冷聚变又热了-LENR-CANRorg
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标题:冷聚变和热聚变亲爱的同学们,你们有没有想过,未来我们用的电可能会来自一种叫做“冷聚变”或“热聚变”的超级酷技术呢?今天,我就带大家了解一下这两种神奇的能量来源。
话说,大家都知道太阳吧?太阳就是个超级大的聚变反应堆,这叫热聚变。
它的温度超高,得有上千万度呢!在这种高温高压下,氢原子不得不互相抱团取暖,变成了更重的氦原子,还释放出好多好多的能量。
这些能量就是太阳光照到地球上的原因。
那什么叫冷聚变呢?冷聚变可就更神奇了。
科学家们一直在研究,如果能让氢原子在比较低的温度下也发生聚变,那样就能更轻松地得到干净的能量。
这个过程不会像太阳那样需要超高温,所以叫“冷聚变”。
可是,冷聚变现在还没有完全成功。
有些科学家说他们发现了一些方法,但总是得不到别人的肯定。
这就像是你在做一个超级难的实验,有时候觉得自己快成功了,结果却被别人说不行,你会不会觉得很沮丧?对,现在的科学家就是这种感觉。
不过,无论是冷聚变还是热聚变,一旦成功,都会给我们带来巨大的好处。
想想看,如果我们能用这些技术制造出超强的电池,那么手机、电脑、电动车都能用很久很久,不用老是充电。
而且最重要的是,这些技术都很环保,不像煤炭和石油会污染我们的环境。
当然,要实现这些,还需要我们努力学习更多的知识。
科学就像是一个超大的谜题,每解开一部分,就会带给我们更多的可能性。
所以,从现在开始,让我们一起好好学习,说不定哪天就能帮助科学家解决这些难题,让冷聚变和热聚变成为现实。
大家说,这样的未来是不是让人超级期待呢?那我们就从现在做起,努力学习,为未来的绿色能源贡献一份力量吧!对了,你们觉得冷聚变和热聚变,哪个更能代表未来的能源方向呢?欢迎讨论哦!。
冷聚变浅说李兴中(科技日报 1990,1,12-2,9,”科海览贝专栏 5篇连载)扑朔迷离的冷聚变现象1989年12月初中央人民广播电台关于中日学者合作在低温核聚变实验中测到大量中子的报道一下子又引起了许多关心此事的同志的询问究竟是怎么回事? 前一阵对冷聚变似乎已冷了下来以为已经过去了其实从1989年3月23日宣称犹他大学发现冷聚变现象以来争论就没有停息实验和理论工作也没有停息只是在3月6月的热潮之后人们认识的深化使得一些工作都是在悄悄地进行进行更认真的研究例如去年9月1516日就在意大利的凡仑那举行了理解冷聚变现象的研讨会该会由意大利物理学会发起与会者主要从理论上探讨对冷聚变进行各种解释的可能性该会的会议文集将发表在今年1月出版的著名期刊(Nuovo Cimento)(新试验)杂志上去年l0月1618日在美国首都华盛顿举行了充氘金属中的反常效应的讨论会该会由美国国家自然科学基金会和电力研究所联合召开庞斯和弗莱希曼出席了会议近50名与会者中多数是相信冷聚变的也有少数著名的持怀疑态度的学者如加州理工学院的刘易斯(N Lewis)和德州大学的巴特(A. Bard)被美国称为氢弹之父的泰勒也出席了此会纽约时报记者11月7日从盐湖城报道了庞斯和弗莱希曼两个月来埋头工作于新成立的国家冷聚变研究所仍持乐观态度而回避记者这次日本大阪大学中日学者合作研究的报道正是这一系列研究工作之一从新闻报道中可看到中国学者张月嫦和日本荒田吉明教授所采用的钯电极比较粗直径2厘米他们在重水电解实验中观测了钯电极内部温度发现随着温度升而复降钯电极先是吸附重氢继而又放出重氢并称之为开合效应他们观察到的中子数最高时达每秒l亿个为天然本底的250万倍并连续40小时内出现大量中子其实就在前不久日本(朝日新闻)还报道了不用电解池而用钯电极在真空中放电10分钟再充氘气然后测到中子发射的实验结果日本名古屋大学讲师和田仲彦与助教西泽邦秀将两根3.5厘米长的钯丝相距4厘米插人直径8厘米容量为0.3升的烧瓶中抽走空气放电10分钟然后充入一个大气压的氘这样每隔一小时就能观测到比本底高几倍的中子发射两天后再放电10分钟结果可观测到比本底高2万倍的中子发射且不问这些实验作何解释作何结论人们要问的是为什麽世界上这么多学者会对此扑朔迷离的冷聚变现象发生如此浓厚的兴趣能源的危机与希望英国人在苏伊士运河危机期间用马拉汽车的照片曾被人们用来形象地说明能源危机今天人们已经可以从自己的生活中体会能源危机的含义就在我们首都北京的1000条电力线路中一度平均每天要拉闸限电1500次以上由于停电限电中国工农业总产值每年要损失2000亿元再把眼光放远一些下世纪中叶我国人口至少15亿如果按50年后中国能源消耗只是达到今日全世界的平均水平(人均三马力)则我国每年就需要能源50亿吨标准煤这就是当前全世界一年的煤产量比中国当前煤产量翻两番还要多如果再考虑全世界发展中国家在今后50年中能量的需求而预计全世界石油和天然气的蕴藏在今后50年要濒临枯竭那就更会意识到一场严峻的能源危机就在前面这就是为什么人们要不停地探索新能源的基本原因而在种种可能的新能源中聚变能源独受青睐这是因为其资源就是遍及全球的海水每立方公里海水中的重氢(氘)所释放的聚变能就相当于今日已知的全世界的石油总