Каква е енергията съдъжаща се в 1 литър вода при 95 С

[epwpixieq-1]

На пръв поглед елементарен въпрос, но може би не толкова.

Целта на тази тема е да даде представа. в ежедневна измеримост, относно енергията съдържаща се в молекулярното движение на частиците. Като за доуточнение енергията която се търси е изчислена когато се вземат две граници на температурата  95 С  и  5 С. Идеята за границите е да се избегне (доколкото е възможно) фазовата промяна в агрегатното състоянието на водата.

Енергията за която става въпрос е само на молекулярна основа така че тук не говорими за енергията която може да се извлече от атомните ядра в една или друга форма.

Предполагам че повече от добре подготвените колети във форума могат да изчислят това, но аз поставям въпроса не толкова за изчисление колкото за представяне или по-скоро за превръщане на тази енергия в еквивалентно по-визуална форма като kg*m²/s², W*s или по банално kg вдигнат на определена височина.

[PyroVeso]

Ако я подложиш на анихилация... опасявам се, че ще ти счупи кантаря!

[sorrry]

    Хей VAN, много благодаря за споделените файлове с изследванията. От невероятна полза са ми в производството на електролизери.

[технократ]

Ако след това получения Браун Газ го запалим и изгорим в присъствието на въглерод температурата му на горене е много висока над 2000-3000 градуса и с него нагряваме вода се получава повече топлинна енергия от вложената електрическа 3,67kWh за литър вода за разлагането му на горим БРАУН Газ.

Браун газа частично окислява въглерода, така че ще има горене с недостиг на кислород. Не виждам как ще се получи на изхода повече енергия, отколкото е вложена на входа.

[epwpixieq-1]

за справки : https://en.wikipedia.org/wiki/Electrolysis_of_water раздела Thermodynamics
237 * 55.6 => 13.2 MJ е необходимата енергия с която да се разложи литър вода с електролиза или това прави 3.67 kW за един час => 3,67kWh. и 4,42kWh по реални 286kJ/mol
Ако след това получения Браун Газ го запалим и изгорим в присъствието на въглерод ...

van, въпроса не е свързан с разлагането на водата, вашия първи отговор беше в правилната насока но не го довършихте. А относно брауновия газ и "получаването на повече топлинна енергия" нека да ги оставим за другите хиляди теми където се разискват.

Ако я подложиш на анихилация... опасявам се, че ще ти счупи кантаря!

PyroVeso, интелигентните ви мисли, които от време на време блестящо материализирате от безмерната пустота на пространстовото, са отчетени с най-високи почести.

[PyroVeso]

epwpixieq-1, радвам се, че държиш на майтап, братле... Иначе - аман от темерути тука

На въпроса:

"Анихилационен двигател

Използването на антиводород за захранването на анихилационен двигател е честно казано крачка напред. Микрокристалчетата от антиводорода, всяко от което тежи около 1 µg и съдържа енергията на 20 kg течен кислород с водород, се измъкват чрез електромагнит от съхраняващия ги капан. Насочват се с електрични полета надолу по вакуумна тръба с клапан (за да се запази вакуума в капана), след това пак чрез електростатични полета се впръсква внимателно и с подбрана скорост в реакционната камера. Там антипротоните ще анихилират с работен флуид, нагрявайки го, за да се получи висока тяга при висок специфичен импулс. Зоната на анихилацията се увеличава при относително малки скорости, така че анихилационният процес се проявява в по-голямата си част по средата на камерата.

Разработките на ракетни двигатели, които използват антиматерия, вървят добре в някои инженерни лабортории. Един прост дизайн се базира на ядрената ракета "NERVA", при която ядреният реактор е заменен с волфрамов топлообменник. Продуктите от реакцията (гама лъчите и пионите) биват спирани от волфрама и енергията им бива използвана за нагряване на водороден газ, който минава през топлообменника. Този двигател би използвал 13 µg/s антипротонно гориво, за да даде специфичен импулс от 1100 s при тяга от порядъка на 4,4x10⁵ N, с ниво на мощността 2,7 GW. Подобен двигател би могъл да пренесе 100 тона товар до Марс и обратно за 6 месеца (по 3 месеца на курс) и ще тежи четири пъти повече от товара. За сравнение, система с течен кислород и водород ще се нуждае от 12 месеца да отиде до там и 9 месеца да се върне, а двигателят ще тежи 18 пъти повече от товара."

