ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

Медленное сжатие

Можно ли адиабатически сжать газ таким образом, чтобы при

расширении он вернулся точно в исходное состояние? Иными словами, может адиабатическое сжатие быть обратимым? Да, может, при условии, что сила прикладывается постепенно. Сжатие (или расширение) должно происходить в резльтате некоторого числа шагов, на каждом из которых газ остается в квази - новесном состоянии. Симуляцию такого процесса можно продемонстрировать сленно достаточно простым способом, используя итерационный алгоритм. Стартуя с условий, которые мы имели в начале эксперимента, примем не- іьшое прирашение силы А/7так. что Fi = , + ДF. Вычислим величину

(37)

числим Tj из выражения

Бдем повторять процедуру до тех пор, пока f) не станет равным FKOH. Здесь — конечное значение силы (в нашем примере 10 000 Н).

Прим. ред. Снижение «ценности» связано, в частности с тем, что тепло становится менее доступным для его преобразования в механическую работу.

[7] Однако произвольная система не всегда стремится в сторону максимума беспорядка. Систс мы могут спонтанно создавать сложные структуры, такие, например, как жизненные формі возникающие из некой первозданной среды.

[8] Синтетические кристаллы, такие как нитрид кремния SiN и нитрид алюминия A1N. тщательном изготовлении могут иметь теплопроводность большую, чем у алмаза.

Алмазы, изготовленные методом осаждения из газовой фазы (CVD) на подложку и имеюі диаметр до 15 см и толщину более 2 мм, обладают теплопроводностью 5300 Вт/(м • К)

118 К и 2200 Вт/(м • К) при 273 К. Для сравнения теплопроводность меди в том же интер температур составляет около 380 Вт/(м • К).

[9] гх температурах, что снижает тепловую нагрузку и в ряде случаев приводит к > ^ іичению срока службы. Так, для небольших электронных ламп весьма по - р іярно оксидное покрытие эмиттера (ВаО + SrO). Однако срок службы эмит - ра может быть ограничен слабостью границы раздела между керамическими і баллами.

каждый эмиттер имеет свою рабочую температуру. Для вольфрамовых ка - ов она лежит в области 2500 К, для катодов из торированного вольфрама іавляет 1900 К, а для оксидных катодов 1150 К. Эмиттеры из торированного ьіфрама до сих пор используются в мощных электровакуумных устройствах : одаря их более низкой работе выхода и более продолжительному сроку >лбы по сравнению с эмиттерами из чистого вольфрама. При нагревании стого вольфрама до рабочей температуры начинается рост монокристал - . что приводит к разрушению поверхности. Добавки тория уменьшают г кристаллов.

Для работы термоэмиссионных преобразователей необходимо, чтобы работа хода эмиттера превышала работу выхода коллектора. Для нейтрализации про - нственного заряда большинство термоэмиссионных преобразователей рабо - в атмосфере паров цезия (см. п. 6.7.1.). Поскольку цезий конденсируется более холодной поверхности коллектора, работа выхода последнего обычно *зка к работе выхода, соответствующей цезию, а именно 1,81 эВ. Отсюда сле - с. что эмиттер должен иметь работу выхода, превышающую 1,81 эВ.

[10] JeE — электронный ток от эмиттера к коллектору;

[11] JeC — электронный ток от коллектора к эмиттеру;

тной ионизации цезия на эмиттере;

[13] айшему соседу сверху, принадлежит рекордно низкое значение потенциала, ное 3,89 эВ. Это обстоятельство является одной из причин, по которой цезий сггый или с какими-либо добавками) так широко используется для нейтрали - и и пространственного заряда.

Пары цезия могут подвергаться поверхностной ионизации просто при сопри - новении с горячей металлической поверхностью при условии, что материал рхности имеет работу выхода большую, чем потенциал ионизации атома ія. Это условие выполняется для вольфрама (рис. 6.18).

В металле много незанятых энергетических уровней, расположенных выше ня Ферми. Согласно классической механике электрон, принадлежащий атому 130вой фазе, может покинуть атом и перейти на один из свободных уровней положенном поблизости металле, если электрон обладает энергией, превы - шей потенциал ионизации фіоп. Другими словами, электрон должен сначала освободиться из исходного атома цезия. Согласно квантовой механике ве - ость того, что электрон даже с энергией, меньшей потенциала ионизации, лет путем туннелирования мигрировать в металл, отлична от нуля. Атом «са - іроизвольно» ионизуется при условии, что он находится достаточно близко

[14]нс. 6.24. Зависимость р и выходной мощности от давления паров цезия

Плазменные диоды работают в диапазоне спада (3, где даже при умеренных ературах вольфрам, покрытый цезием, эмитирует плотности тока порядка кА/м2. Это должно было бы приводить к приемлемым выходным плотно - чощности. Однако диапазон высоких выходных мощностей соответствует м высоким давлениям паров цезия, что даже при маленьких межэлектро - зазорах нельзя пренебречь столкновениями электронов с атомами цезия. існо эмпирическому правилу при pCsd > 0,0033 Н/м столкновения необхо - э учитывать, и мы переходим из области диодов низкого давления в область

ііературьі эмиттера и коллектора равны 2100 и 1100 К соответственно. Эф - лвная излучательная способность эмиттера составляет 0,3 для стороны,

[16] числом электронов в ионе, участвующем в соединении.

