Осмотические двигатели.

Со способностью мембран пропускать одни и не пропускать другие вещества связаны так называемые осмотические явления.

Предложен целый ряд конструкций осмотических двигателей, действующих благодаря избыточным давлениям, создающимся по одну сторону мембраны из-за одностороннего прохождения через неё растворителя. Например, осмотический двигатель по авторскому свидетельству №1311748 содержит корпус с цилиндром, в котором размещен подпружиненный рабочий поршень со штоком для привода нагрузки, осмотический мембранный блок, подключенный магистралями к емкостям с раствором высокой концентрации и растворителем и подпоршневому пространству цилиндра, выполненный в корпусе сливной канал со средством для отвода отработавшего раствора из цилиндра, насосы для перекачки растворов.

3.2.2. Водородный компрессор?

Молекулы водородаобладают очень малыми размерами и потому способны проникать сквозь микроскопические отверстия, однако чемпионом по проникающей способности является атомарный водород, для него не являются преградой даже довольно толстые стенки из углеродистой стали.

При растворении углеродистой стали в кислоте водород первоначально выделяется в атомарном виде, часть атомов водородапроникает в решётку металла. Если в нём имеются микроскопические трещины или частицы водород собирается в этих местах в виде газа под огромным давлением. Он даже способен разрывать металл, образуя так называемые “травильные пузыри”. Если же металл однороден, водород постепенно проникает сквозь его толщу и оказывается с другой стороны. Возникает своеобразный химический клапан - с одной стороны стальной стенки водород образуется в атомарном состоянии и в этом состоянии дрейфует через неё, с другой стороны выходя образует газ состоящий из молекул. Способность молекулярного водородапреодолевать преграды гораздо меньше, поэтому перенос идёт в основном в одном направлении. Описанный эффект можно продемонстрировать с помощью простого опыта. Берут цилиндр в виде стакана из углеродистой стали, плотно закрывают его резиновой трубкой, в которую вставлен манометр и погружают в стакан с 10-12%-ным раствором серной кислоты. Стенки стакана будут постепенно растворяться с выделением водорода. Через 3-4 часа манометр покажет заметное увеличение давления газа в цилиндре, что связано с диффузией туда водорода.

Рисунок №70. Прибор для изучения диффузии водородапри травлении металла. [Балезин С.А. Отчего и как разрушаются металлы. М.: Просвещение, 1976. С.135-142].

Авторам неизвестны варианты практического использования описанного эффекта, однако, представляется вероятным, что он может быть применён, например, для получения водородапод давлением.

Скорость диффузии водородачерез металл может быть увеличена повышением концентрации в растворе серной кислоты, использованием стали с большей массовой долей углерода (вплоть до 0,9%), при введении в травильный раствор небольших количеств тиомочевины, сульфидов, коллоидной серы, фосфора. Напротив, некоторые вещества способны почти полностью защитить металл от проникновения водорода, это, например, диэтиланилин.

Дата добавления: 2015-10-29