13 µg за секунда! Това означава около 1 грам на денонощие... Което пък от своя страна означава, че за 6 месеца (180 дни) анихилационната ракета ще изфъшка да речем 200 грама (анти-водород, анти-вода, каквото и да било). Значи с твоя литър вода ще можеш да отидеш и да се върнеш 5 пъти до Марс (или 2,5 пъти - зависи как го смяташ), яздейки 500 тонна ракета (100 тона товар и 400 тона анихилационен двигател), като през цялото време отзад бълваш 2,7 GW жупел !
И тогава ще ти е все едно дали водата е загрята до 90, 900 или 9900 градуса...

Е, а честито!

[epwpixieq-1]

за m=1kg вдигнат на h=1 метър имаме формула Е=g.m.h където g=9,8m/s² земното ускорение. имаме Е=9,8J
и съм дотук се запънах по нататъка не мога, който иска и може да продължи.

движихте се в правилната посока, и малко остана за да се онагледи отговора.
тези 9.8 J може да ги приближим на 10 J за по-лесно смятане (грешката ще е само 2%).

Тоест тези 3.7674 * 10⁵ които вие вече сметнахте, като топлинна енергия във водата (при дадените определени граници на температурите) се равняват на потенциалната енергия на 3.7674*10⁴ kg издигнати на метър над Земята или по-лесно представено 37.674 тона на един метър над Земята, или примерно 3.7674 тона на 10 m над Земята (като всеки предполагам може да екстраполира в тази насока).

В кинетична енергия (без да вземаме в предвид съпротивлението на флуида в който се движи тялото както и неговия драг) това ще се равнява на 1 kg ускорен до 3.7674*10⁵m/s за 3.7674 *10⁵ секунди или 1 тон ускорен до 376.74 m/s за 3.7674*10² секунди.

[juliang]

Да, загряването е изключително разхитителен процес. Загряването на вода пък съвсем.
Конкретно за въпроса ти - за загряването на 1 литър вода от 5 до 95 градуса за 1 секунда по мои сметки ще ти трябва котлон с мощност .... около 35 киловата. Или 3 киловатов котлон, ако решиш че можеш да си позволиш да я загрееш за 10 секунди... А нормалните 15-18 сантиметрови котлони по печките са само 1.5 киловата...

[epwpixieq-1]

Да, загряването е изключително разхитителен процес. Загряването на вода пък съвсем.

От друга страна погледнато, много енергия се съдържа в това което ние наричаме топлина особено при топла вода и неколкократно повече при пара.

Конкретно за въпроса ти - за загряването на 1 литър вода от 5 до 95 градуса за 1 секунда по мои сметки ще ти трябва котлон с мощност .... около 35 киловата. Или 3 киловатов котлон, ако решиш че можеш да си позволиш да я загрееш за 10 секунди... А нормалните 15-18 сантиметрови котлони по печките са само 1.5 киловата...

Единствено това мога да си го представя, при положение че този литър вода е разстлан на 10⁵ mm², за да може да се поеме тези енергия на голяма площ за кратко време, в противен случай, при концентрация на малка площ, по скоро отиваме към определение за взрив отколкото загряване.

При мисли в тази насока, а ако решим че искаме този 1 л. вода да го изпарим, да кажем за 1 секунда, нещата си стават направо страшнички, като енергията необходима става приблизително 2.6 MJ. За сравнение 220 V на 10 A (за секунда) са 2.2 KJ, като предполагам че повече от колегите ги е удрял ток от мрежата , така че може да се направи потресаващо ( в буквалния и преносния смисъл на думата ) сравнение на енергийните равнища.

