آیا می توان از “هیچ” انرژی استخراج کرد؟

پليمرهاي رسانا دسته اي از مواد الكترونيكي هيجان انگيزي هستند كه بواسطه داشتن تركيبي از خواص الكتريكي و نوري فلزات يا نيمه هادي ها و خواص مكانيكي پليمرها كاربردهاي وسيعي يافته اند. بطوريكه با مطالعه درك و بكار گيري خواص شيميايي و ديناميكي آنها يك خط ارتباطي به دنياي مولكولي و بيومولكولي بدست مي آيد كه پايه اي براي توسعه سيستم هاي هوشمند وابسته از طريق پيشرفت ارتباطات درون سيستمي خواهد بود.    اگر بتوان آرايش اتمي مواد آلي و معدني را در حد نانومتر بطور دقيق تعريف نمود در آنصورت ساخت مواد هوشمند كه ميتواند بسياري از فن آوريها از جمله ارتباطات بين سيستمي را متحول نمايد امكان پذير ميگردد. كنترل اندازه مواد در حد نانومتر ظريفتر كردن پردازش اطلاعات و انتقال انرژي را ممكن ميسازد. اكنون شيميدان ها در صدد ساختن ساختارهاي بزرگ از زير ساخت هاي كوچكتر مي باشند و ديگر متخصصان، فنون تهيه و فرآوري نيم رساناها را در مقياس نانومتر تجربه ميكنند.    واضح است كه پيشرفتهاي اوليه در برقراري ارتباطات وابسته به ميزان در دسترس قرار داشتن مواد بوده است به همين دليل پيش از اين در سيستمهاي تلگرافي مواد ساده اي نظير آهن براي توليد ميدانهاي مغناطيسي، مس براي هدايت الكتريسيته و شيشه ويا فيبرهاي طبيعي براي عايق بندي بكار برده ميشد اما تهيه مواد الكترونيكي مانند ژرمانيم و سيليسيم ارتباطات را متحول نمود بطوريكه اكنون ميتوانيم با افراد ديگر نقاط دنيا صحبت كنيم و يا اتفاقات رخ داده درآن نقاط را بطورهمزمان مشاهده نماييم ، همچنين اسناد و مدارك زيادي را در مدت بسيار كمي به تمام نقاط دنيا انتقال دهيم.    اين مواد قابليتهاي ما را در دريافت، پردازش، ذخيره وانتقال اطلاعات توسعه داده اند و آیا می توان از “هیچ” انرژی استخراج کرد؟...ادامه مطلب

فکر تولید یک باتری قدرتمند توسط مهندسان موسسه فناوری ماساچوست توانسته انقلاب عظیمی در صنعت باتری سازی ایجاد کند. این باتری ساخته شده توسط این مهندسان قادر است نیرویش را از آب دریا تامین می‌کند به گونه ای که، این باتری ارزان‌تر، امن‌تر و 10 برابر قوی‌تر از دیگر باتری‌ها از جمله باتری‌های لیتیوم- یون (Lithium-ion) است. نیاز به مدت زمان بیشتر برای کاوش وسایل کاوش آب‌های عمیق، در حقیقت این شرکت استارتاپی ام‌آی‌تی با نام "Open Water Power" را به فکر تولید یک باتری با طول عمر و مدت فعالیت بالا انداخت. اکنون این باتری می‌تواند زمان کاوش وسایل جست‌وجوی بدون سرنشین اعماق اقیانوس‌ها را به میزان قابل توجهی افزایش دهد، چرا که بدون اتلاف انرژی از همان آب اقیانوس برای تامین انرژی خود استفاده می‌کند. وسایل کاوش بدون سرنشین آب‌های عمیق در حال حاضر از باتری‌های لیتیوم-یونی استفاده می‌کنند که طول عمر و زمان مفید فعالیت کمی دارند و نیاز به شارژ سریع و تعداد بالا دارند و به دلیل اینکه به سادگی دچار حریق می‌شوند، امن نیستند. علاوه بر این‌ها گران نیز هستند چرا که باید در روکشی از فلزی گرانبها در فشار قرار بگیرند. باتری ابداعی جدید از آلیاژی از آلومینیوم، الکترولیت قلیایی و یک کاتد آلیاژی با ترکیبی از عناصر مختلف ساخته شده است. وسایل کاوش بدون سرنشین اقیانوس‌ها اکنون با تعبیه این باتری‌ها می‌توانند به عمق بیشتری برای شناسایی و بررسی بروند و مدت‌ زمان بیشتری نیز به این کار بپردازند. همچنین از آنها می‌توان در جستجوی اقیانوس پس از سقوط هواپیماها و نیز اکتشافات نفتی کمک گرفت. با تعبیه این باتری‌ها روی این وسایل دیگر نیازی به این نیست که توسط کشتی بالای نقطه موردنظر برده شده و رها شود، بلکه می‌توان از آیا می توان از “هیچ” انرژی استخراج کرد؟...ادامه مطلب

