TechnologySide

Энергетический баланс процессов синтеза молекул кислорода, водорода и воды

Существует немало экспериментальных данных показывающих, что в вентиляционных системах тепловая энергия циркулирующего воздуха превосходит электрическую энергию, затраченную на привод вентиляторов. Теперь мы знаем, что эта энергия генерируется при механическом разрушении ковалентных связей в молекулах газов, из которых состоит воздух.

Используя изложенную методику, проанализируем энергетику молекулы воды, которая также в ряде случаев генерирует дополнительную энергию. Молекула воды состоит из одного атома кислорода и двух атомов водорода. Энергии связи Eb атомов водорода с его ядром представлены в табл.2.

Таблица 2

Спектр атома водорода, эВ

Известно, что соединение водорода с кислородом происходит в большинстве случаев с взрывом, но причина этого до сих пор не известна. Попытаемся найти её.

Энергия синтеза молекулы водорода равна 436кДж/моль или 4,53эВ на одну молекулу. Поскольку молекула состоит из двух атомов, то указанная энергия распределяется между ними. Таким образом, энергия одной связи между атомами водорода оказывается равной 2,26эВ (рис.4). При механическом разрыве этой достаточно затратить 2,26эВ. При термическом разрушении этой связи энергии потребуется в два раза больше (2,26×2=4,53эВ).

Рис. 4. Молекула водорода

Для образования двух молекул воды необходимо разрушить на атомы две молекулы водорода и одну молекулу кислорода. При механическом разрушении ковалентных связей на разрушение двух молекул водорода затрачивается 2,26×2=4,53эВ, а молекулы кислорода – 2,56эВ. Сумма этих энергий равна 7,13эВ. Если процессы разрушения указанных молекул проводить термическим путем, то на разрушение двух молекул водорода потребуется 4,53+4,53=9,06эВ, а на разрушение одной молекулы кислорода – 5,13эВ. В сумме это составит 14,19эВ. Разница почти двукратная.

Известно, что при синтезе одного моля воды выделяется 285,8кДж или 285,8·1000/6,02·1023·1,6·10–19=2,9эВ на одну молекулу. Так как молекула воды состоит из одного атома кислорода и двух атомов водорода, то на одну связь приходится 2,96/2=1,48эВ (рис.5). Из этого следует, что электроны атомов водорода и кислорода в молекуле воды находятся при обычной температуре (1,48/2=0,74эВ) между четвертыми и пятыми энергетическими уровнями (табл.1,2).

Рис. 5. Схема молекулы воды: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 – номера электронов атома кислорода; P1, P2 – ядра атомов водорода (протоны); e1 и e2 –электроны атомов водорода

Немного больше о технологиях >>>

Усилители конструкция и эксплуатация
В настоящее время усилители получили очень широкое распространение практически во всех сферах человеческой деятельности: в промышленности, в технике, в медицине, в музыке, на транспорте и во многих других. Усилители являются необходимым элементом любых систем связи, радиовещани ...

О возможном способе возникновения сил природы и их связи между собой
В 1687г. Исаак Ньютон объяснил движение небесных тел и многих земных явлений наличием притяжения всех тел друг к другу. С тех пор многие пытаются объяснить, каким образом два тела могут на расстоянии взаимодействовать друг с другом [1]. Примерно через 100лет эксперименты с эле ...