Miért nem lehetséges egy örök izzó?

Livermore városában (Kalifornia, USA) egy egyedi izzó található, amelyet 1901-ben becsavaroztak, és azóta megszakítás nélkül be van kapcsolva. Ez abszolút rekord bekerült a Guinness Rekordok Könyvébe. A 6. tűzoltóságnál az egyedi izzó elé webkamera van felszerelve, így a villanykörte látható az interneten. Hogyan volt ez lehetséges?

Ismeretes, hogy az izzólámpa kiégésének fő oldala a volfrámszál fokozatos kopása. Ezt az izzószálat szinte a volfrám olvadáspontjáig hevítik (3300 ° C), különben nem kap intenzív fényáramot. Ezen a hőmérsékleten a kristályrácsban levő volfrám atomok intenzíven rezegnek, és néhányuk kijön és térbe megy, a lombik falán lerakódva. Fokozatosan a szálat vékonyabbá válik, és a legvékonyabb helyen a hőmérséklet meghaladja az olvadáspontot, a szál kiég.

Nyilvánvaló, hogy az izzó élettartama meghosszabbításához vastagabb menetet kell telepíteni. Ugyanakkor a szál ellenállásának fenntartása érdekében meg kell növelni annak hosszát. Az izzószál átmérőjének kétszeresére növekedése a volfrám tömegének 8-szorosának növekedéséhez vezet. És a volfrám drága fém, így a jelenlegi izzógyártók megpróbálják megmenteni.

De van egy másik oka a lámpa kopásának, amiről szinte senki sem tud. A helyzet az, hogy egy lombik vékony üvege fűtött állapotban átjut a gázon. Vannak táblák különböző szemüvegekhez és különböző gázokhoz, különböző hőmérsékleten. Például 1 cm2 üvegvastagság, 1 mm vastag, 1 másodperc alatt, nyomáskülönbsége 1 mm Hg. 600 ° C hőmérsékleten (a levegő fő része) 6,5 * 10 (-12) fokos nitrogénmennyiségben halad át.

Számítsuk ki egy standard 40 wattos izzó hőmérsékletét, amelynek izzófelülete 200 cm2 és egy volfrámszál felülete (körülbelül) 0,3 cm2, azaz a különbség 660-szoros.

A Stfan-Boltzmann törvény szerinti számítási módszer alkalmazásával és figyelembe véve, hogy az izzószál összes infravörös sugárzása melegíti a lombikot (a látható fény nem haladja meg a 3% -ot), a lombik hőmérséklete körülbelül 400 ° C (mindenki meggyőződhet arról, hogy ez igaz-e a lombik megérintésével). izzó izzó). Ezenkívül, ha a lombik üvegvastagságát 0,5 mm-re vesszük, a nyomáskülönbség 760 mm RT. Részecske és az idő 1 év, a gáz behatolása a lámpába kb. 4-5 cm.

Több éven keresztül, ha az izzószál nem ég ki, a lámpa feltöltődik gázzal, gázkisülés következik be, és ezzel együtt az izzószál ionbombázása történik. Akkor ez a szál gyorsabban kiszárad. Tehát a hosszú élettartamú izzólámpa létrehozásához: vastag volfrámszálat kell felszerelni, növelni kell a lámpa izzójának felületét (ebben az esetben az izzó hőmérséklete alacsonyabb lesz, és a gázszivárgás csökken), meg kell növelni az izzólámpa üvegvastagságát.

Nyilvánvaló, hogy ezek a feltételek teljesültek egy hosszú élettartamú lámpában. De a jelenlegi gyártók egyrészt gazdaságossági okokból (volfrám és üveg) nem akarják teljesíteni ezeket a feltételeket, másrészt a gyártók egyszerűen nem érdekli az „örök” izzók kibocsátását (különben „kiégenek”).

Comments

[#1 Szergej]

Mint megjegyeztük, egy izzólámpa élettartamát a hevített izzószál elpárologtatása határozza meg. A folyamatosan égő lámpa (például egy sokemeletes épületben lévő lejtőn) korábban kiég. Ezért élettartama meghosszabbításának legegyszerűbb módja az égési idő csökkentése, azazcsak akkor kapcsolja be, ha szükséges, azaz amikor valaki a szobában van. Ezt meg lehet tenni mozgásérzékelőkkel ellátott megszakítókkal (de csak akkor, ha a kapcsoló árammentes áramot szolgáltat a lámpa áramköréhez, ami nem jellemző minden modellre). Ezek a gizmosok olcsók, hosszú ideig működnek, és mivel nem csak a lámpa hosszabb ideig tart, hanem az energiát is megtakarítja (elsősorban ugyanazon a lépcsőn), számomra úgy tűnik számomra, hogy komolyan meg kell fontolnia ezek használatát (vagy ezen a területen másként). az egész bolygó mögött vagyunk).

[#2 Ön]

Tudományellenes rohadék. A szerző kihagyta az iskolai fizika tanfolyamot.

[#3 andy78]

te, De tudna részletesebben megtudni, miért kapta ezt? Lehetőleg az érveivel. És akkor az iskolában mindenki fizikát tanított, és egyszerűen utalni arra a tényre, hogy valaki ott nem tanult valamit a tények konkretizálása nélkül, valahogy nem túl szép. Általában egy normál megjegyzést várunk.

[#4]

Ha a lámpát alacsony feszültséggel látják el, akkor élettartama százszorosára nőhet.

[#5]

Válaszolok a kérdésre. Ez a cikk nincs kapcsolatban:

1) A cikk azt mondja, hogy ... Nyilvánvaló, hogy az izzó élettartamának meghosszabbításához vastagabb menetet kell telepíteni. Ugyanakkor a szál ellenállásának fenntartása érdekében meg kell növelni annak hosszát.

