הפיזיקה שלך בחטיבת הביניים אולי עוד לא הגיעה לתרמודינמיקה. את שלושת החוקים ניתן לסכם כ- 1) אינך יכול לנצח; 2) אתה לא יכול אפילו להישבר לשוויון; 3) אינך יכול לעזוב את המשחק.

הנקודה המכריעה כאן היא שמנועי חום לא ממש עובדים על חום, הם עובדים על הבדלי טמפרטורה. אז אתה לא באמת יכול "לאסוף" חום ולהפוך אותו לצורות אנרגיה אחרות, מכיוון שאתה צריך מקום קר יותר להעביר אליו את החום כדי להמיר את החום לאומר חשמל. לכן תחנות כוח ממוקמות בדרך כלל על ידי אוקיינוסים, אגמים או נהרות, על מנת להשתמש במים כצד הקר של הגנרטור. (וכאלה שאין בהם מגדלי קירור גדולים, בכדי להשתמש באוויר.)

כשאתה מעביר חום סביב, נניח עם משאבות החום המשמשות לחימום וקירור לבית, אתה תמיד משתמשים באנרגיה נוספת כדי "לשאוב" את החום ממקום כזה או אחר. אם אתה מחמם, אתה מעביר קצת חום מהקרקע בחוץ לביתך, אך התוצאה נטו היא שמערכת הקרקע + הבית מתחממת מעט מכיוון שהחשמל המשמש למשאבה הופך לחום.

WRT מחזיר את החום לחלל, זה בעצם הגורם להתחממות כדור הארץ. CO2 באטמוספירה משמש כשמיכה מבודדת, ומונע מקצת חום השמש מוקרן חזרה לחלל. על ידי הגדלת כמות ה- CO2 באטמוספרה, הגדלנו את עובי השמיכה, כך שכדור הארץ מתחמם.

איסוף אנרגיה תרמית הוא ממש קשה. כפי שאחרים אמרו, דברים כמו משאבות חום קיימים לצורך העברת חום, אך חוקי התרמודינמיקה (שהם די גדולים בפיזיקה) מחייבים כי העברת חום תמיד תייצר עוד חום.

כעת, כמות החום הנוספת הנוצרת יכולה להיות פחות מכמות החום המועברת - כך שאם הייתה לנו דרך לבנות משאבת חום שהעבירה את החום אל מחוץ למערכת האדמה ולחלל, אז אולי כדאי. יש שלוש בעיות בזה,

1. איננו יודעים כיצד לעשות זאת. מערכת צינורות שנכנסת למסלול כנראה אינה מעשית!

2. לאחר שקיבלת את החום למסלול, קשה להוציא אותו מהציוד ולחלל. כנראה שלמדת על חום הנע על ידי הולכה, הסעה וקרינה? השניים הראשונים אינם זמינים בחלל, מכיוון שאין שום חומר להתנהל אליו ואין אווירה להרגיע. אז קרינה היא כל מה שנשאר. על גבי משאבת החום ההיפותטית למסלול, נזדקק למערכת רדיאטורים מסיבית גם במסלול.

3. הסולם בו יהיה צורך לבצע הוא ענק . גם אם היינו יודעים לעשות את זה, אולי לא נוכל מסוגל לעשות את זה.

אז זה כנראה לא תיאורטית בלתי אפשרי - לפחות עד כמה שידוע לנו - אבל זה לא משהו שאפשר כרגע.

ראוי גם לציין שכמו כל הרעיונות שעניינם להיפטר מחום ולא להפחית את אפקט החממה, זה לא ממש פותר את הבעיה - זה רק מקטין את הסימפטום. אם המשכנו לפלוט גזי חממה בזמן השימוש במערכת זו, נצטרך להמשיך להשתמש במערכת זו, יותר ויותר, לנצח.

(תיאורטיקנים: חסר לי משהו ? האם יש כאן למעשה חוסם תיאורטי ולא מעשי?)

כמו קירור רדיטיבי פסיבי?

