OSNOVNE DEFINICIJE I OPŠTI PROBLEMI

Transcript

1 Poglavlje 1 OSNOVNE DEFINICIJE I OPŠTI PROBLEMI 1.1 Standardne elektromagnetne mašine Sve elektromagnetne mašine se mogu podeliti u dve osnovne grupe: elektro generatore i elektro motore. Elektro generator je mašina koja konvertue bilo koji tip mehaničke energije u električnu energiju. Vetrenjače koriste snagu vetra da bi okretale generator, hidroelektrane koriste snagu vodenog pada da okreću generatore, a nuklearne i termo elektrane pretvaraju toplotu u pritisak pare, koja onda okreće generator. Elektro motor radi suprotnu stvar od električnog generatora. On pretvara električnu snagu u mehaničku. Mehanička snaga se prenosi uglavnom uz pomoć rotacije rotora u motoru. Linearno kretanje se može napraviti uz pomoć transmisionog točka i sistema poluga Koeficijent efikasnosti Za svaku standardnu elektromagnetnu mašinu je definisan koeficijent efikasnosti mašine ε kao: ε = Izlazna energija / Ulazna energija (1.1) Gornji koeficijent je manji od 1 za standardne elektro magnetne mašine zbog raznih energetskih gubitaka. On obično iznosi od 50% do 70% za standardne generatore. Energetski gubici su uzrokovani vihornim strujama, histerezisnim gubicima u gvozdenim jezgrima, trenjem u ležajevima i između vazduha i pokretnog rotora. Histerezisni gubici su uzrokovani sa promenljivim ili pokretnim magnetnim poljem koje magnetizuje gvožđe u različitim pravcima. Atomi gvožđa se kreću kako bi se poravnali u pravcu magnetnog polja i zatim se sudaraju međusobno i tako zagrevaju gvožđe. Meko gvožđe, koje ne zadržava magnetizaciju posle ukidanja stranog magnetnog polja, ima male histerezisne gubitke u poređenju sa čelikom koji zadržava magnetizaciju i postaje stalni magnet posle uklanjanja 6

2 stranog magnetnog polja. Neke legure kao permaloj ili superaloj imaju manje histerezisne gubitke nego meko gvožđe. Vihorne struje su gubici uzrokovani sa promenljivim ili pokretnim magnetnim poljem koje indukuje električne struje u obližnjim žicama, gvozdenim jezgrima, šrafovima i klinovima u statoru i rotoru. Ove indukovane struje će stvoriti toplotu na isti način kao bilo koja struja, u provodnoj žici, usled prirodnog otpora supstance. One će takođe stvoriti magnetno polje suprotnog smera od magnetnog polja koje ih je indukovalo. Na ovaj način one će prouzrokovati otpor protiv promene magnetnog polja i ako je promena bila prouzrokovana kretanjem rotora, one će se suprotstavljati obrtanju rotora Minimizacija vihornih struja Da bi se minimizirali gubici usled vihornih struja svi provodni materijali kao što su gvozdena jezgra se laminiraju u električnim mašinama i transformatorima. Laminiranje ima istu svrhu kao i pravljenje provodne žice što tanjom i na taj način sa većim otporom kako bi se smanjila indukovana struja. U stvari, napon se indukuje pa ako supstanca ima veći otpor, onda će struja biti manja. Sledeća važna stvar potrebna da se zna je ponašanje metalne ploče koja prolazi blizu magneta. Iako je magnet stacionaran, njegovo polje će imati različitu jačinu u raznim pozicijama ploče i ova promena će indukovati vihorne struje u ploči. Vihorne struje će indukovati magnetno polje suprotnog smera, prema Lencovom zakonu, koje će imati tendenciju da zaustavi kretanje ploče. Dokaz ove činjenice je Fukovo klatno, kao na slici 1.1. Slika 1.1 7

