categorii: Fapte interesante, Secretele electricianului, Probleme controversate
Număr de vizualizări: 65613
Comentarii la articol: 14
De ce nu este posibilă existența unui bec etern
În orașul Livermore (California, SUA) există un bec unic, care a fost înșurubat în 1901 și de atunci a fost aprins fără întrerupere. Aceasta este o înregistrare absolută care a intrat în Cartea Recordurilor Guiness. O cameră web este instalată în fața unui bec unic de la pompierul nr. 6, astfel încât becul poate fi văzut pe internet. Cum a fost posibil acest lucru?
Se știe că fața principală a arderii becurilor este uzura treptată a unui filament de wolfram. Acest filament este încălzit aproape până la punctul de topire al tungstenului (3300 ° C), altfel nu veți primi un flux intens de lumină. La această temperatură, atomii de tungsten din rețeaua de cristal vibrează intens, iar unii dintre ei ies și pleacă în spațiu, așezându-se pe pereții balonului. Treptat, firul devine mai subțire, iar în locul cel mai subțire temperatura depășește punctul de topire, firul se arde.
Evident, pentru a crește durata de viață a becului, este necesar să instalați un fir mai gros. Dar, în același timp, pentru a menține rezistența firului, este necesară creșterea lungimii acestuia. O creștere de două ori a diametrului firului duce la o creștere de 8 ori a masei de tungsten. Iar wolframul este un metal scump, așa că actualii producători de becuri încearcă să îl salveze.
Există însă un alt motiv de uzură a lămpilor, despre care aproape nimeni nu știe. Cert este că paharul subțire al unui balon în stare încălzită trece gaz. Există tabele pentru diferite pahare și gaze diferite la diferite temperaturi. De exemplu, 1 cm2 dintr-o suprafață de sticlă grosime de 1 mm în 1 s și cu o diferență de presiune de 1 mm Hg. trece 6,5 * 10 în (-12) grade cm3 de azot la o temperatură de 600 ° С (partea principală a aerului).
Să calculăm temperatura becului unui bec standard de 40 de wați cu o suprafață a becului de 200 cm2 și o suprafață a filamentului de tungsten de (aproximativ) 0,3 cm2, adică. diferența este de 660 de ori.
Folosind metoda de calcul conform legii Stfan-Boltzmann și ținând cont de faptul că toată radiația infraroșie a filamentului încălzește balonul (lumina vizibilă nu depășește 3%), obținem temperatura vasului de aproximativ 400 ° C (toată lumea poate fi sigură că acest lucru este adevărat atingând balonul bec luminos stralucitor). Mai mult, luând grosimea de sticlă a balonului 0,5 mm, diferența de presiune este de 760 mm RT. iar timpul este de 1 an, obținem penetrarea gazului în lampă aproximativ 4-5 cm.
Timp de câțiva ani, în cazul în care filamentul nu se arde, lampa se va umple cu gaz, va avea loc o descărcare de gaz și, odată cu ea, bombardarea cu ioni a filamentului. Apoi acest fir se va subția mai repede. Astfel, pentru a crea o lampă incandescentă cu o durată de viață lungă, este necesar: să instalați un filament gros de wolfram, să creșteți suprafața becului lămpii (în acest caz, temperatura becului va scădea și scurgerea de gaz va scădea), crește grosimea sticlei lămpii becului.
Evident, aceste condiții au fost îndeplinite într-o lampă de lungă durată. Dar producătorii actuali nu doresc să îndeplinească aceste condiții, în primul rând, din motive de economie (tungsten și sticlă), iar în al doilea rând, producătorii pur și simplu nu sunt interesați să elibereze becuri „eterne” (altfel se vor „arde”).
Consultați și la i.electricianexp.com
: