Исследователи из Швейцарии создаликремниевое наноустройство, которое вырабатывает ток за счет испарения соленой воды. В процессе испарения происходит перераспределение ионов. Возникает разделение зарядов, формируется электрическое поле — и в цепи появляется ток.
Ключевую роль в процессе играют кремниевые наностолбики. Свет возбуждает в них электроны, а нагрев усиливает поверхностный отрицательный заряд. Это дает рост выходной мощности в 5 раз по сравнению с прежними версиями устройств. В лабораторных условиях удалось получить напряжение около 1 В и плотность мощности до 0,25 Вт/м² — серьезный показатель для наноразмерной системы.
Такие наноустройства могут питать датчики, носимую электронику и автономные системы без батарей — используя только воду, тепло и солнечный свет.
Больше интересной информации про источники энергии и энергетику в телеграм-канале ЭнергетикУм
Какие-то молекулы воды улетают и образуют газовую фазу для этого вещества и не дожидаясь 100 градусов. Но так тоже поступают все соединения: температура кипения всегда имеет статистическое значение, а не абсолютное. Нет такого, что НИ ЕДИНАЯ молекула воды не может уйти в газовую фазу, пока температура ещё не 100.
Выделенная фраза несколько резанула, потому что температура кипения при данном давлении имеет как раз весьма точное значение, разброс может возникать либо из-за разброса давлений, либо из-за неучтённых примесей, которые изменяют точку кипения. Автор просто несколько перепутал кипение и простое испарение, я хочу объяснить этот момент подробнее.
От просто испарения кипение отличается тем, что в обычных условиях жидкость испаряется только с поверхности, а кипение - это интенсивное испарение по всему объёму, когда в толще жидкости образуются пузырьки с газообразной фазой, которые растут и всплывают.
Что мешает молекуле, находящейся на поверхности жидкости, улететь с этой поверхности, т.е. испариться? Притяжение других молекул. Но если молекула движется быстро, её эти связи удержать не могут, и она всё-таки улетает. Средняя скорость молекул определяется температурой, но всегда есть молекулы, которые двигаются медленнее, чем средняя скорость, и быстрее, чем средняя скорость. Некоторые достигают скорости отрыва, причём чем больше температура, тем больше высокоскоростных молекул, тем быстрее происходит испарение. Но даже если температура жидкости близка к температуре замерзания, всё равно находится какой-то процент таких молекул, и процесс испарения всё-таки идёт.
Когда жидкость теряет самые быстрые молекулы, её температура понижается. Если жидкость теплоизолирована, то температура будет понижаться до тех пор, пока не станет ниже точки замерзания, и тогда остаток жидкости станет твёрдым. В обычных условиях (типа лужи на поверхности земли) жидкость восполняет потери энергии, забирая её у стенок сосуда, поэтому её температура не падает, и жидкость может испариться до конца.
Конечно, высокоскоростные молекулы могут встречаться и в толще жидкости. Пробиться на поверхность они обычно не могут, но зато могут найти другие высокоскоростные молекулы и образовать с ними микропузырёк газа. Но пока температура не достигла температуры кипения, эти микропузырьки существуют очень недолго, мельчайшие доли секунды, потому что давление окружающей жидкости раздавливает такой микропузырёк, и молекулы из него разлетаются в разные стороны, смешиваясь с остальными молекулами.
Но пары жидкости в микропузырьке тоже создают какое-то давление, и это давление растёт с увеличением температуры. И в какой-то момент это давление становится равно давлению, создаваемому окружающей средой, и с этого момента жидкость уже не может раздавать микропузырёк. Вместо этого он начинает набирать всё больше и больше высокоскоростных молекул, превращается в макропузырёк и всплывает, унося содержащиеся в нём пары в атмосферу. Это и называется кипением. Оно начинается, когда давление, создаваемое паром, достигает величины внешнего давления. Именно поэтому в горах, где давление меньше, вода кипит не при ста градусах Цельсия, а при более низкой температуре, а при повышенном давлении - наоборот, при большей температуре. Это же объясняет и то, что температура кипящей жидкости постоянна: все молекулы, которые получают избыточную энергию, объединяются в пузырьки и улетают в атмосферу, а в жидкой фазе остаются только те молекулы, чьей скорости для этого не хватает, поэтому температура жидкости не растёт.
