Электрическое опреснение (часть 4)
НАУЧНОЕ ДВИЖЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ
Группа конструирования искусственных орудий природы
ОТЧЁТ о научно-исследовательской работе
Исследование Способности ОПРЕСНЕНИЯ ВОДЫ
Способом УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ
Электрического ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
Контактный адресок:
А/я 86, г. Темиртау-12, Карагандинской обл.,
Казахстан, 101403, Консульство НДЭР
Тел.: (7213) 98-32-61; Моб.: 8-777-135-29-93
E-mail: orient2001@inbox.ru
г. Темиртау, 2000 г.
1. Формулировка трудности.
Общий объём гидросферы Земли – 1386 млн. км3. 2,53% от этого количества (35 млн. км3) составляют природные припасы пресной воды /1, с.32/. На каждого обитателя нашей планетки её приходится по 5,8 млн. т, но на сегодня более 2 млрд человек испытывают серьёзные трудности с обычным обеспечением питьевой водой, а 500 миллионов человек, в том числе 5 миллионов малышей, раз в год заболевают из-за несоответствия её свойства простым санитарным нормам /2, с.169/.
Нет колебаний в том, что сложившуюся форсмажорную ситуацию еще пока можно как-то поправить, вложив достаточные средства в компанию и развитие обычных систем оптимального водоснабжения, водопотребления и водоочистки, также в освоение ещё неиспользуемых естественных припасов пресной воды. Но разумеется, что уже на данный момент пора серьёзно поразмыслить о том недалёком деньке, когда единственно легкодоступным источником ублажения безпрерывно возрастающих потребностей землян в питьевой воде будет только Мировой Океан.
Опреснением морской воды люди занимаются несколько веков. За этот период времени разработаны 10-ки промышленных технологий опреснения, основанных на физико-химических процессах парообразования, замораживания, диализа, ионного обмена, оборотного осмоса, гидратообразования и экстракции /3-5/. Важной из их является дистилляция воды под воздействием тепла. В различных странах мира действуют более 800 больших дистилляционных опреснительных установок, мощностью 7 млн. м3 в день /2, с.150.210/.
Отмечая все эти бесспорные успехи, следует признать, что прогресс в деле развития технологий опреснения воды (как и всех иных технологий имеющегося накладного метода производства) идёт по принципно грешному пути, ведущему в технологический и экологический тупик. Дело в том, что в современной технике производительный потенциал природных экосистем усиленно эксплуатируется человеком, но совсем им не развивается. А потому что скорость развёртывания соц процессов на несколько порядков выше скорости развёртывания природных процессов, мы на данный момент просто только проедаем те припасы, которые были накоплены за млрд лет эволюции нашей планетки до возникновения на ней людей.
К примеру, процесс парообразования воды, применяемый в интересующей нас технологии дистилляционного опреснения, по всем базисным физико-химическим показателям совсем схож /!/ тому процессу парообразования воды, который протекает в системе естественного круговорота воды в природе. И там, и здесь для перевода воды из водянистого в газообразное состояние нужно затратить 9,7 ккал/моль (при 100о) /6, с.138/. В итоге, по своим энергетическим характеристикам дистилляционные опреснители (даже в более экономном гелиоварианте) не только лишь не способны соперничать с подобными творениями природы, а напротив – существенно им уступают. Не считая того, — они исчерпывают природные припасы горючего, содействуя тем углублению энергетического кризиса и чертовскому термическому загрязнению среды. По обозначенным причинам в сегодняшней форме организации производства пресной воды, как и при её прямом потреблении из естественных источников, сохраняется экологически гибельная направленность вектора модифицирующего воздействия на природу:
которая необратимо истощает как ограниченные ресурсы Земли, так и силы самих людей. А если учитывать, что сегоднящая производящая форма хозяйства неоднократно «эффективнее» разрушает окружающую среду, чем исторически предшествовавшие ей потребляющие формы жизнедеятельности человека, то становится понятна материально-технологическая причина парадоксального явления чертовского разрушения производительных связей человека и природы по мере прогрессивного роста производительных способностей цивилизации.
Понятно, что решение экологических заморочек на этом уровне производительной связи разума и природной материи может быть обеспечено оборотным конфигурацией направленности вектора воздействия модифицирующих природу технологических процессов – от природы к человеку /7/:
Этот переворот связан с перевоплощением промышленных технологий из орудий человека в искусственные «орудия» природы, которые начинают увеличивать производительные способности сейчас уже не людей, а естественных производящих систем. Природа, технологически оснащённая человеком, способна сама выделять нам все нужные формы вещества и энергии, в подходящих объёмах и нужного свойства. Реально это достижимо только при том неотклонимом условии, если искусственные орудия природы будут действовать на базе других, более производительных и эконом физических, хим, био процессов, ежели те, что лежат в базе работы естественных «орудий», сделанных эволюцией самой природы. Речь идёт о технологическом изменении формы многофункциональных связей вещественного мира, называемых в науке законами природы. Причём принципная осуществимость схожих конфигураций обусловливается как историческим (преходящим) нравом самих этих закономерностей, так и наличием диалектической связи меж историей развития природы и историей развития людей, которая более ярко проявляется в деле научного зания и преобразования мира. Если люди научились неоднократно увеличивать производительность природных процессов в рамках выделенных, изолированных технических систем, то что нам мешает это делать в открытых производящих природных экосистемах?!…
Понятно, что переход от машинной (технической) формы производства к 2ноосферной» гуманоиндустрии природы будет представлять собой долгий период технологического развития, проходящий через целый ряд промежных стадий. Но для начала этого жизнеспасающего движения принципиально сходу задать нужную направленность процессу.