3 Između polova elektromagneta je bila obešena bakarna ploča kojoj je bilo dozvoljeno da se njiše posle podizanja na izvesnu početnu visinu. Njihanje je trajalo dugo ako nije bilo struje u elektromagnetu, ali je brzo stalo kada je bila puštena struja kroz elektromagnet. Na slici 1.1 B su prikazane vihorne struje indukovane po Lencovom zakonu i koje imaju smer indukovanog električnog polja E. Magnetna sila F ima pravac suprotan od pravca kretanja ploče klatna sa brzinom v. Ova sila je uzrokovala brzo zaustavljanje njihanja klatna. Fuko je eksperimentisao sa prosecanjem proreza u ploči kao što se vidi dole na slici 1.2. Slika 1.2 On je pronašao da prorezi kao na slici 1.2 A, nisu produžili njihanje klatna koje je bilo pod uticajem magnetnog polja, ali su prorezi prikazani na slici 1.2 B produžili njihanje. Razlog je taj što su u drugom slučaju prorezi sekli put indukovanih vihornih struja koje su morale da se zatvore kroz užu površinu. Ova logika je ista kao kada bi povećali električni otpor žice sa smanjenjem njene površine porečnog preseka. Logika u slici 1.2 B se koristi u laminiranim transformatorima ili u jezgrima električnih mašina. Smanjenje vihornih struja znači smanjenje toplotnih gubitaka i kočenja rotora. Drugi način da se smanje vihorne struje je da se poveća električni otpor gvožđa sa dodavanjem do 4% silicijuma u gvožđe. Ovo povećanje električnog otpora neće smanjiti magnetnu provodnost mekog gvožđa. Transformatori za visoke frekvencije koriste materijale napravljene od gvozdenog praha izolovanog sa nekim otpornim lepilom ili smolom kao Epoksi. 8

4 1.2 Over juniti elektromagnetne mašine Bilo koja mašina koja daje više energije na izlazu nego što je dobila na ulazu se naziva Over juniti mašina. Njen koeficijent efikasnosti ε je veći od 1. Postojanje takve mašine je strogo opovrgavano od strane zvanične nauke jer izgleda da takve mašine narušavaju zakon konzervacije energije koji je poznat kao Prvi zakon termodinamike. O tom problemu će biti više reći kasnije. Glavna tema ove knjige su over juniti mašine koje koriste jake stalne magnete. Postoje tri važne činjenice koje kvalifikuju magnete za korišćenje u konstrukciji over juniti mašina: Prva važna činjenica je da stalni magnet ne gubi svoj magnetizam ako se feromagnetni material kao gvožđe prinese ili skloni iz njegove blizine. Druga važna činjenica je prirodno privlačenje stalnog magneta i feromagnetne supstance. Treća važna činjenica je da feromagnetna supstanca može da se koristi kao štit da zaustavi uticaj magnetnog fluksa izvan štita. Štit je možda pogrešna reč jer feromagnetna supstanca će u stvari privući i voditi linije magnetnog polja u željenom pravcu. Iako je prva činjenica najvažnija za konstrukciju over juniti mašine, mi smo se navikli na nju da više ni ne mislimo o njoj. Druga činjenica je od velike važnosti za over juniti magnetne motore a treća činjenica za over juniti elektro generatore. Glavno pitanje za over juniti motore je kako da se prekine privlačenje gvožđa i magneta u odgovarajuće vreme, da bi se dozvolilo rotoru da prođe do sledećog pola statora. Glavno pitanje za over juniti generatore je kako da se štit pomera periodično na takav način da to ne košta više energije nego što daje sa svojim periodičnim kretanjem koje uzrokuje promenu fluksa i indukovanje napona Over juniti koeficijent Opšti pogled je da ako je koeficijent efikasnosti ε veći od 1 da se mašina nalazi u over juniti stanju zato što vraća više energija nego što prima. Iako je gornja izjava korektna, ona nije kompletna. Mašina može da se nalazi u over juniti stanju i kad koeficijent efikasnosti ε nije veći od 1. To će se desiti ako mašina ima malo kočenje kada se uključi potrošač na izlaznoj strani, a mašina je loše konstruisana i ima dosta gubitaka. Na primer ako ima dosta praznog mesta između magneta i gvozdenog jezgra kalema, gvozdena jezgra nisu laminirana, istrošeni ležajevi, itd. Međutim, ako bi se takva mašina mogla 9