蕴藏量而地球上约有10亿立方公里的海水难怪人们要说一旦聚变能得以受控释放人类的能源问题就算是一劳永逸地解决了这也就是面临能源危机的人类所看到的一个希望其实聚变能早巳进入人类生活因为地球上的植物和动物所赖以生存的阳光就是靠太阳内的聚变能才得以维持的太阳就是一个巨大的聚变反应炉在煤和石油中的化学能也正是当年储藏的来自太阳的聚变能甚至今日我们所用的水电也是靠阳光搬运的水力然而当我们企图在地球上建起这样一个小太阳受控的聚变反应炉时事情就不是那么简单了遥遥在望的聚变能聚变能是两个较轻的原子核聚合在一起变成一个较重的原子核时所放出的核能早在人们发现重核裂变之前科学家就已提出了太阳能量的来源是轻核聚变的理论并在1932年发现了重氢可是人工控制的核聚变却远远落在核裂变后面1938年才发现了核裂变4年之后就已建成了第一个裂变反应堆可聚变呢直到1950年才第一次出现了实现热核聚变的氢弹从1958年起受控核聚变研究解密全世界进行了30余年的努力预言的受控核聚变装置却是迟迟不能实现虽然乐观者普遍认为在20世纪末一定能实现点火但是一般的估计都是到21世纪中叶才可供工业应用是什么原因使聚变能量如此难以释放呢?难就难在主要的聚变反应中反应物都是带正电荷的原子核要它们发生聚变反应首先必须要让它们靠拢到核力可以发生作用的距离这大概是十万亿分之一厘米(10-13厘米)然而两个带正电荷的原子核同性相斥这个库仑斥力却是一个远距离就起作用的力早在两核靠拢之前就已经把它们推开了好比是两位挚友要握手言欢而中间却隔着一座库仑山遥遥相对达100公里之远如果原子核有足够的动能是可以越山而过的但这要原子核的动能高达几十万电子伏通常以为电子伏是一个很小的能量对应的温度不会很高其实不然太阳表面的温度那么高(6000)但是太阳表面带电粒子的平均动能还不到一个电子伏可以想象要在地球上造成一个环境使其中带电粒子的平均动能达到几十万电子伏并不是一件容易的事好在微观世界之中除了越山而过还有穿山而过这一招打个比方说声波遇到砖墙并不完全被挡住而是可以穿墙而过带电粒子的波动性表现在它也能从库仑山中透过去好比是打了一个隧道穿过去人们称之为隧穿效应这样就不一定要求带电原子核的动能高达几十万电子伏即使温度低一些也可以有发生聚变反应的机会当然即使是隧穿效应也总希望山墙薄一些才容易穿透一种办法是原子核的动能别太低(比太阳表面还热)仍比较靠近库仑山顶感受到的山墙比较薄这就是热核聚变另一种办法是原子核动能很低(已接近室温)而削薄山墙这就是冷核聚变当年有人提出用µ粒子来代替氘分子中的电子可以使库仑山变薄以增加聚变反应的机会这种反应被称为µ粒子催化聚变反应这种催化反应是在实验上已得到证实的冷聚变只是由于µ粒子的寿命太短在实验上从未达到有用的功率释放总而言之聚变作为一种能量来源其理论模型是清楚的也是有实验依据的但要成为一种实用的能源却是困难重重无论是热核聚变还是冷核聚变都呈现一种虽然是可望却是日期遥远的态势热核聚变贵而生畏近4 0年的热核聚变研究促使我们不断地探索究竟还有没有其他更容易的途径? 虽然沿着热核聚变道路走下来已经走到了马上就要证实科学可行性了(1989年11月13日在美国物理学会年会上宣布欧洲的联合环已达到了接近得失相当的水平即可输出的聚变能已等于输人能量的0.8倍)但科学家也深知其中的困难所在首先是约束这么高温的带电粒子所需要的磁场就是一项困难的高技术在地球上还找不到一种材料可以制成容器来盛放此比太阳温度还高的带电粒子的气体人们想到了磁场在强大的磁场中带电粒子的轨道被弯曲而约束在一定的体积内众所周知磁场要靠电流来产生而电流要靠能源来驱动为了节省驱动能源必须采用超导技术而用超导材料来包围这样一个庞大的热核聚变堆就使其投资贵到了难以承受的程度运用今日已知的理沦来预测未来的热核聚变堆的尺寸将是长宽高皆达十余米的庞然大物而相应的超导材料等包裹物质却是平均每公斤达上千美元的昂贵材料每个热核聚变电站的投资将是几十亿美元之巨且不说发展中国家难以承受这样的经济负担就是发达国家今日也不得不考虑联合投资来兴建第一个实验性热核聚变反应堆(ITER)对于发展中国家来说他们在未来的经济发展中是最需要聚变能源的国家而他们是负担不起这种巨额费用的冷核聚变应运而生正是在这样的背景下冷核聚变的出现一下子轰动全球因为它不仅仅可能隐含着科学的创新也可能会打开一条通向聚变能源的新路然而按照庞斯和弗莱希曼本人的愿望来说现在发表为时过早只是不得已而为之现年46岁的庞斯早年就学于美国密执根大学在他快要得博士学位的时候却在其父的怂恿下弃学经商十年之后他又想继续学业由于密执根大学不再承认其学分而必须重修才使他远渡重洋成了英国南安普顿大学弗莱希曼教授的学生弗莱希曼现年62岁素以智谋出众而受人称道两人从师生而成为挚友1984年当他俩在盐湖城附近的峡谷地区作徒步旅行时忽然萌发了一个想法既然钯能吸附大量的氢而且化学家们早就注意到氘在电场作用下能在钯的原子晶格点阵中不寻常地作自由运动那么原子核会不会靠得足够近而发生核聚变呢? 