Применительно к рассматриваемой в данной работе дилемме увеличения производительности процесса дистилляционного опреснения воды эта общая цель может быть сформулирована в виде последующей определенной научно-технологической задачки: нам нужно при обычных критериях, резко, на несколько порядков, снизить энергетический барьер фазового перехода воды из водянистого в парообразное состояние:
ниже естественного значения её теплоты испарения – 9,7 ккал/моль (при 100оС).
Это позволит использовать для дистилляции воды не оскудевающие концентрированные источники энергии, а рассеянное тепло среды. Тогда мы, во-1-х, органично вписываем данную технологию в систему естественного энергооборота природы; во-2-х, можем производительно использовать те техногенные отходы термический энергии, которые на данный момент только нарушают энергетический баланс нашей планетки.
2. Естественнонаучные способности решения задачки.
Из-за больших энергетических издержек цена получения пресной воды на наилучших дистилляционных установках составляет 2,3 $/м3 /5, с.5/. Завышенная энергоёмкость процесса опреснения связана с тем, что вода обладает рядом не нормальных физико-химических параметров: высочайшими значениями температуры кипения – плюс 100оС, удельной теплоёмкости – 1 кал/г.град. (при 15оС) и сокрытой теплоты парообразования – 586 кал/г (при 20оС) /8, с.355-356), которые, в свою очередь, обусловливаются строением её молекулы.
Из восьми электронов, составляющих наружный слой атома кислорода в молекуле воды:
две электрические пары образуют ковалентные связи О – Н , а другие четыре электрона представляют собой две неподелённых электрические пары.
По этой причине принято считать, что в молекуле воды имеется четыре полюса электронных зарядов:
два положительных и два отрицательных. Атом кислорода в ней находится в состоянии SP3-гибридизации и валентный угол Н–О–Н, равный 104,27о, близок к тетраэдрическому (109,5о). Соответственно, электроны, образующие связи О–Н, сдвинуты к более электроотрицательному атому кислорода, в итоге чего атомы водорода получают действенные положительные заряды. Неподелённые электрические пары, находящиеся на гибридных SP3-орбиталях, сдвинуты относительно ядра атома кислорода и делают два отрицательных полюса /9, с.211/. Схожее рассредотачивание зарядов придаёт молекуле воды угловое строение. Составляющие её ядра образуют равнобедренный треугольник, в основании которого находятся два протона, а в верхушке – ядро атома кислорода. Длина каждой связи О-Н близка к 1 Ао; расстояние меж ядрами атомов водорода равно 1,5 Ао /9, с.210/:
Таким макаром, вода является обычным диполем, с дипольным моментом Ре = 1,84D (6,13 х 10 –30 Кл . м). Это событие связывают со способностью молекул воды ассоциироваться в более сложные агрегаты за счёт образования дополнительных водородных связей типа /10, с.626-627/
Возможность такового сопряжения согласуется с допущением наличия значимых действенных зарядов у атома водорода (+0,03) и у атома кислорода (-0,66) в молекуле воды /6,136/.
Для каждой температуры в аква системе имеет место равновесие:
С увеличением температуры равновесие сдвигается в сторону образования одиночных молекул, а с снижением – ассоциированных. Когда вода находится в твёрдом состоянии, атом кислорода в каждой молекуле участвует в образовании 2-ух дополнительных водородных связей с примыкающими молекулами. Молекулы воды в толще льда ассоциированы на 100% и размещаются слоями, меж которыми имеются пустоты, по своим размерам несколько превосходящие размеры молекул Н2О. При плавлении льда часть водородных связей разрушается, да и при 20оС в водянистой воде их сохраняется ещё около половины от начального количества /2, с.33-34/; и даже в паре имеется ещё более 1% димеров воды /11, с.765/.
Конкретно ассоциация молекул воды через водородные связи является предпосылкой её не нормальных параметров по показателям температуры кипения, теплоёмкости, теплоты парообразования и др. Так, если б вода не была ассоциированной жидкостью, то как мономолекулярная окись водорода она имела бы температуру кипения около минус 80оС /15, с.233/ !