Ebben az esetben azonban a spirál területe megnő, és az ebben a cikkben említett Stefan-Boltzmann-törvény szerint a hőmérséklet, tehát a hatékonyság csökken.

2) Nem mértem a lámpa hőmérsékletét, de véleményem szerint nem vettük figyelembe, hogy nem minden infravörös fény melegíti az izzót (egyesek átmennek).

[#6 MIKADO]

Van egy jó film az izzókról, a kapronról és a biotechnológiáról ... egy speciálisan kifejlesztett SZABADTELMÉT. A villanykörte, TV, telefon, mikrohullámú sütő pontosan a jótállási időszak alatt működik.

[#7]

Mint elektrofizikus és a vintage lámpák gyűjtője, megjegyzem.
MINDEN ELŐTT - ebben a Shelby Mazda lámpában a szál nem volfrám, hanem még szén is és elég kövér. Ezek a lámpák általában tartósak.

1. A régi lámpák izzói csaknem háromszor vastagabbak, mint a modernok; néhány vásárló vastagsága eléri az 1,2 mm-t. Pontosabban, ennek (Shelby Mazda-Edison) 0,8 - 0,86 mm vastagsága van.
2. A régi lámpák izzójának átmérője sokkal nagyobb, akár a Mazda-Edison, akár a Westinghouse.
3. A spirál színhőmérsékleten sokkal kevésbé melegszik fel, mint a modern lámpák, és nagyon-nagyon gyenge melegíti az izzót. Ezt személyesen ellenőrizheti, ha felmegy a Moszkvai Lámpák Múzeumába, és kézzel megérinti a lámpát. Még egy 60 wattos lámpa hőmérséklete az izzó felületén teljes terhelés mellett 70-80 fok, semmiképpen sem 400.
4. ELSŐ Kis titok - a feszültséget 1956-ig az Egyesült Államokban nem igazán értékelték és tesztelték, és általában 125 volt alatt volt, amelyre ezt a lámpát tervezték.
5. MÁSODIK kis titok - a lámpa izzóját edzették és egy ideig oldatban tartották, ezután a lámpa felülete fémes árnyalatot kapott - talán ez is befolyásolta.

És ... az utolsó kis titok - biztos vagyok benne, hogy a lámpa már megváltozott, de nem szokás erről beszélni. Ugyanazon ÚJ (nem használt) lámpa beszerzése az USA-ban nem jelent problémát, de még egy szegény múzeum is megengedheti magának. Mindenesetre ez a múzeum pontosan ezekért a lámpákért versenyez velem aukciókon ... ó, azt hiszem, nem hiába, van egy tartalékuk, és nem egy.
Ki kíváncsi a hosszú életű lámpára - írj :)

[#8]

Lehetetlen együtt írják. A szerző, a kampány, nem csak a fizikát hagyta ki.

[#9 andy78]

AlexeyÖn is írt egy helytelenül írt szót, helyes a "helyesírási" írni. Kimentél a szerzővel?

[#10 alapelv]

Nem értem, hogy a szerző hogyan számította ki ...

"...Az izzószál átmérőjének kétszeres növekedése a volfrám tömegének nyolcszorosára növekszik ... "

a szál lényegében henger, amelynek térfogata V = PiD ^ 2 * L / 4 (D az átmérő, L a hossz, Pi értéke 3,14159 ...). A szál tömege m = V * p (V a térfogat, p a sűrűség). Tehát ha megduplázza az átmérőt, akkor a tömeg csak négyszeresére növekszik. A szerző nemcsak a fizikát, hanem a matematikát is kihagyta.

[#11]

Az átmérő megnövelése után a menet ellenállása csökkent, vissza kellett adni az előző ellenállást, ezt a hossz hosszának felére történő növelésével érték el. 4 * 2 = 8

[#12]

2013. november óta pontosan ugyanazt a izzót (ugyanazon tételből) kiállították a „Moszkva fények” múzeum „Történelmi és szokatlan izzók” kiállításában, ez a 4. terem, 2. kirakat. Megkérheti az útmutatót, hogy kapcsolja be a lámpákat.

[#13]

Gondosan elolvastam a cikket, és úgy döntöttem, hogy itt írok észrevételeidet. Nincs semmi örök! Még a Nap is holnap kialszik, az összes H2 üzemanyag (hidrogén) elégetése után. Minden megváltozik és elpusztul a kozmoszban és a természetben. Következtetés: nem hozható létre örökmozgásos gép, az energiamegtakarításról szóló fizikai törvény alapján, örök izzót nem lehet létrehozni. Egyetértek azzal, hogy az izzó élettartama 5000 órára meghosszabbítható, de az ilyen izzó ára exponenciálisan növekszik. Ezért ez a lámpa nem előnyös a gyártó számára, és drága lámpa a fogyasztó számára. Mellesleg: tegnap megnéztem a "Villanykörte hatása" című YouTube videót, és megemlítette ezt az örök fényt, amelyet 1901 óta világít a tűzoltóság. Van egy videokamera erre a villanykörtere. PS: Köszönet a cikk szerzőjének a tippekért, amelyek alapján kiválaszthatja a minőségi izzólámpát, amikor ma egy üzletben vásárol. Tetszett.

[#14 Vladimir Kornienko]

Az előző században (mint Lodygin) egy szénszállal ellátott lámpát mutatott, amely 15 éve folyamatosan működött. De a modern lámpákban sokáig nincs vákuum, helyette - xenon, kripton, néha hélium vagy hidrogén.