5 modifikovati da radi kao standardna mašina onda bi njen koeficijent efikasnosti bio niži nego u over juniti stanju. Autor će predložiti da se over juniti koeficijent η definiše kao: η = Izlazna energija / (Ulazna opterećena Ulazna prazna) (1.2) gde je Ulazna opterećena ulazna energija potrošena kad je priključen potrošač koji koristi izlaznu energiju sistema, a Ulazna prazna je ulazna energija potrošena na gubitke u sistemu kada potrošač ne koristi izlaznu energiju i izlazno kolo je otvoreno. Formula (1.2) će dati veliki over juniti koeficijent ako su obe ulazne energije slične, bez obzira kolika je izlazna energija. Ako su obe ulazne energije skoro iste to bi značilo je kočenje usled potrošnje energije na izlazu minimalno i da je over juniti koeficijent ogroman. Međutim, za praktično korišćenje bilo koje mašine koeficijent efikasnosti ε je takođe važan. Bilo bi loše ako bi ε bilo malo čak i kad bi η bilo veliko. Takve mašine bi bile dobre za naučne eksperimente a nekorisne u praksi Generator - motor funkcionalna zamena Poznata je činjenica da standardni elektro generator takođe može da radi kao motor ako se dozvoli da električna struja teče kroz izlazne namotaje. Ova činjenica nije tačna za over juniti elektro generatore. Razlog je očigledan. Da bi se mašina kvalifikovala za titulu over juniti elektro generator, ona mora biti dizajnirana na takav način da nema velikog kočenja usled Lencovog zakona tj. opozicionih magnetnih sila. Prosto rečeno, izlazna strana ne sme da mnogo utiče na ulaznu stranu. Na taj način ulazna strana neće osećati kočenje od izlazne strane i neće biti potrebno ulagati dodatnu energiju na ulazu da bi se savladalo kočenje i mašina radila normalno, sa opterećenjem na izlazu. Ako bi se tada dozvolilo da električna struja teče kroz izlazo kolo, na primer stator, onda magnetno polje statora neće imati mnogo uticaja na ulaznu stranu, rotor, i terati ga de se obrće. To znači da svaki dobar over juniti elektro generator mora biti loš elektro motor. Potrebno je takođe primetiti da su neki pronalazači napravili specijalno kolo sa vremenskom logikom da naizmenično uključuje jedao deo mašine da radi kao over juniti generator a drugi deo kao elektro motor. Međutim, ta logika ne menja gornji zaključak. 10

6 1.3 Kočenje usled uzajamnog privlačenja magneta i gvožđa Standardni elektro generator je pogonjen sa spoljnom mehaničkom energijom a standardni elektro motori se oslanjaju na uzajamno privlačenje ili odbijanje dva magnetna polja, jednog na statoru a drugog na rotoru. Uzajamno privlačenje magneta i gvožđa nije uzeto u obir zbog sledeće činjenice. Kada magnet na rotoru prilazi gvozdenom jezgru kalema na statoru on će biti privučen i primiti izvesnu kinetičku energiju. Kada magnet pokušava da napusti gvozdeno jezgro njegovo kretanje će biti kočeno zbog uzajamnog privlačenja i on će iskoristi svu primljenu kinetičku energiju da bi mogao da napusti jezgro. Međutim, ovo je tačno samo za velike brzine rotora. Ako je kretanje rotora sporo, magnet će zgrabiti gvozdeno jezgro statora sa svojim poljem i ostati tamo. Tada će biti teško da se rotor natera da nastavi rotaciju, naročito ako je gvozdeno jezgro statora masivno i ima veliku širinu. Zato što svaki over juniti generator mora da se pogoni sa motorom potrebno je da taj motor ima manju snagu od generatora. Snažniji motor će imati veće gubitke i ako ne koristi svoj puni kapacitet onda će koeficijent efikasnosti sistema motor-generator biti manji. Ako postoji magnetno kočenje u over juniti generatoru, onda će biti potrebno da snažan motor pokrene obrtanje rotora generatora do njegove operativne brzine. Onda bi bilo korisno da se uključi manji motor da pogoni generator a da se isključi jači. Umesto korišćenja dva motora sa prekidačkom logikom bolje je da se konstruiše generator sa manjim magnetnim kočenjem. Mi ćemo demonstrirati oba tipa generatora, jedan sa jakim magnetnim kočenjem i drugi sa manjim magnetnim kočenjem. Dole na slici 1.3 je generator sa parnim brojem gvozdenih jezgara na statoru i parnim brojem magnetnih polova na rotoru. Slika