旅行结束一到家他俩就在厨房内桌上边喝边画草图第一步的电解池实验方案就此诞生了这个方案就是在重水中插入钯丝作阴极进行电解1985年的一个晚上电解池的电极居然意外地烧融乃至有一部分都汽化了庞斯立即打电话把此意外事件通知巳回到英国的弗莱希曼因为庞斯感到从电解池中得到的能量已远超过了化学反应所能释放的能量弗莱希曼却告诫他最好不要在电话中讨论此事两人用私人积蓄投资10万美元以继续探索这一被认作是冷聚变的现象当他们感到私人投资已难以维持下去而向政府申请研究基金时1988年9月申请书转到了同在犹他州的杨伯翰大学的物理学家琼斯手中政府要求他审议庞斯和弗莱希曼的申请原来琼斯也在作冷聚变实验本来琼斯是专门研究µ粒子催化聚变反应的两年前他也转向研究电解池方案并且也发现了聚变的迹象他是一位核物理学家在发明一台高质量的中子探测仪上下了功夫并用普通水作了对照试验因此他之所以相信他看到了聚变是因为他确信已看到了聚变中子而根本不是用化学反应解释不了的热量但琼斯却想用此冷聚变反应来解释地球内部热量的起源和夏威夷观测站上测到的氚量异常两所大学相距不过50英里竟在从完全不同的角度分析着同样的钯电极电解重水实验于是琼斯建议双方合作1989年3月6日在两所大学校方出席下协商如何向公众报道庞斯和弗莱希曼仍希望再等一下而琼斯却已接到了美国物理学会的邀请预定于1989年5月初正式报告其研究结果最后商定1989年3月24日双方同时各投寄一篇论文于自然杂志然而庞斯和弗莱希曼却于1989年3月23日在校方召开的记者招待会上宣布了他们的突破这显然是一个不成熟的竞争的产物所以此后庞斯和弗莱希曼在洛杉矶美国电化学会年会和在欧洲各种场合受到诘问而支支吾吾是可以想象的他们也已料到一旦发表所招来的问题会比所解决的问题多值得注意的是从此之后弗莱希曼与琼斯都分别与各地的学者合作英国哈威尔实验室在弗莱希曼参与下种种验证实验都得出了零结果之后弗莱希曼仍坚持他的结论而琼斯与意大利的学者在格兰萨索(Gran Sasso)的深山隧道中重复了电解池实验之后明确排除了是宇宙线µ粒子引起核聚变(因为隧道中µ粒子数量比海平面处还低一百万倍)后来又有一些支持冷聚变现象的实验其中最值得一提的是意大利夫拉斯卡蒂(Frascati)的无电解池实验他们注意到了在琼斯的实验过程中电极材料可以不是钯而是其他吸氢材料(如钛等)电解质也不一定非用氘氧化锂不可但是琼斯提到了非平衡态可能是关键因素之一因此意大利的学者们干脆不用电解池而是在不锈钢瓶中放几十克钛片或海锦钛在50个大气下用液氮冷却后升温又重复冷却企图以此来造成空间和时间上的非平衡过程果然他们在高压下看到了猝发式的中子发射其发射量比本底高出35倍(达每小时70个计数)而在放气之后在室温下又连续十余小时内观察到中子的发射其发射量比本底高500倍(每小时1000个计数)这个现象在意大利的热那亚大学和另一个国家实验室也都看到了而且美国的洛斯阿拉莫斯国家实验室也重复了这实验也还有重复电解池实验而得到了正结果的地方如美国斯坦福大学和德州农机学院他们还用普通水作了对照试验证实了过量的热只出现在重水电解的实验之中疑云密布结论难下然而事情并不是那么简单作为一名化学家可以把他看到的解释不了的过量的热量归结为由核反应过程产生但是物理学家同样也解释不了为什麽会有这样的核反应过程在一种情况下实验看到了过量的热却没有看到中子和核聚变过程的其它产物(氚质子或氦的一种同位素等); 在另一种情况下实验看到了中子却并没有见到明显的热量产生按照传统的氘一氘聚变反应应该同时有两种反应结局一种是产生质子和氚另一种是产生中子和氦同时伴随着几百万电子伏能量的释放所以科学家们普遍认为应该同时测到聚变能量和中子才能确证是冷聚变反应庞斯和弗莱希曼一度宣称同时看到了过量的热和聚变中子但是用以论证聚变中子的伽玛射线能谱被核物理学家否定了在麻省理工学院等离子体聚变中心的验证实验面前弗莱希曼宣布他们的伽玛射线能谱有问题(但同时又重申过量的热不仅确切无疑数量上还比过去更多)退一步说即使弗莱希曼看到的是中子其产额也比从聚变反应热算出的产额低了10亿倍而且琼斯在同类电解池中看到的中子又比庞斯和弗莱希曼低了1万倍这个疑点至今还没有解开但是还有更大的疑团迄今为止多数重要的实验室没有测到任何正结果包括麻省理工学院的等离子体聚变中心国际商用机器公司的研究中心美国电话电报公司的贝尔实验室劳仑斯贝克莱实验室橡树岭罗彻斯特大学俄亥俄州立大学多仑多大学佛罗里达州立大学加拿大恰克河核实验室瑞士洛桑高工他们都说没有看到弗莱希曼和庞斯所报道的中子产生率由于他们所用的探测仪器的灵敏度比不上琼斯的仪器因此对于琼斯所报道的中子产生率(约每对氘核每秒产生1024个中子)尚无发言权然而耶鲁大学和布鲁克海汶国家实验室的联合实验已确定中子的发生率不会高于每对氘核每秒1025个聚变中子面对着这难解的事实有人拿出了病态科学的症状来类比认为所谓冷聚变不过是一场病态科学的瞎折腾有人甚至还说是美国科学的耻辱理论的困惑在扑朔迷离的实验结果面前人们看着理论工作者的态度然而理论工作者同样是困惑不解为什麽聚变反应的热量与聚变反应的中子如此不相称呢姑且认为这是聚变中子理论也解释不了所宣称的中子产率每对氘核每秒产生约1024次聚变反应使用隧穿效应来估计氘分子内两个氘核聚变反应的几率是1070/分子秒最近加州理工大学的理论工作者重新验算了此几率发