החומרים החדשים משקפים קשת רחבה של אור, באופן דומה למראות או צבע לבן. בחלק הקריטי של 8-13 מיקרומטר בספקטרום האינפרא אדום, הם סופגים חזק ואז פולטים קרינה. כאשר החומרים מכוונים לשמיים, קרני האינפרא אדום יכולות לעבור ישר באטמוספירה ולחלל. זה מקשר למעשה את החומרים לכדור קירור בלתי נדלה, אליו הם יכולים להמשיך לזרוק חום מבלי שהוא יחזור. כתוצאה מכך, הם יכולים להקרין מספיק חום בכדי להישאר קריר יותר כמה מעלות מאשר האוויר שמסביב; מחקרים מראים כי הבדלי טמפרטורה עשויים לעלות על 10 מעלות צלזיוס במקומות חמים ויבשים.

כפי שאחרים ציינו, אם אתה משתמש באנרגיה, היא הופכת חזרה לחום.

להקרין אותה בחזרה לחלל היא לפחות אפשרית תיאורטית. אך יש בעיה ב סולם .

כדור הארץ מקבל כ 100 פיטאוטים של אנרגיה מהשמש. וזה מקרין כמעט באותה כמות בחזרה החוצה.

כל מה ש האנושות עושה באנרגיה היא בערך 0.02 פטוואטים. גם אם הקרינו את כל ה האנרגיה הזאת לחלל, זה עדיין לא היה משנה הרבה. פני האדמה כשהם מגיעים. מראות אמנם יהיו אידיאליות לעבודה זו, אך הן יקרות. למרבה המזל, כל אובייקט לבן בוהק באמת עושה עבודה טובה באותה מידה. חפש את אלבדו למידע נוסף.

יידרש שטח גדול מאוד בכדי לעשות כל שינוי. וקרקעות יקרות. ואנחנו נצטרך הרבה דברים לבנים כדי לעשות את העבודה. גם אם הוא זול לפי המ"ר (רגל מרובע), זה יהיה יקר במיליון קמ"ר (מיליון מ"ר).

אז זה ברשימת הדברים שאנחנו יכולים לעשות אם אנחנו רק מצא את הכסף בשביל זה.

רק כדי לדפוק אותו: כמות האנרגיה שמעבירה כדור הארץ על ידי השמש מדי יום ביומו היא ענקית. לשם השוואה, החום שנוצר מכל הפעילויות האנושיות הוא זניח. למשל, שריפת כל עץ בודד בכדור הארץ תשחרר פחות מ -1% מהחום שהשמש שולחת בדרכנו מדי יום!
לוקח פעילויות אנושיות כנקודת התייחסות אינטואיטיבית. מטעה לחלוטין. חילופי חום באטמוספירה כרוכים בכמויות אדירות של אנרגיה שהם הרבה מעבר לכל מה שיכולות תעשייתיות אנושיות מסוגלות להתמודד איתן.

גזי החממה פועלים כמו סוג של שמיכת חלל: שכבת בידוד דקה וקלילה מאוד שעדיין יכולה להילכד די הרבה חום.
אף שעודף הגזים שאנו משחררים לוכד רק חלק זעיר נוסף ממנו (הרבה מתחת ל -1%), האנרגיה שהשמש שולחת בדרכנו היא כה אדירה שמספיק לחום הנוסף הזה כדי לפשל האקלים שלנו רע.

הבעיה שלנו היא לא לעשות שימוש באנרגיה סולארית נוספת זו. יכולנו לנוע שבריר דקה ממנו לטובתנו (למשל לרכז אותו בתוך בית בחורף ולשאוב אותו בקיץ), אך כמערכת עולמית בית הגידול שלנו (פני האדמה ומעט אווירה נושמת מעל ) מקבל הרבה יותר מדי חום, בקנה מידה שמגמד את כל השימושים האנושיים באנרגיה.

הבעיה שלנו היא להיפטר ממנה, כלומר לשלוח לה מקום כלשהו בו הוא לא יכול לזרוע הרס עם האקלים שלנו. בקנה מידה זה, זה משאיר רק את החלל החיצון או אדמה עמוקה כמזבלות פוטנציאליות.

עד כה האטמוספירה שלנו עשתה עבודה יפה למדי להחזיר אנרגיה סולארית בחזרה לחלל, אבל קללנו אותה. איזה משובש ...
בטוח היינו יכולים לחשוב להעביר את כל החום הזה מהדרך בעצמנו. אך אבוי, כפי שקובע החוק השני של התרמודינמיקה והאנטרופיה האימתנית שלה, כל סוג של עבודה מכנית דורש אנרגיה נוספת ויוצר יותר חום. אפילו מקרר מכניס יותר חום לסביבה מכפי שהוא שואב מהתא הפנימי שלו. כל מה שאנחנו יכולים לקוות להשיג הוא להעביר חום ממקום למקום. במחיר של יותר אנרגיה, חומרי גלם, זמן, יכולת תעשייתית וכמובן כסף.
זה מוכתב על ידי חוקי היסוד של הפיזיקה ששום כמות של חשיבה אינה יכולה להתנדנד.