7 Očigledno je da rotor u poziciji kao na slici 1.3 A ima jako kočenje na oba pola. Kada magnet dođe u horizontalni položaj kao na slici 1.3 B, kočenje će biti značajno smanjeno. Na slici 1.4 je prikazan generator sa neparnim brojem gvozdenih jezgara na statoru i parnim broj magnetnih polova na rotoru. Slika 1.4 Kada su magnetni polovi rotora u poziciji 1 sa slike 1.4 A, magnetno kočenje će postojati samo na gornjem polu magneta. Kočenje na donjem polu će biti balansirano između dva gvozdenog jezgra. Kada magnetni polovi dođu u poziciju 2 na slici 1.4 B, kočenje će postani nula zato što su oba pola delimično u gvozdenim jezgrima i zatezanje rotora od strane magnetnih sila će poništiti jedno drugo. Isti slučaj je za poziciju 4. Pozicije 3 i 5 su iste kao i pozicija 1. Jako kočenje će postojati samo za jedan pol magneta. Gornja logika slabog kočenja bi bila potpuno ispravna ako bi gornji generator imao četiri magnetna pola na rotoru ili pet gvozdenih jezgara na statoru, ili oboje. Važno je primetiti da broj gvozdenih jezgara i magnetnih polova ne mogu oba biti parna. Ako bi generator sa slike 1.3 imao četiri pola i na rotoru i na statoru, onda bi, kada se polovi rotora nađu ispod polova statora, kočenje postojalo za sva četiri pola i bilo bi jako teško da se rotor pokrene i izađe iz te pozicije. 12

8 1.4 Termodinamika i over juniti Kao što je već rečeno, službena nauka ne priznaje postojanje bilo kakve over juniti mašine zato što bi to narušilo postojeće zakone termodinamike. Ovde ćemo razmotriti prva dva od četiri zakona termodinamike. Prvi zakon tvrdi da u svakom procesu u izolavanom sistemu, totalna energija ostaje ista. Energija se ne može niti stvoriti niti uništiti. Ona samo može da promeni svoj oblik. Drugi zakon tvrdi da prirodni spontani procesi generalno povećavaju entropiju, ili u drugačije rečeno da toplota može spontano da se sprovodi ili zrači samo sa regiona više temperature prema regionu niže temperature, a nikako obnuto. Potrebno je takođe primetiti da je energija definisana kao sposobnost fizičkog sistema da izvrši rad nad drugim fizičkim sistemom Problemi u prvom zakonu termodinamike Prvi problem u ovom zakonu je definicija zatvorenog odnosno izolovanog sistema. Zakon konzervacije energije je dobro definisan za toplotne mašine kao što su parne mašine gde je lako izolovati sistem. Savremena nauka je potpuno svesna atomske energije mase, raznih kosmičkih i sunčanih zračenja a i stara ideja o kosmičkom eteru je postala ponovo popularna iako prerušena kao Tamna energija ili Super energija. Uticaj gravitacije se takođe oseća svuda i nijedan sistem se ne može izolovati od nje a jedva od gore pomenutih uticaja. Kada kažemo da je mašina over juniti mašina to ne znači da prvi zakon termodinamike mora da se naruši. To znači da mi ne znamo odakle dodatna energija dolazi. To takođe znači da takav sistem nije izolovan. Drugi problem je sukob između definicije energije i drugog zakona termodinamike koji kaže da je termalna smrt univerzuma neizbežna. Ako sva tela u univerzumu dostignu termalnu ravnoteža i ne mogu izvršiti nikakav rad, onda prema sadašnjoj definiciji energije kao sposobnosti tela da izvrši rad, to bi značilo da je energija izgubila svoju sposobnost i kao takva ona više ne postoji. Praktično, energija je umrla ili nestala. Isti problem postoji i sa kinetičkom energijom tela koja se kreću istom brzinom. Putnik koji sedi u vozu se kreće istom brzinom kao i voz pa za spoljnog posmatrača i putnik i voz imaju kinetičku energiju proporcionalnu njihovim masama. Međutim nepokretni putnik ne može da izvrši nikakav rad u vozu. Ako bi se sva tela u univerzumu kretala istom brzinom, nikakav rad se ne bi mogao izvršiti iako bi sva tela imala kinetičku energiju. I u tom slučaju energija bi izgubila svoju sposobnost da izvrši rad. 13