 انرژی خورشیدی برای استخر ها انرژی خورشیدی استخر ها (pool solar system) امروزه یکی از پرکاربرد ترین روش های گرم نمودن آب استخرهاست. تشعشع یا تابش خورشید اصطلاحی است که در مورد امواج الکترومغناطیسی ساطع شده از خورشید مورد استفاده قرار می گیرد. انرژی تابشی خورشیدی را می توان به روش های مختلفی به دام انداخته، آن را ذخیره کرده و به شکل های مفید انرژی مانند گرما یا الکتریسیته تبدیل کرد. تبدیل انرژی خورشیدی به گرما یا الکتریسیته با استفاده از فناوری های مختلفی امکان پذیر است. امکان سنجی هر یک از این فناوری ها و روش ها به لحاظ عملی و اقتصادی باید با توجه به عوامل مختلفی انجام گیرد. در سال های اخیر با نوسانات شدید قیمت سوخت های فسیلی، محدود بودن آن ها و مشکلات زیست محیطی مرتبط با آن به واسطه آلاینده های به جامانده، توجه بسیاری از متخصصان به انرژی های تجدید پذیر معطوف شده است که در راس آن انرژی خورشیدی قرار دارد. در حال حاضر برای تبدیل انرژی خورشیدی به الکتریسیته از سیستم های فتوولتاییک و برای تبدیل آن به انرژی گرمایی از سیستم های خورشیدی استفاده می شود. مبانی اولیه درباره انرژی خورشیدی  اولین مزیت انرژی خورشیدی فراگیر بودن آن ها است. به این معنی که تمام نقاط کره زمین حداقل برای دوره مشخصی از سال هم که شده در معرض تابش خورشید قرار دارند. البته مقدار انرژی تابشی خورشید که به هر نقطه از کره زمین می رسد به عوامل متعددی بستگی دارد. مهم ترین این عوامل را می توان در موارد زیر خلاصه کرد. موقعیت جغرافیایی منطقه دوره زمانی شبانه روز فصل موقعیت محلی شرایط آب و هوایی به طور کلی مناطقی که در عرض های جغرافیایی میانه زمین واقع شده اند، بیشتر در معرض انرژی تابشی خورشید آیا می توان از “هیچ” انرژی استخراج کرد؟...ادامه مطلب

در گذشته های دور، نیاز انسان ها به   بسیار ابتدایی و كم بود. برای گرما، انسان از نور خورشید استفاده می كرد. انسان با كشف آتش توانست با احتراق چوب، كاه و فضولات حیوانی خشك شده برای گرم كردن خود و پخت غذا استفاده نماید. از خورشید برای خشك كردن مواد غذایی نیز استفاده می كرد. برای حمل و نقل، نیروی اسب ها و برای دریانوردی، توان باد، انسان را به نقاط مختلف دنیا می برد. برای انجام كارهای سنگین كه از عهده انسان بر نمی آمد از توان حیوانات استفاده می كردند. انرژی باد و آب نیز برای آسیاب كردن و آبیاری مورد استفاده قرار می گرفتند. برای سال های زیادی انسان نیاز های خود را از طریق انرژی های اولیه تامین می كرد.    سال ها بعد در اواسط سال های 1700 هنگامی كه جیمز وات اولین موتور بخار را به جهان معرفی كرد دریچه ای رو به جهان ممكن شدن ها را برای انسان گشود. یك موتور بخار ساده با سوخت زغال سنگ می توانست معادل دوجین اسب توان ایجاد كند. این موتورها خیلی راحت تر از انرژی باد و آب و ارزان تر از یك سری اسب كامل بودند. علاوه بر این، زغال سنگ برای گرمایش ساختمان ها، كاربردهای صنعتی و ذوب آهن مورد استفاده قرار می گرفت. در سال 1880 موتور بخار با سوخت زغال سنگ به ژنراتور برق وصل گردید و برای اولین بار در دنیا برق نیروگاهی توسط توماس ادیسون تولید گردید.   شکل (1). تصویر توماس ادیسون    یك سال بعد از آن اولین نیر آیا می توان از “هیچ” انرژی استخراج کرد؟...ادامه مطلب

