Mengapa kewujudan bola lampu abadi tidak mungkin

Di bandar Livermore (California, Amerika Syarikat) terdapat bola lampu unik, yang telah diserang pada tahun 1901 dan sejak itu telah tanpa gangguan. Ini adalah rekod mutlak bahawa memasuki Guinness Book of Records. Webcam dipasang di hadapan mentol lampu unik di Fire Station No. 6, jadi bola lampu boleh dilihat di Internet. Bagaimana mungkin ini?

Adalah diketahui bahawa wajah utama pembakaran mentol lampu adalah memakai bertenaga filamen tungsten. Filamen ini dipanaskan hampir ke titik lebur tungsten (3300 ° C), jika tidak, anda tidak akan mendapat fluks cahaya yang sengit. Pada suhu ini, atom tungsten dalam kisi kristal bergetar secara intensif dan beberapa daripadanya keluar dan pergi ke ruang angkasa, menetap di dinding kelalang. Secara beransur-ansur, benang menjadi lebih nipis, dan di tempat yang nipis suhu melampaui titik lebur, benang terbakar.

Jelas, untuk meningkatkan kehidupan mentol, perlu memasang benang tebal. Tetapi pada masa yang sama, untuk mengekalkan ketahanan benang, perlu meningkatkan panjangnya. Peningkatan dua kali ganda dalam diameter filamen membawa kepada peningkatan dalam jisim tungsten sebanyak 8 kali. Dan tungsten adalah logam yang mahal, jadi pengeluar lampu mentol semasa cuba menyelamatkannya.

Tetapi ada sebab lain untuk memakai lampu, yang hampir tidak ada yang tahu. Hakikatnya ialah kaca nipis dalam sebotol dalam keadaan dipanaskan oleh gas. Terdapat meja untuk kacamata yang berbeza dan gas yang berbeza pada suhu yang berbeza. Sebagai contoh, 1 cm2 permukaan kaca 1 mm tebal dalam 1 s dan dengan perbezaan tekanan 1 mm Hg. lulus 6.5 * 10 dalam (-12) ijazah cm3 nitrogen pada suhu 600 ° C (bahagian utama udara).

Marilah kita mengira suhu mentol bola mentol 40 watt dengan luas permukaan bohlam 200 cm2 dan kawasan permukaan filamen tungsten (kira-kira) 0.3 cm2, iaitu. perbezaannya ialah 660 kali.

Menggunakan kaedah pengiraan mengikut undang-undang Stfan-Boltzmann dan mengambil kira bahawa semua radiasi inframerah benang memanaskan kelalang (cahaya kelihatan tidak lebih daripada 3%), kita memperoleh suhu kelalang kira-kira 400 ° C (setiap orang boleh memastikan bahawa ini dilakukan dengan menyentuh kelalang mentol lampu yang bersinar). Selanjutnya, ambil ketebalan kaca flask 0.5 mm, perbezaan tekanan 760 mm RT.article. dan masa adalah 1 tahun, kita mendapat penembusan gas ke dalam lampu kira-kira 4-5 cm.

Selama beberapa tahun, jika filamen tidak terbakar, lampu akan mengisi dengan gas, pelepasan gas akan berlaku, dan dengannya pengeboman ion filamen. Kemudian benang ini akan nipis lebih cepat. Oleh itu, untuk menghasilkan lampu pijar dengan hayat perkhidmatan yang panjang, adalah perlu: memasang filamen tungsten tebal, meningkatkan kawasan permukaan mentol lampu (dalam kes ini, suhu mentol akan menjadi lebih rendah dan kebocoran gas akan berkurang), meningkatkan ketebalan kaca lampu mentol.

Jelas sekali, syarat-syarat ini telah dipenuhi dengan lampu lama. Tetapi pengeluar semasa tidak mahu memenuhi syarat ini, pertama, atas alasan ekonomi (tungsten dan kaca), dan kedua, pengeluar tidak berminat untuk mengeluarkan mentol "abadi" (jika tidak, mereka akan "terbakar").