И пара слов о том, почему не испаряется жидкость в закрытой бутылке. На самом деле испаряется, так как молекулам жидкости нет никакого дела до того, что где-то там далеко есть пробка. Но улететь далеко эти молекулы не могут, они накапливаются в том объёме воздуха, который находится между поверхностью и пробкой. Там испарившиеся молекулы летают, сталкиваются с другими молекулами, меняют из-за этих столкновений направление движения, и часть из них падает вниз обратно в жидкость. Чем больше концентрация молекул испарившейся жидкости, тем чаще они падают обратно. При какой-то концентрации количество возвращающихся молекул начинает совпадать с количеством испаряющихся. Устанавливается то, что называется динамическим равновесием: испарение идёт так же интенсивно, как и обычно, но полностью уравновешивается возвращающимися в жидкость ранее испарившимися молекулами, и количество жидкости в результате не меняется.
Итак, прошло 3 месяца с начала эксперимента по испарению масла. Посмотрим, что же произошло за это время.
Полтора месяца. Видимых изменений. нет.
1/3
Два месяца. Что же мы видим? Ёмкости с маслом наоборот потяжелели (начало замеров - 1 месяц испарения)! Что это, весы так себе оказались? Нет, после проведения эксперимента с испарением антисептиков в весах я уверен на все 100%. А произошло вот что:
Так что @Phoenix18, @Leshij.KGD вы оказались абсолютно правы, масло стало набирать вес.
Два с половиной месяца.
1/3
Три месяца. Масса рафинированного масла подросла на 1,18 гр., нерафинированного на 0,97 гр.
И ещё: цвет значительно побледнел. Сравните фото начала эксперимента и через 3 месяца:
1/2
Штош, что имеем, то имеем, следующий выпуск через полгода с начала эксперимента (6 ноября 2025 г.), т.е. в районе 6-го мая. Продолжаем наблюдение.
Ну наконец-то этот эксперимент завершен, пока-что это был самый ужасный, я думал этот химозный запах меня доконает! Домой заходишь как будто на склад с химреактивами!
Итак, в этот раз мы будем испарять различные антисептики:
Каждого антисептика в ёмкость налито по 100 мл.
Итак, начнём. Заодно познакомимся с данными антисептиками, почитаем краткую информацию, для чего применяются:
Хлоргексидин (Хлоргексидина биглюконат) — это широко используемый антисептик с широким спектром действия, эффективный против бактерий, грибков, некоторых вирусов, используемый для дезинфекции кожи, ран, слизистых оболочек, полосканий и профилактики инфекций в хирургии, стоматологии и гинекологии; его основное действующее вещество — хлоргексидина биглюконат, он выпускается в разных концентрациях, не раздражает кожу при правильном применении и сохраняет действие на поверхности. Пахнет довольно приятно, минеральной водой.
1/3
2. Зелёнка (Бриллиантовый зелёный, тетраэтил-4,4-диаминотрифенилметана оксалат) — это популярное в России антисептическое средство в виде ярко-зелёного спиртового раствора для наружного применения, обеззараживает кожу при порезах, ссадинах и рубцах, активна против бактерий, но стойко красит и может вызвать ожог при попадании в глаза или на слизистые, а также используется в садоводстве для защиты срезов деревьев. Резкий спиртуозно-химический запах.
1/3
3. Фукорцин — это спиртовой антисептик для наружного применения яркого малиново-красного цвета, используемый для лечения грибковых и гнойничковых заболеваний кожи, поверхностных ран, ссадин и трещин благодаря своим антисептическим и противогрибковым свойствам; он содержит фенол, борную кислоту, резорцин, фуксин, ацетон, спирт и воду, наносится 2-4 раза в день на пораженные участки с помощью ватного тампона. Пахнет, на удивление, гуашью, очень сильный запах, вот он-то и был главным негодяем в этой пятёрке!
