Кавітація або як взяти тепло - ні звідки

Цей експеримент американця на прізвище Гріггс, поставлений майже 10 років тому, став вже хрестоматійним. Фізик пропустив потік води через обертовий диск з отворами. Пройшовши крізь них, вода нагрівалася. Здавалося б, відбувається звичайнісіньке перетворення механічної енергії двигуна насоса в тепло. Але виявилося, що тепла виділялося в 1,6 рази більше, ніж надходило електроенергії до двигуна. Звідки виник надлишок енергії? Гіпотез багато. Ось, наприклад, одна.

У момент переривання потоку в воді утворюються численні бульбашки. Проіснувавши тисячні частки секунди, вони починають стискатися і схлопиваются, зникають. Це явище носить назву кавітація.

Процес цей не простий. Якщо діаметр бульбашки зменшиться, наприклад, удвічі, то обсяг - у вісім разів. Так само швидко зростає і швидкість руху його стінок назустріч один одному. Теоретично швидкість стиснення абсолютно порожнього бульбашки може досягти швидкості світла. Правда, зазвичай в ньому присутня повітря і пари води, які можуть обмежити швидкість стиснення сотнями метрів в секунду. Енергія в цьому випадку витрачається на стиснення всього знаходиться в бульбашці газу. Але може трапитися інакше.

Початок кавітації вдалося зняти на кіноплівку і детально вивчити. Але при діаметрі 0,001 мм і менше кавітаційний бульбашка спостереження вже не піддається, дізнатися, що в ньому відбувається, можна лише за непрямими даними.

Відомо, наприклад, що кавітація здатна руйнувати будь-які матеріали. Це говорить про те, що в кінці схлопування бульбашок повинні виходити дуже високі тиску. Вчені оцінюють його величинами від 12 тисяч до 450 тисяч атмосфер. А при таких тисках можуть руйнуватися електронні оболонки атомів і навіть ядра.

Здавалося б, ці процеси і призводить до появи додаткової теплової енергії. Але. Практично будь-які ядерні реакції дають знати про себе сильним гамма-випромінюванням. Але його не спостерігається. Так звідки все ж "зайва" енергія?

Рідина, в якій відбувається кавітація, світиться, значить, ці кванти дійсно існують. Це світіння називається сонолюмінесценция. Відкрите в 1933 році, воно в рамках класичної науки пояснення не знайшло.

Але перейдемо від теорії до практики. Відомо багато способів отримання кавітації. Наприклад, в медичних ингаляторах - приладах для отримання тонко розпорошених рідких ліків вона створюється за допомогою ультразвуку. Але ККД застосовуваного тут електронного ультразвукового генератора настільки малий, що отримується виграш енергії практично не помітний.

Щоб отримати додаткове тепло, частіше використовують механічну енергію. Одну з найпотужніших установок для цієї мети створив омський винахідник В.Ф.Кладов. Він запропонував відцентровий насос, який при своїй роботі створює переривчастий потік рідини, і при роботі з водою отримав дворазовий виграш в енергії. Зазнав Кладов і інші рідини. Фтористий кремній, наприклад, дав десятикратний виграш. Інші вчені, навпаки, при самих ретельних вимірах її не знайшли.

Схожі статті