Comments

[#1 Sergey]

Seperti yang dinyatakan, kehidupan lampu pijar ditentukan oleh penyejatan bahan filamen yang dipanaskan. Lampu yang berterusan membakar (contohnya, semasa mendarat di bangunan bertingkat tinggi) akan terbakar sebelum ini. Oleh itu, cara paling mudah untuk meningkatkan hayat perkhidmatannya adalah untuk mengurangkan masa pembakaran, i.e.hidupkan apabila perlu, iaitu apabila seseorang berada di dalam bilik. Ini boleh dilakukan dengan menggunakan pemutus litar dengan sensor gerakan (tetapi hanya jika suis menyediakan bekalan semasa yang tidak bersolat ke litar lampu, yang tidak biasa bagi semua model). Gizmos ini murah, mereka bekerja untuk masa yang lama, dan memandangkan bukan sahaja lampu itu bertahan lebih lama, tetapi tenaga juga disimpan (terutamanya pada tangga yang sama), nampaknya saya harus mempertimbangkan dengan serius menggunakannya (atau di kawasan ini kita berada di belakang seluruh planet).

[#2 anda]

Bullshit anti-saintifik. Penulis melangkaui kursus fizik sekolah.

[#3 andy78]

anda Tetapi bolehkah anda memberi saya lebih terperinci tentang mengapa anda mendapat ini? Lebih disukai dengan hujah anda. Dan kemudian semua orang di sekolah pernah mengajar fizik dan hanya merujuk kepada fakta bahawa seseorang di sana tidak belajar sesuatu tanpa menyatukan fakta itu tidak begitu cantik. Secara umum, kami sedang menunggu komen biasa.

[#4]

Sekiranya lampu dibekalkan dengan voltan rendah, hayat perkhidmatannya boleh meningkat beratus-ratus kali.

[#5]

Saya jawab soalan itu. Artikel ini tidak mempunyai sambungan:

1) Artikel mengatakan bahawa ... Sudah tentu, untuk meningkatkan kehidupan mentol itu perlu memasang benang tebal. Tetapi pada masa yang sama, untuk mengekalkan ketahanan benang, perlu meningkatkan panjangnya.

Walau bagaimanapun, dalam hal ini, kawasan lingkaran akan meningkat, dan menurut undang-undang Stefan-Boltzmann yang disebutkan dalam artikel ini, suhu, dan karenanya kecekapan, akan berkurang.

2) Saya tidak mengukur suhu lampu, tetapi pada pendapat saya ia tidak diambil kira bahawa tidak semua cahaya inframerah memanaskan mentol (ada yang akan lulus).

[#6 MIKADO]

Terdapat filem yang baik tentang mentol lampu, dan mengenai kapron, dan tentang bioteknologi ... ia menceritakan tentang Teori OUTDOOR yang dibangunkan khas. Mentol, TV, telefon, ketuhar gelombang mikro bekerja tepat pada masa tempoh jaminan.

[#7]

Sebagai seorang elektrofizik dan pengumpul lampu vintaj, saya perhatikan.
SEBELUM SEMUA - dalam lampu Shelby Mazda ini benang itu bukan tungsten, tetapi juga karbon dan cukup lemak. Lampu-lampu ini biasanya bersifat tenacious.

1. Mentol lampu lama hampir tiga kali lebih tebal dari yang moden; ketebalan sesetengah pelanggan mencapai 1.2 mm. Khususnya, ini (Shelby Mazda-Edison) mempunyai 0.8 - 0.86 mm.
2. Diameter mentol dalam lampu lama, sama ada Mazda-Edison atau Westinghouse, jauh lebih besar.
3. Spiral dipanaskan jauh lebih rendah secara visual oleh suhu warna daripada lampu moden dan memanaskan mentol sangat, sangat lemah. Anda secara peribadi boleh mengesahkannya dengan pergi ke Muzium Lampu Moscow dan menyentuh lampu dengan tangan anda. Suhu bahkan lampu 60-watt pada permukaan mentol adalah 70-80 darjah pada beban penuh, tidak kira 400.
4. FIRST Sekretariat kecil - voltan sehingga 1956 di Amerika Syarikat tidak begitu normal dan diuji dan, sebagai peraturan, ia adalah di bawah 125 volt, yang mana lampu ini direka.
5. SECARA SECARA SECARA SECARA SECARA SECARA SECARA SECARA SECARA SECARA SECARA SECARA SECARA SECARA SECARA SECARA SECARA SECARA SECARA SECARA - lampu mentol lampu terbakar dan disimpan dalam suatu penyelesaian untuk beberapa waktu, setelah itu permukaan lampu mendapat naungan logam - mungkin ini juga terpengaruh.