现可提高到1064分子一秒仍远低于琼斯实验的数值前面巳说明如果氘分子中的电子被换成µ粒子则此几率可以提高80个数量级但为了解释琼斯的实验每个µ粒子必须催化700次聚变才行遗憾的是µ粒子的寿命却太短而达不到理论家的期望值µ粒子的作用是使库仑山变薄那么是否也可以用其他方法来使库仑山变薄呢固体物理学家告诉我们在金属氢化物中确实可以有一些空位每个空位内可累积多达6个氘核可是计算表明这些氘核之间的间距仍比氘分子内的间距还大2倍如果可以找到一种机制使氘核间距迫近到只有氘分子内两个氘核间距的1315则琼斯的中子产生率就可能得到解释另一方面也可以寻找使氘核加速的机制因为一旦被加速氘核爬升到靠近库仑山顶则隧穿的厚度也会大大下降而提高聚变反应率这种加速电压可以来自金属中的裂隙在裂隙两侧的电荷可以形成一个电场来加速氘核早在1976年就已观察到充氘或充氢的金属内会产生裂隙也确实有苏联学者在1986年发表过撞击氘化锂晶体可以产生中子的实验结果(撞击中产生的裂隙每条可以发出约10个中子)理论的现状使化学家把目光投向核物理学家而核物理学家又寄希望于固体物理指望在固体晶格中µ粒子寿命会变长或在固体晶格里会出现只释放能量而不放出中子的新型聚变反应1989年4月初氢弹之父泰勒曾说在刚一听到这消息时我的看法是它决不可能发生我现在非常高兴因为我看到非常大的可能性是我完全错了泰勒因病动了一次外科大手术在全身麻醉前他说的是但愿我能知道冷聚变究竟是怎么回事1989年10月他还出席了有关的讨论会这可以说是对理论家的心愿和困惑的最好写照世界各国的对策到目前为止实验或理论都还未能对冷聚变作出最后的结论但是看一看各国对策不无裨益美国能源部在犹他大学冷聚变实验消息出来之后即要求能源部所属各实验室在90天内弄清楚是怎么回事并指定洛斯阿拉莫斯国家实验室在5月2225日召开国际讨论会还命令十个主要的国家实验室每周向能源部报告一次有关冷聚变的实验情况那怕实验结果是初步的还是不确定的也要报告同时能源部马上成立了一个由电化学固体物理核物理工程技术等诸方面20位专家组成的专家小组由他们独立地评估并要求他们于1989年7月写出阶段报告那次国际讨论会果然如期举行了那个阶段报告也于7月份写出其中说专家小组认为迄今为止所报道的实验都未能提出令人信服的证据以说明那个被称为冷聚变的现象能导致有用的能源事实上要说发现了一种称之为冷聚变的新的核过程其证据也是没有说服力的该专家组原定于1989年11月提出最终报告但是庞斯和弗莱希曼对于专家小组的组成持异议甚至拒绝他们访问犹他的实验室因为庞斯和弗莱希曼认为专家小组中的成员都偏向怀疑派庞斯和弗莱希曼表示只有改变专家小组成员才会做出公正的结论也只有那样他们才允许专家小组参观犹他的实验室尽管去年7月份的报告说了大泼冷水的话美国能源部内仍有一套政策来扶持和评价这种近乎异想天开的研究这的确是值得借鉴的在美国能源部中有一个专门支持这种高风险高潜在收益的研究基金基础能源科学办公室的先进能源研究这项基金平均每年要支持12项类似的高风险高潜力的创新研究平均每项每年约28万美元已闻名于世的自由电子激光就是此项基金扶植起来的当年琼斯的µ粒子催化冷聚变研究也是此项基金支持的通常这项基金只支持三年左右因为一个想法如果基本上是正确的就会得到能源部其他基金乃至工业界的支持如果行不通三年之后也可见分晓了唯独琼斯的项目有些特殊从1982年开始获资助过了三年还是无法得到能源部的其他资助琼斯只好转向研究高性能的聚变中子探测器用以寻找其他的聚变途径最后发现了钯电极电解重水会产生聚变中子而庞斯和弗莱希曼也正是在申请这项研究基金时碰上了琼斯来评议申请书并获准32万美元用于18个月的研究经费如今在犹他州议会的支持下庞斯和弗莱希曼得到了450万美元的基金筹建了有30名研究人员的国家冷聚变研究所欧洲共同体为提高其工业的国际竞争能力而制定的第三个科研总体规划中也明确列入了能源研究中要开展冷核聚变研究日本也与英国协议要利用英国的加速器从1993年起共同进行µ粒子核聚变实验我们要有所作为在改革开放的大潮中我国学者对冷聚变的反应是及时的远在海外的学者学生纷纷投书国内并及时传来了第一批文献资料中国科学院和国家自然科学基金委员会还及时召集了有关专家的座谈会在会上我国的核物理学者就曾经提出过庞斯和弗莱希曼的伽玛谱不合标准我国的化学家也曾提出过不用电解池的验证方案在祖国的首都大西南东北和大西北有很多白发如霜的老专家与年轻人一起研究冷聚变他们度过了一个又一个的不眠之夜他们认为我们如果不做工作就有可能错过这个良机在国家科委教委的支持下我们的一些高等院校中国科学院迄今仍有一些甘冒风险的探索者在试验着种种不同的方案探索者的道路是艰难的但是只有不畏艰险的人才有希望登上科学的顶峰。
冷聚变
冷聚变,是指理论上在接近常温常压和相对简单的设备条件下发生核聚变反应。
核聚变反应中,多个氢原子核被强行聚合形成一个重原子核,并伴随能量释放。
冷聚变是在相对低温(甚至常温)下进行的核聚变反应,这种情况是针对自然界已知存在的热核聚变(恒星内部热核反应)而提出的一种概念性‘假设’,这种设想将极大的降低反应要求,可以使用更普通而且简单的设备,同时也使聚核反应更安全。
