Kako mehurići mogu da poboljšaju provodljivost struje

Šampanjac obično povezujemo sa životom na visokoj nozi ili pak s novogodišnjim slavljem. Međutim, otvaranje boce tog penušavog napitka, tvrde japanski naučnici, ilustracija je fenomena koji se može iskoristiti u svrhu poboljšanja efikasnosti elektrana.

Kako mehurići mogu da poboljšaju provodljivost struje Foto: Profimedia

Kada otvorite bocu šampanjca, pritisak na tečnost je naglo uklonjen, što izaziva formiranje mehurića u njoj. Ti mehurići tada započinju proces poznat pod imenom Osvaldovo dozrevanje, proces nazvan po naučniku koji ga je otkrio još 1896. godine. Veći mehurići, u kojima se nalazi više potencijalne energije nego u malim mehurićima, privlače molekule malih i tako još više rastu. To je fenomen koji se ne viđa samo u slučaju šampanjca, već i u peni i kod metalnih legura, ali i u sladoledu.

Saznajte i: Zašto nestaje struja kada je hladno?

Osim toga, Osvaldovo dozrevanje događa se u mnogo većoj razmeri u elektranama kada se mehurići formiraju u kipućoj vodi koja se pretvara u paru kako bi pokretala električne turbine – što je faktor koji može da redukuje efikasnost celog procesa. Međutim, do ovog otkrića naučnici nisu uspevali u potpunosti da shvatie kako tačno to funkcioniše u okruženju vrlo visoke temperature kakva je u elektranama, zbog čega nisu bili u mogućnosti da izračunaju tačnu brzinu kojom se mehurići stvaraju.

Ali sada su naučnici sa Univerziteta u Tokiju u saradnji sa privatnim Institutom RIKEN napravili veliki napredak u razumevanju Osvaldovog dozrevanja. Koristeći RIKEN-ovu računarsku mrežu, najmoćniju u Japanu, uspeli su da simuliraju proces nastanka mehurića.

"Potreban je veliki broj molekula kako bi se simulirali mehurići, otprilike oko 10.000 za formiranje samo jednog mehurića. Dakle, potrebno nam ih je barem toliko kako bismo mogli istražiti stotine miliona molekula, a to je poduhvat koji nije moguće izvesti samo na jednom računaru", rekao je naučnik Hiroši Vatanabe.

Pogledajte i: Bez struje na -55 stepeni

Tim je na kraju uspeo da simulira neverovatnih 700 miliona čestica, sledeći njihove kolektivne pokrete kroz mnoštvo koraka – poduhvat koji su uspeli da naprave izvevši paralelnu simulaciju pomoću 4.000 procesora. Upravo ovo otkriće bi moglo da pomogne inženjerima da u budućnosti dizajniraju efikasnije turbine.



bonus video
ostavite komentar
Inicijalizacija u toku...