Представим для себя ячейку технологического процесса, в которую поступает морская вода с температурой, к примеру, 20оС:
Под воздействием некоего физического фактора, препятствующего формированию водородных связей и ассоциации молекул воды в димеры и тримеры, вода в этой ячейке начинает перебегать в парообразное состояние при температуре минус 80оС; т.е. тут будет происходить насыщенная дистилляция воды за счёт ранее аккумулированного в ней тепла среды. Когда пар выходит из зоны деяния этого физического фактора и поступает в конденсатор, вода вновь приобретает способность ассоциироваться в димеры и тримеры по водородным связям и конденсироваться в жидкость при температуре 20оС. В итоге, на выходе из конденсатора мы получаем дистиллят обыкновенной пресной воды.
Принципная возможность конфигурации физико-химических параметров воды конфигурацией наружных критерий, регулирующих процесс ассоциации молекул воды по водородным связям была показана в 1962 году Федякиным Н. и Дерягиным Б. При конденсации недонасыщенных паров дистиллированной воды в кварцевых трубках поперечником от 5 до 20 мкм ими была получена так именуемая «аномальная» вода – тусклая, очень густая жидкость (плотность – 1,4 г/см3), кипящая при 300оС и не замерзающая до минус (30 – 50)оС /2, с.28; 12, с.150/. Потому нет никаких естественных препятствий для получения ещё одной «аномальной» формы воды, но сейчас с физико-химическими качествами, смещёнными (на маленькое время) в сторону снижения температуры кипения. Мы предполагаем, что схожую трансформацию можно выполнить средствами управления процессами электрического взаимодействия.
Ранее было показано, что аномалии физико-химических параметров воды объясняются способностью её молекул создавать межмолекулярные водородные связи и ассоциироваться в полимерные агрегаты. Традиционная теория строения воды утверждает, что эта способность к ассоциации, в свою очередь, порождена таким асимметричным рассредотачиванием зарядов, которое делает воду полярным соединением, владеющим значимым дипольным моментом. Если средствами наружного физического воздействия убрать такую зарядовую асимметрию и угловую молекулу воды трансформировать в симметричную линейную структуру /9, с.127/:
центры отрицательного и положительного зарядов молекулы воды:
то такая форма молекулы воды утратит способность создавать межмолекулярные водородные связи и ассоциироваться в димерные и тримерные агрегации.
Видно, что схожее изменение конфигурации молекулы воды можно выполнить, если к её положительным и отрицательному зарядовым центрам сразу приложить надлежащие силы, направленные в обратные стороны:
Мы хотим предложить использовать для этой цели эффект генерации сил Лоренца в неизменном магнитном поле.
Сходу отметим, что специально выполненными тестами, с внедрением методики неупругого рассеяния нейтронов, было показано, что никаких конфигураций в степени ассоциации молекул воды вследствие магнитной обработки аква системы не происходит /13, с.44/. Следует признать справедливость этого вывода, но только для молекул воды, передвигающихся в магнитном поле беспорядочно. Но, если заряды диполей воды сориентировать относительно вектора магнитной индукции определённым образом, строго часто, то можно получить нужный нам эффект понижения степени ассоциации молекул воды.
Разглядим диполь молекулы воды, который со скоростью V движется в магнитном поле перпендикулярно вектору магнитной индукции В:
Наружным электронным полем ориентируем плоскость треугольника этого диполя молекулы воды под углом 90оС к вектору магнитной индукции. Так как диполь движется в магнитном поле перпендикулярно вектору магнитной индукции, на его положительные и отрицательные зарядовые центры действует сила Лоренца (Fл) равная /14, с.203/:
где: q – величина заряда,
v – скорость движения заряда в магнитном поле,
В – магнитная индукция.
Вектора воздействия магнитных сил Лоренца на положительные заряды атомов водорода (F+л) и на отрицательный заряд атома кислорода (F -л) молекулы воды параллельны векторам ориентирующих Кулоновских электростатических сил притяжения зарядов к полюсам электронного поля, но обратны им по собственной направленности. Их вектора взаимонаправлены и относительно друг дружку согласно правила «левой руки». Соответственно, под растягивающим воздействием магнитных сил Лоренца, превосходящих по собственной величине обратное ориентирующее воздействие электростатических сил Кулона (это неоднократное приемущество специально задаётся нами), зарядовые центры молекулы воды станут сближаться и молекула воды начнёт преобразовываться из угловой в линейную форму.
Тут принципиально отметить, что так как сила Лоренца всегда ориентирована перпендикулярно скорости движения частички, она не создаёт работы и не изменяет энергии заряженной частички /13, с.30; 14, с.203/. Она только изменяет направление её движения, чем содействует перераспределению внутренней энергии меж разными видами хим связей (ковалентной и водородной), чего полностью довольно для решения интересующей нас технологической задачки.