1/3
4. Йод является известным антисептиком, который применяется для обеззараживания ран, порезов, ссадин, а также для дезинфекции кожи перед операциями, инъекциями и другими процедурами, уничтожая бактерии, грибки, вирусы и простейшие. Традиционный спиртовой раствор йода (настойка) эффективен, но может вызывать раздражение. Запах довольно приятный, спиртуозность перебивается запахом йода, да в принципе практически все с этим запахом знакомы.
1/3
5. Бетадин — это широко известный и эффективный антисептик на основе повидон-йода, применяемый для дезинфекции ран, ссадин, ожогов и кожных инфекций, а также для обработки кожи и слизистых перед операциями; он действует быстро против бактерий, грибков, вирусов и простейших, при этом не вызывая сильного жжения, как обычный йод, и легко смывается водой. Пахнет почти также, как и обычный Йод, но гораздо слабже.
1/3
Испарять будем на радиаторе отопления:
Начало
Прошло 24 часа. Что же мы наблюдаем? Зелёнка с Йодом, поскольку спиртовые растворы, заметно схуднули. Прямо по полстаканчика испарилось.
48 часов. Зелёнка с Йодом потеряли ещё по половине объема, остальные растворы тоже подтягиваются, осталось по пол-стаканчика.
3 дня с начала эксперимента. Йод уже практически испарился, буквально несколько часов осталось. Зелёнки чуть побольше. А вот повидон-йод превратился в какую-то желеобразную массу, интересно, сможет ли он полностью засохнуть?
Вот у нас и первый выбывший - Спиртовой раствор йода 5%. Продержался 3 дня 2 часа.
1/3
7,78-4,58=3,2 гр. Осталось 3,2 гр. йода. Раствор 5%. Посчитаем: (107,04-4,58)*5/100=5,12 гр. должно было остаться кристаллического йода. Но, как известно, кристаллический йод сам по себе очень сильно испаряется (это видно и по фото, после 24 часов стаканчик тёмно-коричневый, а после 72 часов эксперимента - уже заметно светлее), поэтому результат вполне приемлем.
Следующий покинувший чат - спиртовой раствор бриллиантового зелёного 1%. Полное испарение через 3 дня 17 часов.
1/3
Вы только посмотрите, какая красота! Блестит, как-будто жук-бронзовка!
5,59-4,59=1. Осталось ровно 1 гр. C₂₇H₃₄N₂O₄S (зачем я покупал весы с точностью до 0,01 гр.?😡). Посчитаем, (105,47-4,59)/100=1,0088 гр. Вот это точность, действительно 1%-ный раствор был!
Четвёртый день эксперимента.
Третий выбывший - повидон-йод. Собственно его на четвёртый день можно было и не оставлять, он покрылся твёрдой корочкой и внутри чуть-чуть мягкий, совсем до твёрдого состояния его испарить не удалось.
1/3
18,38-4,61=13,77 гр. остатка. Концентрация 10%. Итого, должно быть: (106,45-4,61)*10/100=10,18 гр., получилось чуть больше, видимо это то небольшое количество влаги, которое осталось. Результат тоже вполне приемлем.
Далее Фукорцин. На полное испарение ушло 4 дня 20 часов. Если в начале эксперимента он пах как гуашь, то под конец испарения запах стал похожим на совдеповскую эпоксидную шпатлевку. Прям вот вспомнил этот запах! У-у-у, негодяй! Вонючка!
1/4
Но подождите, что это? Золото? Я добыл золото из этого вонючего антисептика? Вот это сюрприз! Хоть чем-то отплатил за перенесённые мучения)). Конечно-же это не золото, но цвет прикольный получился.
На коробке не была написана концентрация, но всё-равно посчитаем:
16,07-4,55=11,52 гр. остатка. 11,52*100/(108,63-4,55)=11,07, концентрация была примерно 10%.
Последним выбывает хлоргексидин. На полное испарение ушло 4 дня 23 часа, почти 5 суток.