冷聚变又名冷核融合,是所用更正式名称——“低能量核反应”(low energy nuclear reactions, LENR)——的通俗名称,隶属于凝态物质核科学(condensed matter nuclear science,CMNS)的范畴。
“冷聚变”,国际上也称其为“凝聚态中的核科学”。
有学者认为,冷聚变现象是一种新的物理过程,对于轻水和氢气的过程没有核反应,只有重水和氘气有核反应,但是主要能量也不是由核反应产生的。
氘氘聚变比x射线的发射要低几个数量级。
所以叫冷核聚变是不完全科学的,建议叫电子——离子束缚态及其引发核过程。
这个物理过程在自然界中大量存在,例如太阳耀斑放能。
所谓黑洞、中子星、超新星、伽马爆、远伽马重复爆等天体现象也是这个物理过程,它也会对地球物理的能源机制给出新的解释,它对清洁能源有潜在影响。
冷热相互转化作文八百字英文回答:The concept of interconversion between heat and cold is a fundamental principle in thermodynamics. Heat and cold are not static entities but rather dynamic quantities that can be transformed into one another through various processes.One of the most familiar examples of heat-to-cold conversion is refrigeration. In a refrigerator, a compressor raises the pressure of a refrigerant gas, causing it to heat up. The hot gas is then passed through a condenser coil, where it releases heat to the surrounding environment. The cooled refrigerant is then allowed to expand through an expansion valve, which causes its temperature to drop even further. The cold refrigerant then enters the evaporator coil, where it absorbs heat from the food inside the refrigerator. This process continues until the food reaches the desired temperature.Heat-to-cold conversion is also utilized in air conditioning systems. In an air conditioner, a compressor compresses refrigerant gas, which increases its temperature and pressure. The hot gas is then passed through a condenser coil, where it releases heat to the outside environment. The cooled refrigerant is then expanded through an expansion valve, lowering its temperature and pressure. The cold refrigerant then flows through an evaporator coil, where it absorbs heat from the air inside the room. This process continues until the room reaches the desired temperature.In addition to refrigeration and air conditioning,heat-to-cold conversion is used in a wide range of applications, including cryogenics, heat pumps, and thermal storage systems. Cryogenic systems, such as those used in scientific research and medical treatments, use extremely low temperatures to preserve and study materials. Heat pumps, on the other hand, transfer