Для такового перераспределения энергии в рассматриваемой системе физических взаимодействий очень принципиально обеспечить, в динамике, точную ориентацию связанных зарядов диполя молекулы воды относительно направлений векторов воздействия электрических сил на весь период магнитной трансформации. Это непременное условие в нашей технологической ячейке обеспечивается:
всепостоянством направления движения воды в ламинарном режиме (со скоростью 0,5 – 2,5 м/с) /13, с.30/;
конструкционным всепостоянством направления вектора магнитной индукции В;
подбором рационального значения произведения /v . B/ /13. c/33/;
четким расчётом нужного соотношения величин трансформирующих магнитных и ориентирующих электронных сил.
3. Технологические способности решения задачки.
Полярность молекулы воды характеризуется дипольным моментом /15, с.136/:
Pe = q . l [2]
где: q – суммарный положительный заряд всех атомных ядер в молекуле /14, с.163/;
l — расстояние меж центрами положительных и отрицательных зарядов.
По этой формуле [2] можно высчитать, что положительный и отрицательный центры в диполе воды разбиты расстоянием:
l = Pe / q = (6.13 / 10 -30 Кл.м) : 16.10 -19 Кл) = 0,38.10 -11 м [3]
Наша задачка – переместить зарядовые центры молекулы воды друг к другу на это расстояние, до полного совпадения (Ре = 0). Для этого нужно при помощи магнитного поля перераспределить меж хим связями молекул воды (ковалентной и водородной) определённое количество энергии, величину которой мы тут попробуем найти.
Как отмечалось выше, полярный нрав молекулы воды и её угловое строение принято разъяснять завышенной электроотрицательностью её атома кислорода по сопоставлению с электроотрицательностью ей атомов водорода (3,5 и 2,1 соответственно /16, с.125/). Из этой возможности атомов кислорода притягивать к для себя электроны выводятся, как вторичные следствия: образование у атомов водорода и атома кислорода действенных зарядов (=0,03 и –0,66 соответственно /6,с.136/) и следующая ассоциация молекул воды по водородным связям электростатического притяжения разноимённых действенных зарядов.
Но, если б все эти явления обусловливались внутренней способностью атома кислорода притягивать к для себя электроны атомов водорода, то схожее различие в электроотрицательностях непременно должно было проявляться в эффекте увеличения энергии ковалентной связи О-Н за счёт приобретения молекулой воды дополнительной ионно-ковалентной резонансной энергии ? /16, с.122/.
Энергию чисто ковалентной связи меж 2-мя атомами О-Н можно представить равной среднеарифметическому из энергии связей меж О-О и Н-Н. Как следует, если связь О-Н обычная ковалентная, то, по правилу аддитивности:
? = ЕО-Н — 0,5 (ЕО-О + ЕН-Н) = 0 [4]
Если меж атомами в молекуле воды существует различие в свойствах (которое мы характеризуем понятием электроотрицательности), то можно ждать, что какой-то из них будет иметь огромную способность притягивать электроны, чем другой; т.е. один из атомов может быть более электроотрицательным, чем другие. На основании общих представлений о хим связях понятно, что поистине ионные связи образуются только меж элементами, резко отличающимися по электроотрицательности. Теоретические расчёты хим связи демонстрируют, что энергия смешанной ионно-ковалентной связи больше, чем энергия чисто ковалентной либо чисто ионной связи. Эту дополнительную энергию ? и именуют ионно-ковалентной резонансной энергией. Разумеется, что если ? не равна нулю, то связь в некой мере будет ионной. Потому что ионный нрав связи находится в зависимости от различия в электроотрицательности связанных атомов, то ? даёт количественную оценку характеристики, которое неким методом связано с понятием электроотрицательности.
Так, к примеру, для молекулы фтористого водорода (H-F) величина приращения энергии связи, рассчитанная по уравнению [4], равна /8, с.309; 16, с.123/:
? = ЕH-F — 0.5 (EF-F – EH-H) = 134.6 – 0,5 (37 + 103.2) = 64,5 ккал/моль
Но, того же эффекта приращения ионно-ковалентной резонансной энергии не выходит для связи О-Н /8, с.309; 6, с.93/:
? = ЕО-Н — 0,5 (ЕО-О + ЕН-Н) = 110,5 – 0,5 (118 + 103,2) = -0,1 ккал/моль
Нет никакой корреляции меж значениями электроотрицательности атомов кислорода и водорода в молекуле воды и величиной ионно-ковалентной резонансной энергии также и по известному уравнению Полинга /16, с.123/:
0,208 ? О-Н + | ХО – ХН | [5]
Складывается феноминальная ситуация: по правилу аддитивности молекула воды не может быть диполем, но практически им является! Всё это прямо показывает на то, что связь О-Н – нормально-ковалентная и угловое строение молекул воды и их способность к ассоциации связаны не с абсолютной завышенной внутренней электроотрицательностью атома кислорода, а напротив – завышенная электроотрицательность кислорода и угловое строение молекул воды являются следствием их ассоциированности.
