Немецким ученым удалось сконструировать сверхминиатюрное устройство, способное имитировать двигатель Стирлинга. Этот двигатель принадлежит к двигателям внешнего сгорания.
Особенностью стандартного двигателя Стирлинга, который был сконструирован более двухсот лет назад, является то, что рабочий газ в условиях периодического нагревания и охлаждения будет менять свой объем. В результате этого процесса поршень начинает двигаться, что в свою очередь влечет за собой начало работы других механизмов. Но что касается микроскопического мира, то тут действуют совсем иные правила, а имитировать технологию большого приспособления очень сложно. Но даже не смотря на всю сложность имитации этого процесса, немецким ученым все же удалось это сделать.
|
Для достижения своей цели, физики решили заменить рабочее тело, плавающим в воде шариком диаметр которого составил всего 3 микрона. Кроме того, поршень также был заменен лазерным лучом. После периодической смены интенсивности лазерного луча, стало понятно, что этот параметр оказывает прямое влияние на подвижность шарика. Еще один лазерный луч оказывал влияние на воду периодически подогревая ее, а затем давая ей остыть.
В таких условиях удалось воспроизвести четыре циклы работы обычного двигателя. КПД сконстуированного двигателя приближается к аналогичному показателю оригинала. Но стоит подчеркнуть, что эта характеристика не постоянна. Принцип работы такого двигателя основан на том, что при регулярной смене температуры молекулы воды могут беспрерывно двигаться, в результате чего будет двигаться микрочастица. В некоторых случаях, данная схема работы может привести к потере производительности, а иногда и к полной остановке механизма, но даже не смотря на это эффективность миниатюрного устройства достаточно высока.
В ближайшее время ученые планируют провести тестирование разработки как элемента системы производства энергии в микроскопических масштабах. С термодинамической точки зрения для этого нет никаких препятствий.
Подготовлено по материалам Общества Макса Планка.
Комментарии: (0)