Dan ... rahsia terakhir yang terakhir - saya yakin bahawa lampu telah berubah, tetapi tidak biasa untuk membicarakannya. Untuk mendapatkan lampu baru yang sama (tidak digunakan) di Amerika Syarikat tidak menjadi masalah, tetapi juga sebuah muzium miskin mampu membelinya. Walau apa pun, muzium ini bersaing dengan saya di lelongan dengan tepat untuk lampu ini ... oh, saya rasa tidak sia-sia, mereka mempunyai simpanan dan bukannya satu.
Siapa yang ingin tahu tentang lampu lama - tulis :)

[#8]

Mustahil ditulis bersama-sama. Pengarang, kempen, bukan sahaja melangkau fizik.

[#9 andy78]

Alexey, anda juga menulis kata yang salah, betul untuk menulis "dieja". Adakah anda pergi dengan penulis?

[#10 Maxim]

Saya tidak faham bagaimana penulis dikira ...

"...Penambahan dua kali ganda dalam diameter filamen membawa kepada peningkatan 8 kali ganda dalam jisim tungsten ... "

benang itu pada dasarnya adalah silinder, jumlah yang akan menjadi V = PiD ^ 2 * L / 4 (D ialah diameter, L ialah panjang, Pi ialah 3.14159 ...). Jisim benang adalah m = V * p (V ialah isipadu, p ialah ketumpatan). Jadi jika anda menggandakan garis pusat, maka jisimnya akan meningkat hanya 4 kali. Penulis melangkau bukan sahaja fizik, tetapi juga matematik.

[#11]

Selepas meningkatkan diameter, rintangan benang menurun, perlu mengembalikan rintangan terdahulu, mereka mencapai ini dengan meningkatkan panjang dengan separuh. 4 * 2 = 8

[#12]

Sejak November 2013, mentol yang sama (dari kumpulan yang sama) telah dipamerkan dalam pameran "mentol Sejarah dan luar biasa" muzium "Lampu Moscow" ini ialah dewan ke-4, pameran No 2. Anda boleh meminta panduan untuk menghidupkan lampu.

[#13]

Saya membaca dengan teliti artikel itu, saya memutuskan untuk menulis komen anda di sini. Tiada apa-apa yang kekal! Malah Matahari kita akan keluar esok, selepas pembakaran semua bahan api H2 (hidrogen). Segala-galanya berubah dan mati dalam Cosmos dan alam semula jadi. Kesimpulan: tidak mungkin untuk mencipta mesin gerakan kekal, berdasarkan undang-undang fizik "pada pemuliharaan tenaga", tidak mungkin untuk menghasilkan mentol cahaya abadi. Saya bersetuju dengan satu yang anda boleh melanjutkan hidup mentol sehingga 5000 jam, tetapi harga mentol itu meningkat dengan pesat. Oleh itu, lampu ini tidak memberi manfaat kepada pengeluar, dan lampu mahal untuk pengguna. Dengan cara ini: semalam saya melihat Video YouTube dipanggil "Kesan Mentol Cahaya" dan ia menyebutkan cahaya kekal ini, yang telah disalakan sejak 1901 di Balai Bomba. Terdapat kamera video yang bertujuan untuk mentol ini. PS: Terima kasih kepada pengarang artikel ini untuk tips tentang memilih mentol lampu pijar yang berkualiti apabila membeli di kedai hari ini. Saya suka.

[#14 Vladimir Kornienko]

Pada abad yang lalu sebelum (seperti Lodygin) dia menunjukkan lampu dengan benang arang batu, yang bekerja selama 15 tahun secara berterusan. Tetapi dalam lampu moden tidak ada vakum untuk waktu yang lama, bukannya - xenon, krypton, kadang kala helium atau hidrogen.