Ион водорода (протон) молекулы воды обладает ничтожно малыми размерами и, в отличие от других катионов, не имеет внутренних электрических слоёв, которые отталкивались бы негативно заряженными атомами. В момент образования водородной связи меж ассоциирующимися молекулами моды он способен просачиваться в электрическую оболочку атома кислорода другой молекулы воды и оттягивать на себя его электроны. По этой причине атом кислорода молекулы воды становится более электроотрицательным, чем её атомы водорода. Таковой «наведённой « электроотрицательностью в молекуле воды формируются зоны разнополярных действенных зарядов, её линейная форма преобразуется в угловую и она становится диполем.
Из всего вышеизложенного можно прийти к выводу: если мы желаем угловую форму молекулы воды конвертировать в линейную (с дипольным моментом равным нулю), то следует затратить (перераспределить) на преобразование ту же энергию, которую молекула воды заполучила в процессе ассоциации с другими молекулами воды – 6 ккал/моль (25 кДж/моль) /9, с.212/. Перераспределяя такую энергию действием магнитных сил Лоренца, мы смещаем электроны в ассоциированной молекуле воды от атома кислорода назад к её атомам водорода – против деяния электростатических сил водородной связи.
Рассчитаем физико-технологические свойства электромагнита, способного выполнить это перераспределение.
Энергия магнитного поля Wт (для примера длинноватого соленоида, магнитное поле которого можно считать однородным и локализованным снутри объёма V соленоида) равна /14, с.243/:
Wт = (L . I2 ) : 2 [6]
где: I – сила тока в замкнутом проводящем контуре соленоида;
L — индуктивность соленоида, равная /14, с.243/:
L = ? . ?o . n2 . V [7]
где: ? – относительная магнитная проницаемость среды, заполняющей весь рабочий объём соленоида; для воды ? = 1 /13, с.20/;
?o — магнитная неизменная = 1,26.10 –6 Тл.м/А /14, с.486/,
n – число витков соленоида на единицу его длины; принимаем равными 103 1/м.
V – рабочий объём соленоида, равен /14, с.240/:
V = l . S [8]
где: l – длина соленоида,
S – площадь 1-го витка проводящего контура соленоида.
(Поскольку расчёт производится нами на 1 моль воды, V = 18. 10 –6 м3).
Индуктивность соленоида, рассчитанная по уравнению [7] равна:
L = 1 . 1,26. 10-6 Тл.м/А . (103 1/м)2 . 18.10-6 м3 = 22,68 . 10-6 Тл.м2/А (Дж/А2)
Соответственно, сила тока, который нужно подать на проводящий контур соленоида (чтоб, по уравнению [6] получить энергию магнитного поля, равную по величине энергии разрыва водородной связи = 25 кДж/дескать) будет равна:
I = (2 . Wт) : L = (2 . 25.103 Дж/моль) : 22,68 . 10-6 Дж/А2 = 4,6 . 104 А/моль
Магнитная индукция этого поля B рассчитывается по формуле /14, с.210/:
B = ?o . n . I [9]
где: ?o — магнитная неизменная = 1,26 . 10-6 Тл. М/А /14, с.486/,
n – число витков соленоида на единицу его длины, принято нами 103 1/м,
I — сила тока, подаваемого на проводящий контур соленоида.
Для рассчитанной нами по уравнению [6] силы тока величина магнитной индукции составит:
В = 1,26 . 10-6 Тл.м/А . 103 1/м . 4,6 . 104 А = 58 Тл
Значение силы Лоренца, которая будет действовать на положительный и отрицательный зарядовые центры диполя воды в магнитном поле с таковой магнитной индукцией, рассчитывается по уравнению [1]. Приняв, по советы создателей работы /13, с.30/, скорость движения диполей молекул воды поперёк векторов магнитной индукции равной 1 м/с, получаем величину суммарной силы Лоренца, действующей на молекулы 1 моля воды:
Fл = 16 . 10-19 Кл . 1 м/с . 58 Тл . 6,02 . 1023 = 5,6 . 107 Н
Напряженность магнитного поля составит величину:
H = B : (? . ?o) = 58 : (1 . 1.26 . 10-6 Тл.м/А = 4,6 . 107 А/м
Следует признать, что вышеуказанные условия генерации магнитного поля являются очень жесткими. На сегодня они находятся на самом пределе достигнутого уровня технологии управления электрическими взаимодействиями с внедрением сверхпроводящих магнитов /13, 17/. Но, имеются надёжные перспективы усовершенствования этой технологии на базе новых достижений физики, а именно так именуемой «комнатной» сверхпроводимости. Для постановки демо тестов, способных показать принципную работоспособность предлагаемого метода опреснения воды, можно советовать на порядок уменьшить массу вещества воды, подвергаемой электрической обработке. В данном случае можно будет использовать сверхпроводящие магниты с магнитной индукцией до 10 Тл, что сейчас доступно большинству современных физических лабораторий –18, с.111/.