heat from a cold source to a warm source, making them an efficient way to heat buildings in cold climates. Thermal storage systems storethermal energy in the form of heat or cold, which can be used to regulate the temperature of buildings and industrial processes.The interconversion between heat and cold is a fundamental phenomenon that has a myriad of practical applications. By understanding the principles of heat transfer, we can design and operate systems that efficiently convert thermal energy to meet our needs.中文回答:热冷相互转化的概念是热力学的基本原理。
热与冷的相互转化为题材作文The concept of hot and cold is a fundamental aspect of our existence. 热与冷的概念是我们存在的基本要素。
In our daily lives, we encounter situations that involve the transformation of heat into cold and vice versa.在我们的日常生活中,我们遇到了一些热与冷相互转化的情况。
For example, when we turn on a heater in the winter, we are converting electrical energy into heat in order to raise the temperature of a room.例如,当我们在冬天打开暖气时,我们是在将电能转化为热能,以提高房间的温度。
On the other hand, when we place a cold drink in the fridge, we are removing heat from the liquid in order to make it cold and refreshing. 另一方面,当我们把冷饮放进冰箱时,我们是在从液体中移去热量,以使其变得冷冻而清凉。
This interplay between hot and cold is also evident in nature.热与冷之间的相互作用在自然界中也是明显的。
For instance, the water cycle involves the constant transformation of water from hot to cold and back again.例如,水循环涉及了水的不断从热到冷再到热的转化过程。
冷核聚变应该不成问题
2011.3.14
如果我们把目光盯住恒星表面的核聚变,冷核聚变似乎是不可能的。
如果我们把目光转向地球大气边缘的核聚变,
冷核聚变就很平常。
其实恒星表面的核聚变也是冷聚变,不过始于基本粒子,而不是氢元素。
道理很简单:恒星向外发散的宇宙射线的主要成分是氢和氦离子,不可能同时再从太空获取它们,否则就会发生对撞,改变宇宙射线的成分。
恒星大气中氢离子的数量必定有限,否则恒星的存在就成为问题,因为炸药(氢气的活跃程度和反应速度超过许多炸药)再多也会在一瞬间引爆,不可能像蜡烛一样慢慢燃烧。
还有,氢的核聚变必定产生其它气体,它们才是恒星大气的主要成分。
既然恒星和行星大气边缘进行的核聚变都是冷聚变,为什么不能用人工的方法再现呢?
也许有人质疑地球大气边缘存在核聚变,那么地球大气热层和逃逸层的局部高温来自何方?地球大气的成分为什么和宇宙射线不同?照亮地球白昼的可见光来自哪里(所谓阳光在太空就是宇宙射线,既不明亮,也不温暖)?如果主要来自核裂变,地球大气的主要成分就会是基本粒子,而不是化学元素周期表排在氢后面的元素。
所以,冷核聚变是宇宙中的普遍现象。
热核聚变反应《热核聚变反应:神秘又伟大的能量变革》嘿,你知道吗?在我们这个神奇的世界里,有一种超级厉害的东西,那就是热核聚变反应。
这可不是什么随随便便的小玩意儿,它就像是宇宙给我们的一个超级大宝藏,藏着无尽的秘密和巨大的能量。
我第一次听到热核聚变反应的时候,脑袋里就全是问号。
这到底是啥呀?后来我就去问我爸爸。
我爸爸可厉害了,他知道好多好多东西呢。
爸爸就跟我说:“儿子/女儿呀,你可以把热核聚变反应想象成一个超级盛大的聚会。
在这个聚会上呢,小小的原子们就是那些参加聚会的小客人。
”我当时就觉得特别有趣,原子就像小客人一样呢。
