在什么條件下水可以燃燒( 二 )


在什么條件下水可以燃燒


當然,關于霧化水的燃燒機理存在較多爭議,而在所有爭議的聲音中主要分為兩派:一部分認為其提升燃燒效率的本質原因,只在于水蒸氣在做功的時候吸收了缸內的熱量,并從根本上提升了熱效率 。
而另一個主要觀點則認為主要是因為該過程中有“微爆現象”,所以才讓燃燒的效率得到了改善,并將排放降低到一定程度 。但總得來說,霧化水燃燒的確讓柴油的燃燒利用率提升了起來,且在有效減少了排放物的基礎上達到了節能減排的環保作用 。
在什么條件下水可以燃燒


讓水核聚變
方法一:瘋狂搖晃
1. 準備一個封閉的剛性瓶子 。
2. 把水灌進去,并封口 。
3. 搖晃使瓶子的速率呈矩形波 。
x是時間坐標,y是速度坐標 。
在每一個轉折點,瓶底若干層水分子相對運動速度可以接近2v,振動模式越接近矩形波,相對速度越接近2v 。
在什么條件下水可以燃燒


想個辦法讓瓶子最大速度達到50000m/s,讓瓶中一部分水分子相對另一部分水分子的運動速度超過100000m/s,此時氫原子速度為v=50000m/s,約合15keV 。瓶子底部能夠產生5000GPa的壓強 。
條件比較適合產生聚變,正碰的概率大概0.0000000001,聚變的概率更低一點,但也算是可觀了 。
假設從+v到-v加速時間為0.01s,水和瓶子共重0.1kg,加速期間的力需要1,000,000N 。其實這個力也不是很大,主要是能承受5000GPa的剛性瓶子比較難找 。
在什么條件下水可以燃燒


對此,中國科學院電工研究所副研究員張子立說,核聚是需要非常嚴格的條件要求的,沒有足夠的溫度或者壓力,原子是不可能克服之間的電磁力從而發生聚變的 。所以聚變都是發生在等離子態下,不是凝聚態下的 。
你持續搖晃可以讓瓶子里的水通過相對運動的摩擦產生一點點的溫升,就算你通過這一點點溫升慢慢讓水進入等離子態,但是摩擦力是由于電磁力產生的,一旦進入等離子態摩擦力就消失了 。你捧著一團剛剛進入等離子態的東西,沒法繼續加熱的話,也不可能產生聚變啊 。
常溫下不會產生核聚變嗎?不一定哦 。
在什么條件下水可以燃燒


方法二:瘋狂反應
還有個比較特殊的情況:聚變的反應能壘雖然高,但其實是可以被“催化劑”降低的 。
μ子對聚變就有催化作用,它跟電子的性質類似,但質量大很多,因此波函數比較“緊湊” 。如果用μ子替換D/T中的電子,就會把D/T的原子半徑縮小幾個量級,導致聚變的可能性急劇增大,在常溫下就能完成 。
在什么條件下水可以燃燒


用化學語言描述的話,D-T聚變的ΔH=-17.6 MeV,因此幾乎在所有情況下,聚變的ΔG都是減小的,可以自發進行 。
但考慮反應不能純粹從熱力學出發,還要考慮動力學可行性 。決定動力學行為關鍵的參數有:能壘、溫度、反應物濃度 。
聚變的能壘大概是10keV級別,理論上不管多高的能壘,粒子都有可能通過熱擾動越過去,這個可能性決定了反應速率 。室溫下粒子的平均熱動能才0.1eV不到,所以越過這個能壘的概率很低,可能是10的負幾千次方,但并不絕對為0 。
在什么條件下水可以燃燒


化學成鍵狀態可以認為不影響聚變,用100keV的氘離子輻照重水,一樣是可以聚變的 。

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