Капиллярно-конденсированная вода и вихревой теплогенератор
Часть 3
Теперь расскажем о другом предполагаемом механизме
получения тепловой энергии в двигателях на воде, предложенном нашим
соотечественником академиком Б. В. Дерягиным, который полжизни посвятил
изучению капиллярной воды, умер в 1995 г., когда ему оставалось сделать всего
один шаг для объяснения того, как работают водяные заменители бензина.
Развивавшиеся представления о наличии в жидкой воде
сложных структур - динамических ассоциатов (Н20)n полимеризации воды в полях вращения смыкаются с
представлениями школы академика Б. В. Дерягина о свойствах
капиллярно-конденсированной воды (ККВ). В статье, посвященной памяти академика,
сделана попытка систематизации данных по структуре и свойствам ККВ и особенно
подчеркивается роль внешних силовых полей и неравновесности процессов (СВЧ,
ультразвука, кавитации, капиллярной конденсации и др.) на образование в воде
ассоциатов и ее "полимеризацию", ведущую к переходу воды в
жидкокристаллическое состояние.
Переход в такое состояние струи воды при СВЧ обработке,
как показано, может даже приводить к появлению у жидкой воды хрупкости -
свойства, присущего только твердым телам. Появление хрупкости обуславливается
тем, что время релаксации сдвиговых напряжений в такой воде возрастает до ~10.5
сек, в то время как в обычной воде оно составляет -10-11(10 в минус 11 степени)
сек. Особенно это проявляется вблизи гидрофильных поверхностей.
Также замечено, что в процессе электролиза в водяных растворах вблизи серебряного электрода в результате
"полимеризации" воды происходит ее уплотнение до 1,5 г/см3 на толщине
в 3-4 монослоя молекул, примыкающих к электроду. А уплотнение вещества без
повышения давления означает возрастание в нем энергии связи, которое должно
сопровождаться выделением тепла.
Первоначальные результаты исследований Б. В. Дерягиным
так называемой "аномальной" воды, полученной при капиллярной
конденсации, не получили научного признания. После короткого бума-шума 60-х
годов с "аномальной" капиллярной водой были годы критики и скепсиса.
Эксперты утверждали, что он был обусловлен обнаружением значительных уровней
неорганических загрязнений в ККВ. Появилось мнение, что Дерягин с сотрудниками
изучают не воду, а растворы неконтролируемого состава. И лишь когда
исследователи задумались о возможной положительной роли таких
"загрязнений", пришло новое понимание явления. Ведь в природе не
существует идеально чистой воды, как не существует воды без динамических
ассоциатов (Н20)n в ней.
Естественно, возник вопрос, не могут ли атомы
неорганических примесей в воде играть какую-то роль при
"полимеризации" ассоциатов (Н20)n, называемых еще кластерами, когда они образуют структуры
типа многоугольников с числом сторон n до ста. Кластер при электронных
возбуждениях ведет себя как единое целое, а при отщеплении электрона
ионизируется или вступает в химическую связь.
Исследователями методами ИК- и
KP-спектроскопии было выявлено, что кластеры при n > 6 уже не имеют
кольцевой структуры и обладают 0-Н-связью, которая является донором протонов.
Эта связь очень активна, и посредством ее кластеры с n 6 могут вступать в
различные соединения, образуя молекулярные комплексы, в том числе с примесными
атомами, имеющими незаполненные орбитали V -типа.
По мнению исследователей, при образовании ККВ, основным
методом получения которой является конденсация недонасыщенных паров воды на
поверхности свежевытянутых кварцевых капилляров в вакууме, происходит
"выщелачивание" водой из кварца атомов кремния. Они, взаимодействуя с
кластерами (Н20)n >6,
образуют молекулярные комплексы Si-(Н20)n. Предполагается, что при этом происходит перенос
электронной плотности с О -Н -связи, являющейся
двойным донором, на свободную орбиталь атома кремния. В результате
осуществляется семипольная (одноэлектронная) связь и образуется сильный
комплекс с переносом заряда. При этом свободная
орбиталь атома кремния выступает в качестве акцептора.
Энергия связи таких комплексов достигает 2,2 эВ на атом
кремния. Действительно, потенциал ионизации кластера, определяемый энергией 0-Н
-связей, составляет ~ 4 эВ, а энергия электронного
сродства кремния -1,8 эВ.
При образовании комплекса эта энергия выделятся путем
излучения фотона. Энергии фотона 2,2 эВ соответствует желтая область
спектральных линий, и это объясняет желтоватую окраску капиллярной воды.
Поскольку атом кремния Si имеет четыре свободные
орбитали, то он может одновременно вступать в связь с четырьмя кластерами. И
при среднем значении числа молекул воды в кластере количество кремния,
необходимое для образования ККВ, составляет 0,3-3 ат%, что приблизительно
соответствует его содержанию в ККВ.
Роль соединяющего звена в системе кластеров воды могут
выполнять не только атомы кремния, но и атомы ряда других неорганических
веществ, например щелочных металлов. Но кремний предпочтительнее.
Все это согласуется с идеями Ю. А. Колясникова о роли
кварца в формировании структуры воды, о которых говорилось в предыдущем
разделе.
Такая система "заполимеризовавшихся" кластеров
обеспечивает ККВ не только повышенную плотность, но и в 10 - 15 раз большую,
чем у обычной воды, вязкость. Температура замерзания ККВ снижается до 173 К, а температура перехода ККВ в обычное состояние с
плотностью превышает 800 К. Коэффициент диэлектрической проницаемости ККВ тоже
увеличивается на 25% по сравнению с обычной водой, в результате чего
коэффициент преломления света в ККВ составляет 1,49 вместо 1,33 у обычной воды.
Увеличение диэлектрической проницаемости ведет к возрастанию растворяющей
способности ККВ вследствие роста ее полярности.
Но несмотря на свою высокую термостойкость, ККВ в обычных условиях (вне
капилляров) получить не удавалось, а при выходе из капилляра она быстро
деградирует за счет разрыва водородных связей, превращаясь в обычную воду.
Поэтому не удавалось получить ее значительные количества.
Тем не менее исследователи
отмечают аналогию между поведением ККВ и свойствами метастабильных ассоциатов
(Н20)n, образующихся в обычной воде
вне капилляров при воздействии на нее звуковых или электромагнитных полей.
Если энергия связи ассоциатов в вышеописанных кремний -
молекулярных комплексах составляет 2,2 эВ, то для нагревания воды до кипения за
счет выделения этой энергии связи при образовании комплексов достаточно, чтобы
в объеме этой воды объединились в такие комплексы всего 10% молекул воды.
Все это укладывается в общую схему
тепловыделения в вихревом теплогенераторе за счет образования дополнительных
межмолекулярных связей в воде при ее вращении в вихревом потоке. Но такое тепловыделение хорошо лишь для теплового
насоса, которому требуется трансформировать низкотемпературное тепло в высокотемпературное. Там же, где нет источника
низкотемпературного тепла, такое тепловыделение будет оставаться иллюзией, ибо
образующиеся молекулярные комплексы метастабильны и со временем распадаются уже
с поглощением тепла из воды, что должно приводить к ее самопроизвольному
охлаждению без обмена теплом с окружающей средой, если обмен затруднен.
|