[dmitarp]

Какъв е този литър вода при 5 ^оС или при 95 ^оС?. Топлината, която се съдържа във водата е доста по-безполезна, от колкото същата по количество потенциална енергия на гравитационното поле. Максимум не повече от 25% от тази топлина може да превърнеш в механична работа, докато потенциалната енергия на гравитационното поле се превръща 100% в механична работа, така че ако искаме да бъдем коректни, в един  килограм вода с температурен потенциал от 5 до 95 градуса има еквивалетни 377.07/4 = 94.3 kJ механична енергия, равняваща се 9.5 тона повдигнати на височина един метър. Пиша го това във връзка с един интересн, хипотетичен вечен двигател, за който се сетих като четях тази тема, а именно: Изкопаваме толкова дълбока дупка, колкото е необходима за 1 кг вода падайки в нея да произведе толкова енергия, че водата да се разложи на водород и кислород, после взимаме водорода и го горим, а дупката никога няма да се запълни с вода.

[juliang]

От друга страна погледнато, много енергия се съдържа в това което ние наричаме топлина особено при топла вода и неколкократно повече при пара.

Парата противно на всеобщото схващане не е добър топлоносител. Прекалено "рядка" е. Един килограм пара при нормално налягане заема над 1.5 кубически метра - съпостави го с 0.001 кубически метра в течно състояние... А енергията се носи от теглото, не от обема.
За температури до 300 градуса често се ползва това:


В сряда отивам да правя профилактика на една поточна линия, ползваща точно такова масло за пренасяне на топлина от около 250 градуса от котела до машините.

[epwpixieq-1]

Топлината, която се съдържа във водата е доста по-безполезна, от колкото същата по количество потенциална енергия на гравитационното поле.
Максимум не повече от 25% от тази топлина може да превърнеш в механична работа, докато потенциалната енергия на гравитационното поле се превръща 100% в механична работа,

Ще направя корекция на коментара ви. Не топлината а, релативното хаотично движение вибриране на водните молекули е енергията която всъщност ние наименование топлинна. Точно поради хаотичността на движението, тоест нямаме еднопосочен векторен градиент, извличането е трудно, но това не значи че е безполезна. При положение че се създаде векторен градиент който организирано да "дърпа" масата на молекулите в една посока (точно като гравитационния), то релативните движения биха имали тенденция за усилване във тази векторна посока, и намаляване в нейната противоположност.

Да оставим процентите, поне за сега, колко и какъв процент се превръща в механична енергия. Както се вижда  топлината е механична енергия но съществено тя е неорганизираната такава, докато гравитационния потенциал е организиран, тоест всички молекули "тежат" в посока на един векторен потенциал и е ясно че извличане на енергия във втория случай ще е сравнително по-лесно.

В допълнение не бих казал че тази (латентна) топлинна енергия  е "безполезна" особено когато преди месец показах видео на група колеги които извличат точно тази "безполезна" енергия  въртят с нея  турбина (точно по идеи и конструкции на Тесла), конструирана по точно определен начин за извличане на тази латентна топлинна енергия. Сега какъв процент е това преобразуване е друг въпрос, но явно "безполезност" не е правилната дума особено когато става въпрос за извличане на MJ енергия по един не толкова труден начин.

[dmitarp]

Без да се заяждам, но не съм казал безполезна, а по-безполезна, което трябва да се тълкува, че ако имам избор бих избрал гравитационният потенциал пред топлината във водата. Само ми е много интересно как би насочил огромен брой частици във флуид да се движат едновременно в една посока, това ще бъде и много полезно за всеки който се захванал със задачите, които си поставя този форум.

[epwpixieq-1]

Само ми е много интересно как би насочил огромен брой частици във флуид да се движат едновременно в една посока

Не знам за друг начин освен чрез създаване на потенциал. Например центробежната сила е такъв потенциал който влияе върху масата на частиците (подобно на гравитационния). Електрическия и магнитния са други два такива потенциала само тяхното въздействие е върху електрическите и съответно магнитните диполи.