9 Treći problem je nepoznat izvor energije. Mi ćemo to demonstrirati na primeru zatvorenog sistema sa dve planete sa masama M 1 i M 2 i jednim probnim telom sa masom m koje je na rastojanju r od centra planeta. Dve planete su na rastojanju d koje je mnogo veće od r i gravitacija druge planete ne može da utiče na probno telo koje je blizu prve planete i obrnuto. Međutim, zato što planete imaju veliku masu one utiču jedna na drugu sa privlačnim gravitacionim silama kao na slici 1.5. Slika 1.5 Izračunaćemo potencijalnu energiju probnog tela m za obe planete kao Ep1 i Ep2, kao na slici 1.5 A. Totalna energija u sistemu je suma potencijalnih energija probnog tela za obe planete. Posle nekog vremena, usled delovanja privlačnih sila F12 i F21, planete će se sudariti i napraviti jedno telo sa masom M3 koja je jednaka sumi masa od obe planete, kao na slici 1.5 B. Potencijalna energija za probno telo Ep3, će biti ista kao totalna energija sistema na slici 1.5 A. Pitanje je odakle je došla kinetička energija planeta u pokretu pre sudara? Lako se može reći da su gravitacione sile F12 i F21 izvršile rad, ali to nije dovoljno. Poznato je da kad se dve bilijarske kugle sudare i druga kugla poveća svoju brzinu da prva mora da smanji svoju brzinu, jer je predala deo svoje kinetičke energije drugoj kugli. Pravo pitanje je odakle je došla kinetička energija pokretnih planeta pošto se potencijalna nije menjala. Pošto u formula za gravitacionu silu postoje dve mase, jedini odgovor je da se deo mase transformisao u kinetičku energiju, ili je energija došla spolja, od etera ili Energije nulte tačke. Isto pitanje je važi za bilo koje telo koje pada dole na Zemlju. Da li je Zemlja transformisala deo svoje mase da bi izvršila rad uz pomoć svog gravitacionog polja, ili nije? U to je teško poverovati jer bi to značilo da kada god podignemo neko telo sa tla naviše, nova masa bi se stvorila u Zemlji od uložene energije naših mišića. Isto pitanje važi ako bi ponovili gornji eksperiment, ali 14