爸爸接着说,这些原子里面呀,有氢的同位素,像氘和氚,它们在特别特别热,热得不得了的情况下,就像在一个超级热的大派对场地里,这些小原子们就开始疯狂地跳舞、碰撞。
然后呀,它们就融合在一起啦,就好像几个小伙伴突然紧紧抱成了一团。
这一抱可不得了,会释放出超级巨大的能量呢。
我当时就瞪大了眼睛,哇,原子抱在一起就能有那么大的能量呀?我又跑去问我的科学老师。
老师笑着对我说:“你看,太阳就是一个巨大的热核聚变反应工厂。
”我当时就特别惊讶,太阳?原来太阳一直在做这个呀。
老师说:“没错,在太阳的中心,那里的温度高得超乎想象,压力也特别特别大。
在那样的环境下,氢原子们就在不停地进行热核聚变反应,这就是为什么太阳能够一直发光发热,给我们地球带来光明和温暖。
如果没有太阳的热核聚变反应,我们这个世界可就黑暗又寒冷啦,就像一个永远没有灯光的大屋子,冷得让人直打哆嗦。
”那热核聚变反应能给我们人类带来什么呢?我和我的小伙伴们也讨论过这个问题。
我的小伙伴小明说:“要是我们能掌握热核聚变反应,那我们就有超级多的能量啦。
就像我们有了一个永远不会枯竭的能量宝库,再也不用担心停电啦。
”另一个小伙伴小红说:“对呀对呀,现在我们用的很多能源,像煤炭、石油,都会越用越少,还会污染环境呢。
热核聚变反应产生的能量又干净又多,就像清澈的泉水一样,永远流淌不完。
冷聚变又热了CBS新闻频道,冷聚变一度被当作垃圾科学,如今科学家又从新审视2009-4-19,20年前曾经有一度看来我们所有的能源问题好像全都解决了。
这就是宣称冷聚变成功⎯可以在室温下在实验室桌面上实现使太阳发光的核能。
它宣称是一种价廉,无限,而又干净的核能。
冷聚变将结束我们对中东的依赖,将停止排放使全球变暖的温室气体。
它将改变一切!但是来也匆匆,去也匆匆。
一下子冷聚变竟又成了垃圾科学的代名词。
然而,有趣的是曾经被当今许多科学家遗忘了的冷聚变重新又热了起来。
研究员麦克库勃立(Mckubre)对60分钟节目主持人佩利(Scott Pelley)讲:“我们能在桌面上给出核物理的动力。
其潜力是无限的。
这是人类已知的能源中最强大的能源。
”麦克库勃立说:他在斯丹福国际研究所(SRI International)的冷聚变实验中已看到这种能量50次以上了。
SRI是加州一所很有威望的实验室,它承担着政府的各方面的项目。
麦克库勃立是一位电化学家,他设想在20年内创造出一种干净的核电池。
他解释道:“例如,一台手提电脑可以充上所有你想要用到的电能。
然后,你就再也不必用充电器或墙上的插座了。
这对汽车也一样。
麦克库勃立对主持人讲:“一种能源的潜力将使你的汽车跑3-4年。
比方说,只须每过4年去换一个新的电源就行了."麦克库勃立答:“你可以想像那种一对一可更换的核燃料棒。
差别只在于这种燃料棒用完后,不必为核废物的处置操心。
”他对60分钟节目显示:这实验看起来是多么简单:只有三个部件。
(1)钯,是铂族的一种金属;(2)在海水中找到的一种氢,称为氘;他解释道:“氘实际上是无限的。
一加仑海水中所蕴藏的氘的能量比一加仑汽油还大十倍。
”将钯放在含氘的水中,而(3)是电流。
实验装置是包裹在绝缘物和仪器之中。
他们在寻找的是称之为“过热”的数量,也就是说是不是放出的能量多于电流输入的能量?还没有一个人能准确地说出“过热”是怎麽产生的,但麦克库勃立对60分钟节目显示了他认为可能发生的过程。
在原子的层次上,钯看起来像晶格,而氘在电力的驱动下进入晶格。
他用一张动画来解释“氘吸附在晶格表面上并在晶格内跳动。
”麦克库勃立相信:那里有核反应⎯可能是一种类似于太阳上发生的聚变过程,但出现在金属内,以较慢的速率进行,而且不伴随着危险的核辐射。
如今,科学家们愿意称之为核效应,而不是冷聚变。
至少有20个独立的实验室已发表有关“过热”的报告⎯“过热”量最高比输入的电能大25倍。
他拿着约0.3克重的一小片钯箔说:“这一小片钯金属中的能量约等于你汽车电池中电能的三分之一。
因此,很小的体积,很小的质量,就能给出大量的能量。
”麦克库勃立从20年前,冷聚变成为丢脸的头条新闻起,就一直在研究此现象。
佩利问:“研究此现象几乎将危及你的科学信誉,那你又为什么要干呢?”他答:“我坚信,只要弗莱希曼和庞斯有1%的可能是正确的,我就有责任去研究此现象。
何况我现在相信弗莱希曼和庞斯有99%的可能是正确的。
”马丁. 弗莱希曼(Martin Fleischmann)和斯丹立. 庞斯(Stanley Pons)在1989年以他们在犹太州的冷聚变新闻发布会使全世界大吃一惊。
特别是弗莱希曼,他曾是世界领先的电化学家之一,室温核聚变的宣布使全世界一阵火热。
但是他们没有得出与弗莱希曼和庞斯相同的结果。
弗莱希曼和庞斯的科学生涯很快就被毁坏殆尽,恰如昙花一现⎯他们的名字曾经一度与Nobel奖相连却几乎被所有人遗忘。
而今日科学界的大多数人却宁可让它这样呆着。
世界最受尊敬的科学家之一,里查德.噶尔文(Richard Garwin),告诉佩利“我仍在等那个热水器,等那个随时能按要求产生热量的热水器。
”在1950年代,噶尔文曾帮助设计了迄今最成功的聚变实验:氢弹。
噶尔文告诉佩利“很不幸,那是一次十分成功的实验。