بر خلاف تصور عام که طوفان‌های خورشیدی قدرتمند را موجب افزایش بار الکتریکی در اتمسفر قطب‌های کره زمین می دانند، به تازگی محققان دریافتند دقیقا برعکس عمل می‌کنند و موجب تخلیه بار الکتریکی زمین می‌شوند. طوفان‌ها بر روی یون زمین در عرض جغرافیایی شمالی تاثیر گذاشته و این تاثیرات بر گرینلند در شبکه جهانی سیستم‌های هدایتی ماهواره‌ای، GNSS، ایستگاه ژئومغناطیس و دیگر منابع ثبت شده است. آتیلا کومجاتی از آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا در پاسادنای کالیفرنیا نرم‌افزاری برای پردازش داده‌های GNSS ارائه کرده است. وی اظهار کرد: طوفان‌های خورشیدی شامل فوران خورشید در تاج‌ است که توده‌ای از ذرات باردار الکتریکی را در فضا پرتاب می‌کند و موجب اختلال میدان مغناطیسی بین سیارات در منظومه شمسی می‌شود. وی در ادامه افزود: علت دقیق تخلیه بار الکتریکی مشخص نیست، اما به نظر می‌رسد الکترون‌ها در ترکیب با یون‌های مثبت الکترون اضافی ایجاد نمی‌کنند. این عملکرد موجب توزیع مجدد الکترون‌ها، جابجایی و فشار نه فقط افقی بلکه عمودی نیز می‌شوند. این نتایج به درک چگونگی تاثیر طوفان‌های خورشیدی بر زمین و بهبود ارتباطات رادیویی و سیستم‌های هدایتی در نواحی قطبی کمک خواهد کرد. این تحقیق توسط محققان دانمارک، ایالات متحده و کانادا انجام شده و نتایج آن در نشریه Radio Science منتشر شده است. اطلاعات تکميلي حوزه کاربرد: تخلیه بار الکتریک آیا می توان از “هیچ” انرژی استخراج کرد؟...ادامه مطلب

بهینه سازي مصرف انرژي در ساختمان هیچ یک از اعمال انسان، بازدهی صددرصد ندارد از این رو استفاده و ممانعت از هدر رفتن امکانات امري اساسی است. این نکته هنگامی اهمیت بیشتري پیدا می کند که موضوع انرژي مطرح شود. منظور از انتخاب الگوها و اتخاذ و بکارگیري روش ها و سیاست هایی در مصرف درست انرژي است که از نقطه نظر اقتصاد ملی مطلوب باشد واستمرار وجود و دوام انرژي و ادامه حیات و حرکت راتضمین کند. در این چارچوب تعیین سهام صورت هاي مختلف انرژي در سبد انرژي هرجامعه با توجه به امکانات دراز مدت آن جامعه، همپنین بکارگیري پربازده ترین شیوه استفاده از آنها که متضمن کاهش تخریب منابع انرژي و نیز کاهش تأثیرات سوء ناشی از استفاده ناصحیح از انرژي، بر عوامل دیگر حیات و محیط زیست مدنظر است، این استفاده درست و به جا از انرژي، نه تنها متضمن استمرار حیات و توسعه پایدار جامعه است بلکه منجر به بقاء انرژي براي همگان و نسلهاي آتی و منافعی براي تولید و گسترش آلودگی هاي زیست محیطی ناشی از مصرف نادرست انرژي خواهد بود. احداث تأسیسات تولید انرژي الکتریکی و شبکه هاي برق رسانی نیاز به هزینه هاي زیادي دارد. علاوه بر بار مالی زمان لازم براي احداث نیروگاه 3 تا 8 سال است. همچنین هزینه هاي جاري و ثابت سالانه نیروگاهها گاهی بالغ بر 20 درصد سرمایه گذاري اولیه می شوند. از این رو به میزان انرژي الکتریکی به میزان قابل ملاحظه اي آیا می توان از “هیچ” انرژی استخراج کرد؟...ادامه مطلب