10 umesto planeta upotrebili dva stalna magneta. Autor veruje da je energija došla spolja. Istu ideju je razvijo Nikola Tesla u svojoj Dinamičkoj teoriji gravitacije 2. "Moje drugo otkriće je fizička istina od najveće važnosti. Pošto sam pretraživao celokupnu naučnu literaturu na više od pola tuceta jezika za dugo vremena i nisam našao ni najmanji nagoveštaj, smatram sebe originalnim pronalazačem ove istine koja se može izraziti sa tvrdnjom: Nema druge energije u materiji osim one koju je primila od okoline." Nikola Tesla Više će biti rečeno o problemu sa gravitacijom u poglavlju Problemi u drugom zakonu termodinamike Posledica drugog zakona termodinamike je toplotna smrt univerzuma. Razlog je taj što prilikom izvršenja bilo kakvog rada izvesna količina energije se troši na toplotne gubitke. Na kraju će sva mehanička energija da se transformiše u toplotnu. Kada svi sistemi dođu na istu temperaturu nijedan rad se više neće moći izvršiti. Toplotna pumpa kao frižider ne može da radi bez spoljne energije. Postoji nekoliko problema sa drugim zakonom termodinamike: Prvi smo već diskutovali i to je sposobnost energije da izvrši rad. Sledeće pitanje je poreklo univerzuma. Ako je univerzum beskonačan, bez početka, onda on nema kraja inače bi se već davno istrošio i umro. Ako je on imao početak, pitanje je da li početak znači stvaranje energije i mase ili ne? Ako ne, onda je sledeće pitanje šta je bilo pre? Ako je univerzum neograničen on se onda definitivno ne može izolavati da bi se na njega primenili zakoni termodinamike. Postoje dva izuzetka za drugi zakon, jedan za gasove i drugi za vodu. Poznato je da ako postoji samo jedan izuzetak onda se zakon ne može prihvatiti kao univerzalni zakon. Prvi izuzetak je pronašao Čarls P. Štajnmec 3 i autor će objasniti njegovu osnovnu ideju dole. Drugi izuzetak je otkrio Viktor Šauberger. Sledeći problem je pretvaranje toplotne energije u drugi tip energije i odlaganje termičke smrti univerzuma. Poznato je da se mnogi hemijski procesi brže odvijaju na višoj temperaturi kao i da se električni akumulatori i baterije bolje ponašaju na višoj temperaturi. Ovde ćemo objasniti toplotnu mašinu od Nitinola i električnu bateriju od Grafena. 2 Teslina dinamička teorija gravitacije, tačnije njeni delovi iz štampe, se mogu naći na sajtu 3 Charles P. Steinmetz je bio glavni inženjer u Dženeral elektrik kompaniji. On je došao u Ameriku iz Nemačke i prvi izračunao histerezisne gubitke u električnim mašinama. On je objasno problem sa drugim zakonom termodinamike u svom radu: DRUGI ZAKON TERMODINAMIKE I SMRT ENERGIJE, SA PRIMEDBAMA NA TERMODINAMKU ATMOSFERE. 15

11 Problem sa gasovima Toplotna energija uzorka gasa koji se sastoji od N atoma je data kao suma atomskih kinetičkih energija, pod pretpostavkom da nema gubitaka u posudi. U 1 3 N m v 2 = N k T thermal 2 2 = (1.3) gde linija na brzini v označava prosečnu brzinu velikog uzorka gasa. Totalna toplotna energija uzorka je proporcionalna makroskopskoj temperaturi T sa konstantnim faktorom, uzimajući u obzir tri translaciona stepena slobode koji ima svaka čestica, kao i Bolcmanovom konstantom k. Potrebno je primetiti da je temperatura T makroskopska veličina i da je proporcionalna sa prosečnom kinetičkom energijom svih atoma u posudi sa uzorkom gasa. Prema drugom zakonu termodinamike, kada se dvema izolovanim gasnim posudama, svakoj u svojoj termičkoj ravnoteži, dozvoli da u određenom vremenu utiču jedna na drugu, prekidanjem izolacije koja odvaja dve poside, one će konačno dostići uzajamnu termodinamičku ravnotežu. Praktično njihovi molekuli će se sudarati i razmenjivati energiju. Neki će izgubiti energiju, neki će dobiti a neki će imati istu. Međutim, pošto temperatura predstavlja prosečnu kinetičku energiju, očigledno je da će temperatura obe posude postati ista tj. prosečna kinetička energija svih molekula u obe posude će biti ista. Sledeća stvar koju je potrebno primetiti je da ako želimo da toplota teče od niže temperature ka višoj temperaturi (suprotno drugom zakonu termodinamike) to znači da postoji odvajanje bržih molekula od sporijih. Onda ćemo imati dva sistema, jedan sa sporim molekulima i nižom temperaturom i drugi sa bržim molekulima i višom temperaturom. Poslednji će rasti ako budemo nastavljali sa odvajanjem molekula. Prema drugom zakonu termodinamike, nemoguće je da se taj proces desi spontano, sam po sebi. Međutim, takvi procesi se dešavaju u našoj atmosferi i bilo kojoj atmosferi drugih kosmičkih tela. Odvajanje je prouzrokovano sa gravitacijom kosmičkog tela. Gravitacija drži atmosferu zakačenu za pokretnu planetu. To znači da ona utiče na kretanje molekula vazduha. Samo molekuli sa kinetičkom energijom i brzinom većom od kritične, od 11 km/sec, mogu napustiti Zemlju. Čarls Štajnmec je izračunao da takvi molekuli imaju temperaturu od stepeni Celziusa. To znači da toplota teče od 10 C, koja je prosečna temperatura planete, ka regionu od C. Treba primetiti da prazan prostor nema temperaturu, pošto je temperatura svojstvo materije u prostoru. Sledeća stvar koju je potrebno primetiti je da su se svi takve molekuli, koji su bili u mogućnosti da napuste planetu, kretali u jednom pravcu, nagore. Znamo 16