7.7.4.5. Зависимость напряжения от температуры

откуда следует

В данном случае ситуация аналогична термоэлектронной эмиссии (см. § 6.2).

[20]

- _Sh2o + ^h2 + 2 So2 +

Если водяной пар будет содержать азот, то это приведет к немного другому результату, так азот при высоких температурах вступает в реакцию с кислородом с образованием оксидов

[21] Прим. ред. Первый в мире гражданский самолет на водороде ТУ-155 с двигателем НК-' • разработан и создан в СССР в КБ им. А. Н. Туполева и ОКБ Н. А. Кузнецова, успешно прошел летные испытания (пять полетов общей продолжительностью 4 ч 27 мин) в 1988 г.

[22] ГПВРД) сможет обеспечить успех гиперзвуковым транспортным самолетам. 27 марта 2004 г. ГПВРД был испытан в свободном полете. Двигатель проработал 10 с и позволил развить ско­рость 8000 км/ч (число Маха М = 7).

Прим. ред. Несколько ранее ГПВРД был создан и испытан в СССР в полете с числами Маха М = 3+7 в течение 20 с.

[24] конкретного дня года d

[25] Газохол — смесь бензина и этилового спирта, обычно содержащая не более 10 % спирта и используемая в качестве альтернативного горючего для некоторых видов автомобилей GAS(OLINE)+(ALC)OHOL

[26] Прим. ред. Приведенные выше данные относятся к 2004 г. За последнее время в ли­деры по суммарной и единичной мощности ФЭС вырвалась Испания, где сегодня дейс­твует несколько десятков таких станций единичной мощностью от 10 до 60 МВт. Но­вые крупные ФЭС построены также в Португалии, Германии, Южной Корее, США (см. http://www. pvresources. com).

Прим. ред. Следует также иметь в виду, что максимальный среднегодовой поток солнечно­го излучения на поверхности Земли составляет, как правило, не более 250 Вт/м2, в то время как за пределами атмосферы — около 1400 Вт/м2 и для производства одинакового количества электроэнергии на орбите площадь фотоэлектрических преобразователей может быть примерно в 5 раз меньше.

[28] Прим. ред. Технические предложения по созданию ОСЭ были опубликованы П. Глэзером в 1968 г. (Р. Е. Glaser «The future of power from the sun», 1ECE-6S, Record 1968, — P. 98-104). Однако саму идею электроснабжения Земли с помощью ОСЭ, передающих энергию по радио­лучу, впервые определенно высказал в 1960 г. русский инженер Н. А.Варваров, который писал: «Когда люди научатся передавать электроэнергию из космоса на Землю без проводов, подобно тому, как сегодня осуществляется связь по радио, творческая мысль человека направит свои усилия на создание космических гелиоэлектростанций, снабжающих жителей Земли элект­роэнергией в неограниченном количестве» (Н. А.Варваров. Космические гелиоэлектростанции // Техника молодежи. 1960. № I. С. 34-35).

[29] при/j <f<f2, гае/, =100 ТГц, af2 = 1000 ТГц.

о/

1. Какова теоретическая эффективность фотодиода с шириной запрещенной зоны, равной hf ?

2. При какой ширине запрещенной зоны достигается максимальный КПД?

1 х 1 см (квантовый выход 100 %)?

................ ~1 Здесь А — это площадь поверхности крыла.

Следовательно, относительное удлине­ние может быть определено как отношение квадрата длины крыла к площади его по­верхности. Это же определение может быть использовано и при рассмотрении профи­лированных (непрямоугольных) крыльев, размер хорды которых изменяется по длине лопасти.

Сопротивление, которое испытывает тело, движущееся в потоке жидкости, возникает из-за действия различных факторов. Идеально гладкое и бесконечно длинное крыло будет испытывать только давление сопротивления. Однако по­верхность реального крыла не является идеально гладкой, поэтому вязкостные силы будут создавать поверхностное сопротивление трения.

Подъемная сила возникает из-за разности давлений, действующих на верхнюю и нижнюю сторону профиля. На свободном конце крыла возникает возможность перетекания потока из зоны высокого давления на нижней части профиля в зону низкого давления в верхней части профиля. Из-за этого на конце крыла обра-