یکی از مهمترین فاکتورهای بررسی پیشرفت کشورها، مقایسه موثر نسبت میزان مصرف انرژی در بخش صنعت وتولید به کل انرژی مصرفی است. در کشورهای توسعه یافته به دلیل توسعه صنعت و همچنین مدیریت و کاهش مصرف انرژی در بخش مسکونی، تجاری و اداری، که به عنوان مصرف کنندگان غیر مولد شناخته می شوند، این نسبت بالا است.    با توجه به مصرف بالای روشنایی در بخش های اداری، تجاری و مسکونی کشور در مورد راهکارهای کاهش مصرف انرژی در روشنایی بحث زیاد است.  در کشورهای غیر صنعتی و نیمه صنعتی مصرف روشنایی بخش بزرگی از مصرف یک کشور را تشکیل می دهد. چون در کشور ما، زمان استفاده از منابع روشنایی در ساعات اوج مصرف می باشد، کاهش میزان توان مصرفی جهت روشنایی و در واقع بالابردن راندمان منابع روشنایی، اهمیت حیاتی دارد. تشریح انواع لامپ ها و بیان مزایا و معایب آنهالامپ ها را میتوان به 2 دسته زیر تقسی مبندی نمود:لامپ های ملتهب (رشته ای)لامپ های تخلیه در گاز لامپ های رشته ایلامپ های رشته ای بیش از یک قرن است که ساخته شده و در این مدت تغییرات و پیش رفت های قابل توجهی کرده اند. موارد استفاده این لامپ ها زیاد بوده و در منازل مسکونی، کارخانجات، ادارات و ساختمان های عمومی، معابر و تابلوها مورد استفاده قرار می گیرند. طیف نورانی آن پیوسته و تابع درجه حرارت و جنس رشته لامپ است. مقدار زمانی که لامپ به ازای هر بار روشن کردن کار می کند بر آیا می توان از “هیچ” انرژی استخراج کرد؟...ادامه مطلب

سوخت جت نوعی سوخت هواپیما است که برای هواگردهای دارای موتور توربینی مانند هواپیماهای توربوجت، توربوفن و توربوپراپ و بالگردهای توربوشفت از آن استفاده می‌کنند. موتورهای توربینی به طور کلی توانایی کاربرد متنوعی را دارند اما تمام انواع سوخت جت از نفت سفید هستند که خلوص بالایی داشته و افزودنی‌هایی برای جلوگیری از خوردگی، زنگ زدن، انجماد در دمای پایین یا اشتعال در دمای بالا، به آن‌ها اضافه شده‌است. سوخت مناسب جت بایستی دمای اشتعال بالایی داشته باشد، رسوب نکرده و ایجاد زنگ‌زدگی نکند، ارزش حرارتی بالایی داشته، حمل‌ونقل و کار با آن ایمن باشد، به بخش‌های داغ توربین موتور آسیب نرساند و در هوای سرد نیز به خوبی جریان پیدا کند.    سوخت‌های جت برای هواپیماهای غیرنظامی به سه دسته کلی تقسیم می‌شوند. سوخت جت آ (A) و آ۱ (A1): سوخت جت A استاندارد سوخت جت در ایالات متحده است. و در نقاط دیگر دنیا از استاندارد A1 استفاده می‌شود. نقطه اشتعال هر دوی آنها بیاستی بالاتر از ۳۸ درجه سانتیگراد و دمای خودآتشگیری آنها بالاتر از ۲۱۰ درجه باشد. سوخت جت ب (B): این نوع سوخت ترکیبی از حدودا ۳۰ درصد نفت سفید و ۷۰ درصد بنزین است. این نوع سوخت دمای انجماد پایین‌تری دارد و تا ۶۰ درجه زیر صفر یخ نمی‌زند. نقطه اشتعال آن هم پایین‌تر است و در نتیجه سوخت خطرناکتری محسوب می‌شود. این نوع سوخت عملکرد بهتری در هوای سرد دارد و فقط آیا می توان از “هیچ” انرژی استخراج کرد؟...ادامه مطلب