Что касается черт электронного поля, организующего в пространстве движение диполей молекул воды, то напряжение, подаваемое на ориентирующие электроды, не должно быть больше величины первого потенциала ионизации атомов кислорода — 13,61 В /9, с.102/, во избежание электролитической диссоциации воды.
4. Слагаемые эффективности технологии опреснения воды способом управления процессами электрического взаимодействия.
Эффективность технологии опреснения воды способом управления процессами электрического взаимодействия слагается из последующих главных составляющих:
1. Теплота парообразования воды при 20оС равна 10,56 ккал/моль /8, с.35/. Из этого количества тепла 6 ккал/моль расходуется на разрыв водородных связей /10, с.123/. Предотвращением образования водородных связей на 57% понижаются затраты энергии на процесс дистилляции воды.
2. При отсутствии водородных связей температура кипения воды понижается со 100оС до минус 80оС /15, с.233/. Это позволяет использовать в технологическом процессе дистилляции свою термическую энергию морской воды; т.е. тут не требуется никаких дополнительных источников термический энергии для нагрева воды в технологической установке. Конденсация пара в дистиллят пресной воды при снятии магнитного воздействия с диполей молекул воды происходит за счёт самопроизвольного образования водородных связей при температуре среды и тоже не просит энергетических издержек на изготовление и транспортировку хладагентов.
3. Проводящий контур электромагнита в состоянии сверхпроводимости обладает нулевым омическим сопротивлением. Если он замкнут накоротко, то наведённый в нём электронный ток циркулирует, фактически не изменяясь, сколько угодно длительно и его магнитное поле остаётся размеренным (лишенным пульсаций). Энерго издержки на его генерацию могут быть сведены до малозначительного минимума (в пределе – до нуля) техническим совершенствованием сверхпроводящих магнитов.
4. Энерго издержки на транспортировку воды в магнитную опреснительную установку и из неё не превосходят значений подобных издержек для термических дистилляционных опреснителей.
Детализированный расчёт эффективности электрической опреснительной установки может быть выполнен после проведения демо тестов и конструкторской проработки предлагаемого технологического решения.
Использованная литература
1. Реймерс Н.Ф. Охрана природы и среды. Словарь-справочник. – М., «Просвещение», 1992.
2. Голубое достояние. – М., ВО «Агропромиздат», 1991.
3. Кульский Л.А., Накорчевская В.Ф. Химия воды. – Киев, «Вища школа», 1983.
4. Апельцин И.Э. , Клячко В.А. Опреснение воды. – М,. «Стройиздат», 1968.
5. Кульский Л.А. и др. Новые способы опреснения воды. – Киев, «Наукова думка», 1974.
6. Некрасов Б.В. Базы общей химии. Т1. – М., «Химия», 1973.
7. Программка научного движения экологического развития «Будущее технологии». (приложение).
8. Лаконичный справочник химика. – М.,Л., «Химия», 1964.
9. Глинка Н.Л. Общая химия. – л., «Химия», 1973.
10. Михайленко Я.И. Курс общей и неорганической химии. М., «Высшая школа», 1966, с. 626-627.
11. Хим энциклопедия. – М., «СЭ», 1988, с.1
12. Лободюк В.А. и др. Справочник по простой физике. – Киев, «Наукова думка», 1975.
13. Сокольский Ю.М. Омагниченная вода: правда и вымысел. – Л., «Химия», 1990.
14. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник физика. – М., «Наука», 1985.
15. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Строение вещества. – М., «Высшая школа», 1978.
16. Дей К., Селбин Д. Теоретическая неорганическая химия. – М., «Химия», 1969.
17. Физический энциклопедический словарь. – М., «СЭ», 1984, с.362.
18. Мнсян М.Г. Сверхпроводники в современном мире. – М., «Просвещение», 1991.
ПРИЛОЖЕНИЕ
БУДУЩЕЕ ТЕХНОЛОГИИ О новых способностях экологического развития
производительных сил человека и природы
Мировое публичное хозяйство переживает глубочайший кризис, который в отдельных регионах, зависимо от критерий, воспринимает разные формы экономической стагнации, непостоянности и хаоса, общей отсталости либо экологического самоудушения. Самые благополучные страны утратили перспективы развития и пребывают в неуверенности. Меж тем, всё обилие кризисных явлений порождено одной общей предпосылкой: исторического предела собственных способностей достигнул имеющийся накладный метод производства, который угрожающими темпами исчерпывает не только лишь ограниченные планетарные припасы сырья и энергии, да и, что в особенности небезопасно, положительный организационно-технический потенциал главных производительных сил, превращая их из сил созидания в силы разрушения. Фундамент производства распадается на уровне связи человека и природы, потому для выхода из кризиса нужно поменять как форму этой производительной связи (технологии), так и саму направленность производственного процесса.