12 da temperatura predstavlja samo kinetičku energiju čestica sa haotičnim kretanjem. Ako se molekuli kreću samo u jednom pravcu, onda njihova kinetička energija predstavlja mehaničku energiju. Primer je kretanje gasa ili vode u cevi. To znači da je gravitaciona sila pretvorila toplotnu u mehaničku energiju. Vazduh na našoj planeti nije nikad u ravnoteži. Ako bi bio u ravnoteži onda prema adiabatskom zakonu, naša atmosfera bi bila samo 29 km debela, na čijoj granici bi vazdušni pritisak, gustina i temperatura bili nula. Međutim, naša atmosfera je mnogo deblja. Potrebno je takođe primetiti da termičko zračenje Sunca nije jedini uzrok kretanja vazduha. Molekuli koji se kreću nagore gube brzinu i temperaturu. Molekuli koji se kreću naniže dobijaju brzinu i temperaturu zbog gravitacije. Na ovaj način, ravnoteža je nemoguća u našoj atmosferi. Naša planeta se takođe okreće oko svoje ose. Znamo takođe da je Mesec u stanju da pokreće vodu i uzrokuje plimu i oseku. Da li on utiče i na vazduh koji je lakši od vode? Autor veruje da utiče. To znači da ravnoteža i termalna smrt nije moguća na našoj planeti Problem sa vodom Interesantna stvar da se spomene ovde je pronalazak Viktora Šaubergera 4. On je istraživao reke i pronašao da postojanje virova u reci, u pravcu rečnog toka, održava reku hladnom i slobodnom od nezdravih mikroba. On je iskoristio tu činjenicu da virovi sisaju toplotu i razvio Implozivnu tehnologiju. On je izumeo specijalnu vodenu cev koja stvara virove, odnosno turbulenciju unutra, i koja povećava brzinu vode i smanjuje trenje. Njegova spiralna helikoidna bakrena cev smanjuje trenje na nulu ili čak i niže. Rezultat nezavisnog testa koji je zatražen od nemačke vlade u godini a izvršen od profesora Franca Popela sa Šutgartskog tehničkog univerziteta, je bio da drugi zakon termodinamike nije važio u ovom slučaju. Implozivna tehnologija je komplementarni deo sadašnjoj Eksplozivnoj tehnologiji, koja se oslanja na sagorevanje goriva. Prva je hladna, a druga vruća tehnologija. Ove dve su komplementarne kao kineska ideja o Yin i Yang energijama, ili kao trouglasti simboli vode i vatre u Davidovoj zvezdi. Izgleda da se drevni sveštenici bili mudriji i bili svesni obe strane stvarnosti od današnjih sveštenika termodinamičke religije, koji propovedaju termalnu smrt univerzuma. 4 Viktor Schauberger je poznat kao Vodeni čarobnjak. On je otac Implozivne tehnologije. Jedan od njegovih pronalazaka je leteći tanjir nazvan Repulzina. Detalji o njegovom radu se mogu naći u knjizi: Hidden Nature od Alika Bartolomeja ili Living Energies od Kaluma Koutsa. 17