מדברי ציור לבנים או קידוח בארות גיאותרמיות תת קרקעיות עמוקות או הכנסת רדיאטורי חלל מהודרים למסלול הם רק פנטזיות מדע בדיוני.
אנחנו אפילו לא מתקרבים אפילו לאנרגיה, חומרים וטכנולוגיה ליישם את כל אלה בקנה מידה שייפתור. הבעיה.

דמיין את עצמך עטוף בשמיכת חלל, מתחמם מעט מדי לנוחות. ניסיון להרחיק את האוויר החם מגופך רק יהפוך אותך לחמים יותר, בעוד שהסרת השמיכה עשויה לקרר אותך מהר, עם הרבה פחות מאמצים.

אכן הדבר היחיד שנוכל לקוות לפעול לפיו היא השמיכה עצמה.
החוכמה תכתיב להתחיל בכך שהיא לא תהיה עבה יותר. הפסיקו לשרוף דלקים מאובנים ולגדל בקר מקריש במשך כמה מאות שנים, והמתינו לכל הגרוטאות שפילגנו עד כה להתפוגג.
ישנה גם האלטרנטיבה של המדען הפיצוח: להזריק יותר זבל (כמו גופרית) לאטמוספירה כדי לנסות למתן את אפקט החממה. בכנות אני מקווה שאמות לפני שאראה את האידיוטים מנסים.

הרעיון שלך: ריכוז החום, שימוש באנרגיה למשהו שימושי ואז פיזורו לחלל יכול למעשה להתבצע על ידי מראה שטח.

יש מסלול מיוחד נקרא L1 שנמצא בין כדור הארץ לשמש והוא בדיוק המרחק הנכון כך שמשהו במסלול זה יעקוב אחר מסלול מסונכרן עם כדור הארץ. זה יכול גם להצל קצת על כדור הארץ וגם להיות תחנת כוח מסיבית.

אולי עיין ב מאמר זה ממדע חי על מראות חלל. זה עובר על היתרונות והחסרונות של רעיון זה.

בויקיפדיה יש גם ערך על הרעיון הזה.

מכל סוגי האנרגיה שיש, חום הוא "בזבוז" האנרגיות. ראה, אנרגיה שימושית רק אם היא מאורגנת, והחום הוא הכי פחות מאורגן מכולם. כלומר, האנרגיה חייבת להיות מסוגלת לדחוף את גלגל המכונית לכיוון מסוים זה, לא לכל כיוון באופן אקראי, כמו שמולקולות של גז חם היו.

על מנת לארגן מחדש את האנרגיה, על פי חוקי בפיזיקה (החוק השני של התרמודינמיקה, בפרט), אתה חייב שיהיה לך מקום קר אליו החום יכול לזרום. רוב מנועי החום (כולם?) מסתמכים על כך שהסביבה תהיה קרה יותר ממקור החום על מנת שהיא תעבוד: מכונית או מנוע מטוס פועלים רק מכיוון שטמפרטורת הסביבה קטנה מהטמפרטורה בתוך המנוע, ומפעל פחם מסתמך. על הסביבה להיות קריר יותר מהאדים שמסובבים את הטורבינות.

על ידי שקיעה בסביבה חמה, אתה לא יכול להשתמש בסביבה ההיא כמו הצד הקר על מנת להפיק ממנה אנרגיה, כך שתוכל אולי לא לבנות מכשיר שמופעל אך ורק על חום הסביבה שהוא שקוע בו.

זו מחצית הבעיה. השני הוא: אם היינו יכולים להפיק אנרגיה מהטמפרטורה הסביבתית, בוודאי שלא היינו מקרינים אותה לחלל: היינו משתמשים בה כחשמל, מפעילים את המכוניות שלנו, המטוסים ולעולם לא נצטרך שוב דלקים מאובנים.