  بیگ بنگ: پرسش هوس انگیزی است: آیا می توان از هیچ انرژی استخراج کرد؟  فیزیکدان ها همین تازگی ها فهمیده اند که « هیچ چیز» خلاء اصلا تهی نیست، بلکه آکنده از جنب و جوش است.   به گزارش بیگ بنگ، یکی از هواداران این ایده، نابغه ی غیر عادی سده ی بیستم نیکلا تسلا بود، یعنی این ایده که چه بسا خلاء دارای مقادیر بی شماری انرژی باشد. اگر چنین باشد، خلاء خوراک رایگان غایی خواهد بود، و می تواند انرژی نامحدود را به معنای واقعی کلمه از هیچ چیز تامین کند. خلاء به جای این که به عنوان تهی و عاری از هر ماده ای در نظر گرفته شود، به معدن غایی انرژی بدل خواهد شد. تسلا باور داشت که می تواند از خلاء انرژی نامحدود استخراج کند، ادعایی که متاسفانه در یادداشت هایش آن را به اثبات نرساند. نخست، انرژی نقطه ی صفر یاانرژی موجود در خلاء گویی قانون اول ترمودینامیک را نقض می کند. گرچه انرژی نقطه ی صفر از  قوانین مکانیک نیوتنی سرپیچی می کند، مفهوم انرژی نقطه ی صفر به تازگی سر بر آورده است. هنگامی که دانشمندان داده های ماهواره پلانک را بررسی کردند، به این نتیجه رسیدند که دست کم ۶۸٫۳ درصد کیهان از «انرژی تاریک» ساخته شده است، انرژی خلاء خالص. یعنی بزرگترین منبع ذخیره انرژی در سرتاسر کیهان خلئی است که کهکشان ها را از هم جدا می سازد. ( این انرژی آنقدر عظیم است که کهکشان ها را از هم دور می کند و چه بسا سرانجام در یک بیگ ف آیا می توان از “هیچ” انرژی استخراج کرد؟...ادامه مطلب

پليمرهاي رسانا دسته اي از مواد الكترونيكي هيجان انگيزي هستند كه بواسطه داشتن تركيبي از خواص الكتريكي و نوري فلزات يا نيمه هادي ها و خواص مكانيكي پليمرها كاربردهاي وسيعي يافته اند. بطوريكه با مطالعه درك و بكار گيري خواص شيميايي و ديناميكي آنها يك خط ارتباطي به دنياي مولكولي و بيومولكولي بدست مي آيد كه پايه اي براي توسعه سيستم هاي هوشمند وابسته از طريق پيشرفت ارتباطات درون سيستمي خواهد بود.    اگر بتوان آرايش اتمي مواد آلي و معدني را در حد نانومتر بطور دقيق تعريف نمود در آنصورت ساخت مواد هوشمند كه ميتواند بسياري از فن آوريها از جمله ارتباطات بين سيستمي را متحول نمايد امكان پذير ميگردد. كنترل اندازه مواد در حد نانومتر ظريفتر كردن پردازش اطلاعات و انتقال انرژي را ممكن ميسازد. اكنون شيميدان ها در صدد ساختن ساختارهاي بزرگ از زير ساخت هاي كوچكتر مي باشند و ديگر متخصصان، فنون تهيه و فرآوري نيم رساناها را در مقياس نانومتر تجربه ميكنند.    واضح است كه پيشرفتهاي اوليه در برقراري ارتباطات وابسته به ميزان در دسترس قرار داشتن مواد بوده است به همين دليل پيش از اين در سيستمهاي تلگرافي مواد ساده اي نظير آهن براي توليد ميدانهاي مغناطيسي، مس براي هدايت الكتريسيته و شيشه ويا فيبرهاي طبيعي براي عايق بندي بكار برده ميشد اما تهيه مواد الكترونيكي مانند ژرمانيم و سيليسيم ارتباطات را متحول نمود بطوريكه اكنو آیا می توان از “هیچ” انرژی استخراج کرد؟...ادامه مطلب