1/2
4,62-4,56=0,06 гр. Осталось всего 0,06 гр. кристаллов (или не кристаллов, кто в курсе?). Раствор 0,05%. Итого: (105,53-4,56)*0,05/100=0,0504 гр. остатка. Разница всего в 0,01 гр. от расчётного! @lex1217оказался прав, погрешность весов действительно в районе 0,01 гр. Штош, весы прошли проверку на все 100%, результатом я вполне доволен.
P. S. А с момента, как закончился испаряться йод прошло уже 4 дня. Ёмкость с кристаллами йода осталась на радиаторе отопления и сегодня весит уже:
7,78-6,89=0,89 гр., почти целый грамм йода испарился! Так-что да, действительно кристаллический йод очень быстро испаряется.
Привет всем, в первом эксперименте мы испаряли различные жидкости, было это довольно-таки уже давно, но вот наконец-то я доделал продолжение. Вот следующие кандидаты:
В этот раз уже по канону, слева направа:
1 - Водка
2 - Шампанское (брют)
3 - Вино Белое (полусладкое)
4 - Вино Розовое (полусухое)
5 - Вино Красное (сухое)
6 - Яблочный бурбон
Сначала немного преамбулы. Путь создания этого эксперимента был долгим и тернистым. Сначала я решил испарять также, как и в первый раз, но потом передумал, потому как будет это долго, вино явно прокиснет, а мне охота попробовать, что же в конечном итоге получится. Было решено проводить эксперимент в духовке. В результате я выпил весь реквизит и отложил проведение эксперимента на потом. Посыпались локальные личные проблемы, было не до того. Как-то раз я всё-же решился продолжить, закупил необходимые напитки, но не учел, что при слишком высокой температуре остаток карамелизуется и сахар в остатке начнёт закипать, гореть и пенится. Эксперимент был запорот а реквизит в очередной раз выпит. И вот с третьего раза наконец всё (почти) получилось, было решено ещё и слоу-мо заснять. Вот тут-то электрики и подложили свинью, ну почему именно в этот день им потребовалось выключить свет? Это у нас так редко происходит. На склейке виден этот момент. В этот раз уже не стал переделывать, а то так никогда-бы не закончил:
Несколько кадров процесса испарения. Такой красотой я не мог не поделиться. Жалко фото не передаёт всю палитру цветов, очень красиво, особенно розовое вино. А запах! Такой аромат по кухне!
Бокал красного вина, только на его стенках осталась "краска".
Теперь можно и посмотреть на результат:
Штош, приступим к дегустации.
Водка:
Совсем что-то там на дондышке. А почему вообще что-то там есть? Ведь водка это спирт с водой, ничего не должно быть! Почитаем состав: вода подготовленная (исправленная), спирт этиловый ректификованный из пищевого сырья "Альфа", сахарный сироп, настой спиртованный листьев и веток смородины чёрной, слёзы девственниц, молоко единорога. А раньше так-же было? Ну-ка, старые колдыри, признавайтесь, в совдеповской водке тоже что-либо кроме спирта добавляли?
Пробуем:
1/2
Итого у нас получилось целых 0,09 грамм остатка с 200 миллилитров водки. А вот на вкус очень даже неплохо! Я явно почувствовал сладость и чуть чуть аромат смородины. Реально вкусно, но очень уж мало. Итак, рубрика бесполезные расчёты. Чтобы наполнить бокальчик таким вот сиропом (джемом, повидлом, конфитюром, что там поучается), нам потребуется:
Плотность 65%-го сахарного сиропа - 1,316 г/мл, значит в бокал влезет 263,2 г сиропа. Чтоб набрать столько, потребуется испарить 263,2/0,09=2 924,444 бокалов, или 2924,444*0,2=584,888 литров водки. Цена за поллитры - 400 рублей. Значит нам потребуется сумма в 467 911, целых полмиллиона! А за килограмм придётся отстегнуть уже 2 339 555 рублей! Посмотрим, сколько стоит килограмм чёрной икры:
Как видим, на эту сумму можно купить от 42 до 15 килограмм данного деликатеса. Ну или примерно 200-граммовый слиток золота. Дорогой деликатес получается!