Так вектор модифицирующего воздействия накладной промышленности нацелен от человека на природу.
Сейчас люди, своими машинами усиленно выбирают из среды нужные формы вещества и энергии, превращая всё остальное в отходы. Производительные ресурсы естественных экосистем эксплуатируются, но совсем не развиваются. Это истощают как Землю, так и силы самого человека, повсевременно забывающего о том, что и он, пока, тоже неотъемлемая часть гибнущей планетки. Не выручает и экономия: из-за значимой различия в скоростях развёртывания соц и природных процессов нас, даже при «нулевом росте», уже в обозримом будущем ждёт глобальная трагедия, которая сейчас извещает о для себя природными катаклизмами, массой техногенных аварий и учащающимися вспышками штатской войны «всех против всех» за актуальное место и последние источники существования.
Понятно, что неистощимое и неопасное создание, в принципе, может быть сотворено, но лишь на новейшей системной базе, предполагающей формирование согласованной связи процессов развития общества и природы. Такое целесообразное согласование – в интересах человека, удовлетворяемых за счёт благотворного развития природы, — обеспечивается введением историзма в практику естествознания (очеловечивание природы) и установлением полного методологического единства методов организации духовного и вещественного производств. Накладная, исчерпающая силы природы и человека машинная промышленность должна быть преобразована в отменно новейшую гуманоиндустрию совместного экологического развития созидательных способностей человека и природы. При всем этом действие модифицирующих природу технологических процессов разворачивается в оборотном направлении – от природы к человеку.
Индустрия из орудия человека преобразуется в искусственное «орудие» природы, которое в сфере вещественного производства увеличивает производительные способности сейчас уже не людей, а естественных производящих экосистем. Природа, технологически оснащённая человеком, начинает сама выделять нам все нужные формы вещества и энергии в подходящих объёмах, как она и на данный момент их время от времени выделяет, но в виде редчайших и небогатых естественных «даров». Создание утрачивает техно оболочку, функционально и формально соединяется с природной средой и преобразуется в вещественную базу той «ноосферной» гармонии «зелёного мира», о которой в своё время грезил академик В.И.Вернадский.
Предложенное изменение формы и направленности производственного процесса есть единственно верное решение трудности предстоящего исторического прогресса созидательных способностей цивилизации. В рамках этого решения достижима полная безотходность производительных техноэкоциклов (природа не знает отходов), их безопасность (благодаря безлюдности) и настоящая неисчерпаемость, которая обеспечивается ориентацией всей раскрепощённой мощи природных процессов самовоспроизводства, самовосстановления и самоумножения материи на ублажение потребностей человека. Люди совсем исключают себя их сферы вещественного производства как «специальным образом выдрессированную физическую силу». За ЧЕЛОВЕКОМ РАЗУМНЫМ остаются только творческие функции управления экологическим развитием производительных сил природы, через механизмы очеловечивающего саморазвития.
В современной накладной промышленности процессы природы эксплуатируются с ограниченной целью усиления отдельных трудовых способностей и возможностей человека; т.е. в качестве наружных исполняющих придатков к его рукам и голове. По этой причине их приходится за ранее делить на «факторы» производства и искусственно изолировать в узкоспециализированных технических устройствах, жесткая конструкция которых не позволяет использовать огромный созидательный потенциал процессов самоорганизации точно так же, как разделённый наёмный труд, превращающий человека в механический придаток машины, сковывает неограниченную созидательную силу его свободного творческого саморазвития.*
_____________
* ПРИМЕЧАНИЕ. Современный экологический кризис, по собственной сущности, является кризисом саморазвития человека – ведущей и определяющей производительной силы. Человек уже стопроцентно исчерпал все классические методы жизнедеятельности, их эвристический потенциал, и своим застоем в очеловечивающем саморазвитии сдерживает развитие других производительных сил общества и природы.
____________________________
Соответственно, ровная эволюция имеющейся организации и техники разобщённого людского труда в отменно новые синтезирующие технологии очеловеченной природы принципно НЕВОЗМОЖНА! Для сотворения последних нужна подготовительная наработка суммы приготовленных научно-организационных решений по методам умножения производительных сил и способностей естественных самопроизводящих процессов на вещественной базе имеющегося сейчас метода производства. Пока ещё есть время, энергия естественно-исторического самораспада активных частей этого угасающего личного метода производства должна быть применена для сотворения отменно последнего поколения производительных сил людского (гуманного) публичного метода производства.
