Енергиен потенциал на водата
Вода. Какво си ти? Вие сте самият живот.
Ти си най-голямото богатство в света.
водна енергия молекулярен реактор
Поради уникалността на своята структура, структура, свойства и енергия, обикновената и позната за нас вода е от изключително значение в природата и живота на човечеството, включително като ценна суровина, средство и метод за получаване на екологична алтернативна енергия . Широкото използване на енергийния потенциал на водата е важен и надежден начин за решаване на съвременния енергиен проблем.
Водата е универсално енергийно вещество.
1. Воден поток - източник на неизчерпаема механична енергия, дължаща се на гравитационното поле на земята, използва се в корабоплаването и сплавите, върти хидравлични двигатели: водни и водоподемни колела, мощни хидравлични агрегати в съвременните водноелектрически централи и помпена акумулираща мощност растения.
2. Водата е топлоносител, преобразувател и предавател на топлинна енергия в отоплителни системи, топлоснабдяване, във водни реактори на атомни електроцентрали, ТЕЦ, ТЕЦ, парни машини и турбини, слънчеви пещи и други инсталации.
3. Водата е суровина от водородна енергия, когато се получава от нея в електролизатори и плазмотрони на газ H2 - гориво с висока калоричност, както и горим воден газ (смес от H2 и CO), получен чрез газификация на твърдо вещество гориво.
4. Водата е средство за получаване на топлинна енергия чрез извличане от външния воден резервоар чрез термопомпи, произведени вкл. Мелитополски завод за хладилно машиностроене (вж. Г-н "Нашият град", № 14 от 02.02.2009 г.).
5. Водата е важен начин за получаване на топлинна енергия при използване на хидротермални инсталации от различни конструкции.
5.1. Хидродинамични бойлери - инсталации, работещи на принципа на кавитация на вода, изпомпвана от електрическа помпа, се използват за отопление на обекти в района на Белгород (вж. G-tu "ST", № 10 от 05.02.00).
5.2. Инсталации с устройство "топлопровод". Действието им се основава на принципа на въртене на вода в спирала със скорост повече от 3 хиляди оборота в минута. когато се захранва от електрическа помпа от вана през „топлинна тръба“. Когато водата се върне във ваната, топлинната енергия се отделя значително повече от консумираната електроенергия (виж "Факти" № 98 от 06.06.07).
5.3. Влагомер UGD-90. Тези екологични и удобни хидротермални агрегати се произвеждат серийно в донецкия завод Gidrotransmash и успешно се използват в отоплителни системи за училища (виж "AB" от 02.04.09).
Защо водата е източник на енергия? Това се дължи на необичайната структура на водните молекули, уникалността на нейните свойства и структура. Нека веднага разберем, че съединението с формула H2O - кислороден хидрид - не е вода, а мономер на свързаните с него молекули. Молекулярното вещество Н2О с отделени молекули под формата на газ (пара) се среща само при температури над 100 ° С и в същото време има ниска плътност на наситените пари ρ = 0,6 kg/m 3. и цялата течна вода на хидросферата и атмосферната влага се състои от свързани молекули от състава (Н2О) 6, макар и с примес на молекули Н2О, около 1% (според D. Stevenson).
Когато H2O молекулите на кислородния хидрид се образуват по време на sp 3-хибридизация, атомните орбитали на O и H се пренареждат в 4 хибридни молекулярни орбитали със същата форма и енергия: 2 валентности с обобщени сдвоени електрони от O и H и 2 несвързване с самотни двойки електрони. Уникалността на молекулите Н2О е, че протоните (ядрата Н) на върховете на валентните орбитали са слабо покрити от електронен облак и в резултат на това там се създават 2 ефективни заряда от +0,33 напр. (елементарен заряд), а на върховете на несвързаните орбитали се създава увеличена електронна плътност и се появяват по 2 ефективни отрицателни заряда - 0,33 е.з. (виж фиг. 1). Именно сдвояването на положителни и отрицателни заряди, тяхното равенство по величина и относително голямата стойност на полюсите на заряда на върховете на 4 орбитали на молекули H2O води до образуването на свързани молекули от състава (H2O) 6 с относителна молекулно тегло на mr = 108 amu. Процесът на асоцииране (свързване) на Н2О мономери в асоциирани молекули (Н2О) 6 протича лесно и бързо чрез циклизация по време на електростатично взаимодействие по двойки орбитали с противоположни заряди.