אנרגיה מבוססת דלק מאובנים אינה יעילה מאוד; כמות החום המבוזבזת עולה על זה שמתרגל. בנוסף חימום גלובלי מאפקט החממה המשופר הוא הוספת חום בשיעורים המוערכים בערך פי 100 מסך החום הפסולת. על מנת לקבל אפס חימום גלובלי (תוך המשך שריפת דלקים מאובנים) על ידי איסוף חום ו שליחתו לחלל מצריכה איסוף של יותר מאה פעמים אנרגיה מכפי שמשקים אנושיים משתמשים כיום ב וכן פיתוח ובנייה והפעלה של הטכנולוגיה כדי לשלוח את כל החום הזה למקום אחר, כלומר לחלל.

זה למעשה בלתי אפשרי, אך פיתוח אמצעי לשימוש בחום בדרגה נמוכה לייצור אנרגיה עשוי לסייע משמעותית לשריפת דלקים מאובנים העקירה, דבר שיפחית את החימום הגלובלי באותו גורם של מאה. טכנולוגיה להפיכת חום בדרגה נמוכה לאנרגיה בדרגה גבוהה יותר קיימת - למשל מנועי סטירלינג - אך הם אינם חסכוניים. קיימות כמה אפשרויות מרתקות אחרות, כמו Nantennas aka Rectennas Optical.

עם זאת, קיימות אפשרויות אנרגיה יעילות עם פליטה נמוכה המפחיתות את השימוש בדלקים מאובנים ואת התחממות החממה המשופרת ושהן חסכוניות; אני חושב שאלה צריכים להיות המוקד העיקרי של התגובה הנוכחית שלנו להתחממות כדור הארץ.

הבעיה בהפיכת צורות רבות של בזבוז חום לצורות אנרגיה אחרות בשיטות קונבנציונליות (מנוע חום) היא שיש צורך בהבדלי טמפרטורה משמעותיים - וכי הטמפרטורות המרכיבות את ההבדלים נספרות מאפס מוחלט (0 קלווין). רק אם יחס זה גדול, תקבל המרה יעילה. לדוגמה, אם אתה מסתכל על בזבוז החום ממעבד מחשב, זה עשוי להיות 340 קלווין, 40 מעלות קלווין (קלווינים הם צלזיוס מוחלטים ללא אפס מבחינתך סוגי פרנהייט) בטמפרטורת סביבה של 300 קלווין. אתה לא יכול להכריח את החום להצטבר לרמות גבוהות בהרבה מכיוון שתפגע במעבד. היעילות של מנוע חום שמנסה להפוך משהו מועיל למצב זה תהיה 40K / 340K * 100% = תוף ... 11%. כמעט לא שווה לנסות ולהתאושש.

זאת מכיוון שקרנו, אחד מממזרי הפיזיקה, קבע כי החוק בשנת 1824 ואף אחד עדיין לא ביטל אותו.

זה לא חלים על קרינת חום , שאינה חום כשלעצמה אלא חום שכבר הומר לאור אינפרא אדום גל ארוך, אשר מומר בחזרה לחום אם הוא פוגע במשהו. אכן ניתן להעביר אותו כרצונו על ידי עדשות, מראות ומנסרות העשויות מהחומרים המתאימים (לא: הפעלת חלון הטחנה או זכוכית אופטית!). למרבה הצער, יצירת קרינת חום משמעותית היא גם דבר שלוקח טמפרטורות גבוהות ....

ובכן הדרך הכי פשוטה קדימה להקרין אור שמש לחלל היא באמצעות מראה.

אך יצירת מראות בשווי מיליוני מיילים רבועים נשמעת יקרה מאוד. כנראה בטווח של מאה טריליוני דולרים אמריקאים. אם נפטר מכל ההוצאות הממשלתיות נוכל לשלם על כך לאורך כ- 100 שנה.

האנושות אוספת מקורות חום טבעיים והופכת אותה לאנרגיה שימושית: משאבות חום, מערכי שמש, גיאותרמית וכו ', אך אי אפשר יהיה להפחית את ההתחממות הגלובלית בצורה זו. רוב החום שנאסף למטרות שימושיות, בכל מקרה מוחזר לאטמוספירה כאשר משתמשים באנרגיה. אם אתה חושב על זה, אפילו חוות רוח אוספות אנרגיה סולארית מכיוון שחום השמש הוא שמניע את הרוחות. כאשר משתמשים באנרגיה, היא הופכת מחדש לחום. כסטודנט לפיזיקה עליכם לדעת זאת.