长期以来一直在开发将蒸汽能转化为机械能的技术：在燃气涡轮发动机中，蒸汽或气体射流撞击涡轮叶片的表面，涡轮叶片开始旋转。 但在我们的案例中，研究人员走的是另一条路。

他们将加热表面制成圆盘形状，其轮廓类似于涡轮机的叶片。 现在，如果将一滴水放在这样一个受热的表面上，那么在接触点形成的蒸汽不仅会支撑重量的下降，还会将其推向某个方向。 水滴会绕一圈直到蒸发。 但是，如果将干冰盘放在如此加热的表面上会发生什么？ 蒸发的二氧化碳将开始旋转圆盘，此外，表面几何形状不允许它离开轴，气流将使圆盘返回中心。 现在，如果你将磁铁固定在干冰盘上，并将整个结构置于导电电路中，你将得到一个真正的发电机，其中没有摩擦部件，因此没有摩擦损失。 本发明的作者在网站上发布了一段视频，介绍了它是如何工作的。

好的，原型引擎可以工作，但是你从哪里获得燃料呢？ 干冰不会自然产生。 这也是研究人员为未来的火星或其他行星殖民者寻找发电机的地方。 许多未来学家确信，人类迟早会别无选择，只能居住在离我们最近的行星上。

现在正在认真讨论和制定计划，以派遣一支探险队前往这颗红色星球。 探险队的成员将不得不在那里装备他们的生活，而主要问题之一将是寻找能源。 事实是，在火星上，二氧化碳通常以固体形式存在，即以干冰的形式存在。 并且可以作为能源使用。 本发明发动机的独特之处在于设计简单——其中几乎没有可更换的部件。 而当最近的门店距离超过50万公里时，设备可靠性问题是首要问题之一。