Шампанское:
1/2
Кислый, очень терпкий джем. Консистенция довольно густая. После употребления горькое послевкусие. Крайне невкусное. Шампанское лучше употреблять в жидком виде.
Белое вино:
1/2
По консистенции, да и по цвету походит на свежий мёд. Вкус тут уже чуть послаще, но всё равно очень кислое, примерно как кислый мармелад от чупа-чупс. На вкус поприятнее, чем шампанское, но ничего общего с белым вином уже нет. Вердикт - довольно неплохо, оригинальный вкус, особенно с белым батоном.
Розовое вино:
1/2
Опять же кислое и терпкое, но тут уже чувствуется более сильная горечь и чуть жжёным отдает. С батоном ещё ничего, но не айс. Очень специфический продукт.
Красное вино:
1/2
Получился очень густой и тёмный джем, на вкус конечно тоже очень кислый и терпкий, но тут ещё и жжёный вкус примешался, прямо очень сильный. Странно, я ещё на стадии подготовки столкнулся, что выпаренный остаток вина уже при 90℃ начинает вспениваться и очень горчит. Поэтому испарял при 60℃. Вот так выглядит пережжённое вино:
Значит проведём дополнительное (контрольное) испарение. Отопительный сезон в разгаре, хоть и на улице температура совсем не зимняя. Радиатор отопления нам в помощь. Надеюсь, за такой короткий промежуток не прокиснет. Ушло всего 4 дня, чтоб испарить рюмку вина:
1/6
И да, и в этот раз вкус точно такой-же, значит я выбрал правильный режим испарения в духовом шкафу, температура если и влияет на вкус конечного результата, то не слишком критически. Жжёный привкус тут не нарушение технологии испарения, а реальные вещества в красном вине, которые такой привкус и дают.
Ну и у нас остался яблочный бурбон:
1/2
А вот на этот раз очень даже вкусно! Тут и по конечному объему видно, что уж сахара-то не пожалели, получилось целых 2 ложки такого специфического яблочного джема, очень хорошо чувствуется как само яблоко, так и нотки бурбона. Можно сказать что употребляешь безалкогольный яблочный бурбон. Кто-нибудь употреблял безалкогольный виски, слышал что появились такие в продаже. Поделитесь опытом.
Ну вот собственно и всё, напоследок составлю рейтинг вкусности:
1 - Водка. Очень вкусно.
2 - Яблочный бурбон. Тоже очень вкусный джем получился.
3 - Белое вино. Кислый, но прикольный джем, неплохо.
4 - Розовое вино. Не очень, но съедобно.
5 - Шампанское. Никак. Съедобно, кисло и вяжет и ещё какой-то специфический привкус, у меня даже слов таких нет чтобы описать.
6 - Красное вино. Лидер антирейтинга. Как и в жизни, самый красивый бокальчик в процессе испарения и самый дерьмовый на вкус. Возможно с полусладким или сладким получилось бы лучше, но это не точно.
Ученые из Гонконга и Сингапура разработали генератор, который вырабатывает электроэнергию, используя испаряющуюся в воздух воду. Технология, описанная как эвапоэлектрика, может лечь в основу экологичной электроники.
❌ без батарей
❌ без движущихся частей
❌ без турбин
Только за счет разницы температур при испарении.
Звучит необычно? Но работает: новое устройство вырабатывает в два раза больше энергии, по сравнению с предыдущими технологиями на основе влаги. Пока что это крошечные источники энергии — например, для питания датчиков, умных часов или дисплеев.
Чтобы понять масштаб: когда 1 грамм воды испаряется, он поглощает примерно 2250 джоулей тепла. Этого достаточно, чтобы 60-ваттная лампочка горела около 40 секунд. Осталось научиться использовать этот процесс в промышленных масштабах!
Больше интересной информации про источники энергии и энергетику в телеграм-канале ЭнергетикУм