”早在1989年,噶尔文就是马丁. 弗莱希曼的批评者。
而且他看了从那时以来对此研究的报告。
他认为麦克库勃立错了。
问他为什么,噶尔文答:“我认为他测量的输入的功率可能有误。
”这是对冷聚变实验最常见的的批评之一⎯输入的电能和输出的热能就是测量有误。
麦克库勃立说:“这是可能的,我在20年中测量能量或许都有误,但是我认为极不可能的是:那麽多科学家在测量中都有误,因为他们测量的是物理学家或物理科学家要测量的最简单的物理量:电流,电压,温度,和电阻。
”但是,批评者指出的另一个问题是:在最好的情况下,实验也只有在70%的时间中产生“过热”。
往往要几天乃至几个星期才出现“过热”。
而且从未出现两次相同的“过热量”。
噶尔文说:“我要求:你们能做一次,能再重复一次,能放在这儿,它要能加热一杯茶,我将喝了它。
然后,你再给我冲一杯茶。
我再把它喝了。
这尚未做到。
”噶尔文告诉佩利要让他相信,必须让这过程能在100%的时间中实现。
但是,麦克库勃立说:“我们的批评者总说我们不能煮开水来冲茶。
事实上,要是我们想这么做,我们本来可以煮开64加仑的水,冲1000杯茶。
”没有人明白,为什么实验不能前后一致地重复。
麦克库勃立认为这与钯的制备有关。
他正与意大利政府的实验室合作。
有个称为ENEA的实验室正在制备最可靠的钯材。
有这么多未解决的问题,60分钟节目想弄清楚冷聚变是不是小题大做。
因此,60分钟节目请教一位独立的,杰出科学家,劳勃.邓肯(Rob Ducun),密苏里大学主管科研的副校长,测量能量的专家。
佩利问邓肯:“当初我们打电话给你,并说我们60分钟节目想向你请教有关冷聚变的问题。
当你拿起电话时,你是怎麽想的?”他答:“我一开始的反应好像是:啊!冷聚变还没有被揭穿吗?”我们请邓肯与60分钟节目主持人一起去以色列,那儿有一个叫做能源技术公司的实验室,他们报告说得到了迄今最大的能量增益。
邓肯花了两天时间考察冷聚变实验,并探究测量是否准确。
问他在离开以色列实验室时是怎麽想的,邓肯告诉佩利:“我想,喔,他们已在这里做着十分有趣的事情。
”他独自仔细地推敲数据,并探问除了核效应还有没有别的解释。
邓肯说:“我发觉他们的实验工作做得很仔细,就我现在所知,他们的“过热”是千真万确的。
”问他是否为他自己竟会说出这样的话而感到惊奇,邓肯告诉佩利:“确实如此,我从未想到我会这样说。
”我们发觉,五角大楼也在这麽说。
国防部高技术研究计划局(DARPA)作出他们自己的的分析,而60分钟节目得到的一份内部备忘录上的结论是:“在这些实验中产生着过热。
”佩利问麦克库勃立:经过了这些年,是否有“平反”的感觉,他微笑道:“我其实并不需要平反,我知道我看到的是什么。
”佩利指出“然而,这终究是一种很舒心的微笑。
”麦克库勃立答道:“这很好么。
这并不坏。
当然,这是好事。
”现在,五角大楼正给华盛顿特区的海军研究实验室和加州麦克库勃立的实验室以更多的经费。
60分钟节目想知道噶尔文对国防部的评价有何想法。
佩利对噶尔文说:“这些实验无疑地说明:产生了异常的过热。
”噶尔文说:“好啊,这只是一纸声明而已。
只要我活着,我就怀疑。
现在,他们在那里可以说他们正在产生着“过热”。
但是他们不能说那里毫无疑问。
他们能说的至多是他们不怀疑,但是我怀疑。
”邓肯争辩道:“如果你问我,这会不会影响到我们的能源政策?这是很难说的,因为我们尚未从根本上明白这一过程。
但是,更不能只是因为我们从根本上不明白这一过程,就不去研究它。
这就好像在说“病得太重而不去看医生”一样。
”佩利问:“你知道,我猜想在你的同事中有90%认为冷聚变现象只是异想天开,而你却在60分钟节目中当众肯定冷聚变现象,不知你有何作想,”他答:“在我看到这些数据以前,我当然也在90%之列。
我也明白当他们看到这些数据时会关心哪些方面。
我必须要说的是:读一读这些已发表的数据,与那些科学家交谈,永远不要让别人来代你去思考。
”60分钟节目还想找的一位科学家就是当年蒙羞而离开美国的人,如今他退休伴妻,居于英国乡下。
马丁.弗莱希曼,那位当年向全世界宣布冷聚变的人,隐居多年。
忍受着糖尿病,帕金森氏症,或许还有一点苦涩。
在他家中,他拿出一具改进了的装置,这曾经是他在被逼出科学界前工作过的装置。
佩利问:“当你手握这具装置,回想这20年往事,你有何感想?”弗莱希曼答:“错失良机。
”他如此想是因为当时没得到足够的信任。
他告知佩利他有两点遗憾。
(1)称之为聚变,这是一个由竞争对手杜撰的名字;(2)召开了那个新闻发布会,这是犹他大学要干的。
佩利问:“现在你知道你的实验已被重复,而且在全世界各实验室被改进。
我很想知道:你是否已看到那一天,家家户户用这电池来供电;汽车由这电池来开动。
”弗莱希曼答:“我想是这样,而且要不了多久就能做到这一点。
”他笑着说:“你让我感到我也应该加入这一进程。
”佩利问:“我让你对此重又感到兴趣了吗?”弗莱希曼答:“是的。
”他边笑边说:“前景令人振奋!”Dennis Schrier Cetta 制作。
(清华大学物理系李兴中节译自CBS,60分钟节目)。