13 Pretvaranje toplotne energije u drugi tip energije Prvo ćemo proučiti prevaranje toplotne energije u mehaničku uz pomoć Nitinola 5 a zatim u električnu uz pomoć Grafena. Nitinol je legura Nikla i Titanijuma sa podjednakim brojem atoma od oba metala. Iako je prvi put proizveden još davne godine napori za komercijalnu upotrebu su počeli desetak godina kasnije a stvarna upotreba je počela posle godine kada su rešeni problemi komercijalne proizvodnje koja je još uvek skupa. Razlog skupe proizvodnje je što Nitinol nije obična smeša dva metala već je to intermetalna smeša gde svi atomi imaju pravilan raspored u kristalnoj rešetki. Na višoj temperaturi (dovoljna je vruća voda od 80 0 C) kristalna rešetka ima prostu kubnu strukturu a na nižim temperaturama (sobna temperatura) složeniju monokliničku strukturu. Kada se žica ili neki drugi predmet od Nitinola deformiše na nižoj temperaturi pa zatim polije vrućom vodom on će se vratiti u prvobitni oblik. Ta osobina se naziva memorija oblika. Da bi se sprečilo vraćanje u provobitni oblik porebno je primeniti veliku silu. Na višoj temperaturi od transformativne temperature Nitinol ima osobine superelastičnosti, jer je elastičniji 10 do 30 puta od drugih metala. Već je proizvedeno nekoliko mašina koje vrše mehanički rad uz pomoć deformisane žice od Nitinola koja se naizmenično kreće kroz vruću i hladnu vodu i menja svoj oblik, odnosno isteže se i skuplja 6. To znači da ova legura direktno pretvara toplotu u mehaničku energiju. Za praktične svrhe se može koristiti nepotreba toplota gubitaka nastalih usled fizičkog trenja, električne otpornosti i slično. Iako je za rad mašina od Nitinola potrebno imati dva rezervoara sa različitom temperaturom, što je potpuno u skladu sa zakonima termodinamike, ipak takve mašine smanjuju toplotne gubitke u okolini i odlažu termičku smrt univerzuma. Za rad električnih akumulatora i baterija nisu potrebne dve temperature, jer se njihov kapacitet povećava u toplijem okruženju što znači da one manje ili više direktno pretvaraju toplotu u hemijsku energiju. Odličan primer takve baterije je nova baterija od Grafena koja je izmišljena u Politehničkom univerzitetu Hong Konga 7. Grafen je traka sa slojem ugljenika debelim jedan atom. Sa oba kraja trake se nalaze elektrode, jedna od zlata a druga od srebra. Ceo sistem je 5 Za informacije o Nitinolu pogledati internet sajt: 6 Za detalje pogledati snimak na ju-tjubu: 7 Za informacije pogledati internet sajt: 18

14 uronjen u rastvor bakar hlorida. Joni bakra udaraju u traku sa Grafenom i izbacuju elektrone iz Grafena. Oslobođeni elektroni, umesto da se kombinuju sa pozitivnim jonima bakra, putuju brže kroz traku Grafena i stvaraju električni napon od 1/3 V. Napon se može povećati sa povišenjem temperature rastvora ili ubrzavanjem jona bakra pomoću ultra zvuka. Iako je ova tehnologija još uvek u razvoju ona ima veliki značaj u direktnom pretvaranje termalne energije haotičnog kretanja jona u električnu energiju. Značaj je utoliko veći što nisu potrebna dva rezervoara različite temperature, pa bi ovaj izum radio i u termički mrtvom univerzumu. Ukoliko se prihvati činjenica da se toplota može ponovo koristiti kao kinetička energija onda je jedina opasnost za smrt unverzuma povišenje potencijalne energije, a ne toplote. Primer je udar tela koje pada na zemlju. Toplotu možemo reciklirati ali deformisanu masu ne možemo. Deformacija mase je povećala potencijalnu energiju atoma u kristalnoj rešetki i autor ne vidi kako bi se mogla ta zarobljena energija ponovi iskoristiti. 19