Ограниченное отношение людей к природе всецело обосновано их ограниченным отношением друг к другу. Потому разумеется, что с вышеуказанной сверхглобальной умственной работой живительного самоспасения населения земли может совладать только новенькая наука производительного единомыслия, самоорганизующаяся на базе отменно новых отношений общечеловеческой умственной принадлежности. Она способна завладеть методологией сознательного производства очеловечивающих форм общения, подняться на более высочайшие уровни организации всеобщего научного труда и своим своим развитием обеспечить планомерное экологическое развитие всех других сфер жизнедеятельности людей, разрешив гибельные противоречия штатского мира личной принадлежности неполитическими, ненасильственными средствами непрерывного научно-технологического прогресса. Речь идёт о неклассической науке публичного предвидения, направленной на преодоление той небезопасной неопределённости грядущего, которая порождена дестабилизирующей эвристикой традиционной академической науки случайных, безотчетных экспериментальных «проб и ошибок», организованной на грешных отношениях личной авторской принадлежности.
Задел базовых познаний, который уже наработан научным движением экологического развития, позволяет выделить последующие приоритетные направления последующих исследовательских работ:
1. УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССАМИ ЯДЕРНОГО ЭНЕРГОИ МАССОВЗАИМОДЕЙСТВИЯ, — создание нужных форм энергии и вещества в совместимых с людской жизнью критериях протекания управляемых ядерных реакций синтеза-распада на всех структурных уровнях организации материи; синтетическая утилизация радиоактивных отходов обычных технологий ядерного распада частей и термоядерного синтеза.
2. УПРАВЛЕНИЕ ГРАВИТАЦИЕЙ (обеспечение галлактической формы существования населения земли), – создание нового метода физического движения в галлактическом пространстве направленным видоизменением формы связи заряженных простых частиц вещества и антивещества средствами физики управления слабенькими взаимодействиями в критериях сверхпроводимости.
3. УПРАВЛЕНИЕ САМООРГАНИЗАЦИЕЙ Определения ОБЪЕКТОВ И ОБРАЗОВ, — создание последнего поколения непрограммируемых (саморазвивающихся) систем управления процессами природы на базе многофункционального определения.
4. УПРАВЛЕНИЕ БИОХИМИЕЙ РАСТИТЕЛЬНЫХ ФОРМ ЖИЗНИ, — повышение производства товаров питания за счёт увеличения производительных способностей фотосинтеза протон-радикальной активизацией процессов синтетической диссоциации анион-радикалов углекислоты во внутриклеточных смесях, на активирующих центрах хлорофилла-Mg28.
5. УПРАВЛЕНИЕ ЖИЗНЬЮ, — неограниченное продление (в бессмертие) людской жизни распространением направленной волны очеловеченной высшей нервной деятельности на безотчетно функционирующие системы и элементы жизнеобеспечения организма человека; преодоление видового барьера био старения человека системным конфигурацией внутриклеточных форм связи нуклеиновых кислот генома с сопряженной совокупой белковых тел гистоновой и негистоновой природы, обеспечивающим непрерывное и всестороннее развитие клеток в свободно развивающейся ассоциации организма человека.
6. УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССАМИ РАКОВОГО ПЕРЕРОЖДЕНИЕ ЖИЗНИ, — предупреждение и исцеление онкологических болезней методом трансформации азотистых псевдооснований злокачественной опухоли в азотистые основания обычной ткани направленным гидрированием и гидроксилированием в критериях комплиментарной репликации нуклеиновых кислот, с внедрением способностей биохимических устройств доброкачественной регенерации ДНК цитоплазмой яйцеклеток.
7. УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ ФОРМИРОВАНИЯ ИСКУССТВЕННЫХ «ОРУДИЙ» ПРИРОДЫ В ЕСТЕСТВЕННЫХ ПРОИЗВОДЯЩИХ ЭКОСИСТЕМАХ, в том числе:
опреснения морской воды, — увеличение производительности процесса естественной дистилляции воды средством электрического снятия не нормальных физико-химических ограничений, накладываемых на него водородными связями молекулы воды;
…
8. УПРАВЛЕНИЕ РАЗВИТИЕМ ТЕХНОЛОГИЙ Умственного ПРОИЗВОДСТВА, — расширение и гуманизация эвристических способностей людского разума способом опережающего сознательного производства очеловечивающих форм общения (развитие науки, как общечеловеческого достояния, на базе развития научного способа); развитие публичного производства средствами публичного научного предвидения.
— . —
Исследовательская программка экологического развития производительных сил человека и природы, в сегодняшних критериях господства отношений всеобщего животного взаимоотчуждения, может осуществляться лишь на началах добровольческой публичной научной инициативы. Потому такое, принципно новое научное направление нуждается в поддержке и бескорыстном содействии людей, понимающих необходимость людского единения и согласия в целях выживания всех и каждого.
РОФМАН Владимир Моисеевич
_____________________________________________________________________________
472312 Казахстан, г. Темиртау-12, Карагандинской обл., ул. Блюхера, 33/1, кв.59. (а/я 86).
Тел.: (321 39) 5-32-61 (дом.); 6-24-74 (раб.)
E-mail: orient2001@inbox.ru