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用湿空气做饭

2019-03-28河北省教育宣传中心耿鹤崇

农村青少年科学探究 2019年11期
关键词:潜热热能水蒸气

河北省教育宣传中心 耿鹤崇

“什么!做饭用湿空气?这可从来也没听说过。”你一定会这样吃惊地嚷起来。

是的,用湿空气中的热能来烧饭。这并不是什么异想天开的奇谈怪论,而是科学家们正在极力探索的一项新技术。

我们知道,人们一直在寻求煤、石油等天然燃料以外的能源。现在原子能、太阳能、风能等等,已经在能源舞台上扮演着越来越重要的角色。还有哪一种新能源是可以利用的呢?有人想到了湿空气。

巨大的太阳每天把那么多的热量辐射到地面,其中有35%用来蒸发水分,使大量水蒸气弥散在空气之中。于是就有人想到了,既然湿空气是吸收了热量才从液体(水)变成气体的,能不能想个办法让这部分热量释放出来呢?人们甚至还给这种热量起了一个名字,叫做“蒸发潜热”。湿空气就叫做“具有蒸发潜热的空气”。

湿空气里蕴藏着的潜在热量可不是个小数目,也不是看不见摸不着的。据估计,热带风暴中,平均每天释放出来的潜热竟有几十万亿亿焦耳。而台风和大雷雨就是这种潜热的突然释放。这些能量相当于4亿到8亿座北京郊区的密云水库的发电量,可供全世界用上几年。你看,这是多么诱人的数字啊,难怪人们费尽脑筋也要想办法利用它了。

如何从湿空气中取出能量呢?最简单的是冷却法。因为水是吸收了热量才成为气体的,当冷却还原时,不就把吸收进去的那部分热量释放出来了吗?

为了达到这个目的,人们想法儿建造起很高很高的自然抽风塔。一般情况下,夏天湿热空气中,1 千克的空气约含19 克水蒸气。在抽风塔的进口处装了一套饱和设备,使空气的相对湿度提高到100%的饱和状态。由于塔顶空气温度比地面低一些,空气比重较大,而底部的湿空气比重较小,它就向上流动,塔身越来越小,湿空气上升的速度越来越快,温度和压强也愈来愈低,到了一定的高度,湿空气中的水分冷凝了,在整个过程中,热能被释放了出来。

用湿空气烧饭的原理并不复杂,但实行起来却很不简单。首先,建造一座几百米的高塔就是一个难题。其次,使空气湿度提高到100%的饱和装置又是一个难题。再次,如何才能高效率地利用这份热量,也得想一些办法。但不管困难多大,经过科学家们孜孜不倦地努力,总有一天,幻想会成为现实的。

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