АРГЕНТУМ 107
Лабораторное оборудование

(495) 232-18-32, +7 965-449-02-50
Поиск:

Заказ OnLine : Ваша корзина

Эйнштейн и двигатель Вашей машины

Принцип относительности Эйнштейна лежит в основе процессов, протекающих при включении зажигания автомобиля. Лабораторное оборудование и химреактивы

Такой необычный вывод сделали исследователи из группы Раджива Ахуджи из Университета Упсалы на основании результатов своих расчетов. Целью расчетов было изучение влияния релятивистских эффектов энергии электронов в атомах свинца на напряжение свинцово-кислотного аккумулятора – стандартного источника электрической энергии в автомобилях. В результате расчетов было обнаружено, что релятивистские эффекты вносят до 80-85% создаваемое такими аккумуляторами, составляющее обычно около 2,1 Вольт.

Свинцово-кислотные аккумуляторы разработаны еще в середине 19 века, они отличаются большой массой и не всегда удобный в использовании, однако их низкая стоимость и относительно высокая мощность обуславливает то, что они до сих пор используются в современных автомобилях. При разрядке таких аккумуляторов катод, состоящий из свинца, и анод, состоящий из оксида свинца (PbO2), будучи погруженными в серную кислоту, превращаются в сульфат свинца.

В тяжелых атомах большой положительный заряд массивного ядра может придать электронам такое количество энергии, что их скорость значительно приблизится к значению скорости света. Как, вытекает из специальной теории относительности, в этом случае должна увеличиваться масса электронов, в результате чего изменится характер экранирования внутренними электронами заряда ядра от электронов внешних. Такое экранирование, в свою очередь, должно изменять картину распределения энергетических уровней электронов, соответственно, влияя на химические и физические свойства атома. Известно, что желтый цвет золота и жидкое агрегатное состояние ртути обусловлено релятивистскими эффектами, также уже долгое время известно, что релятивистские эффекты влияют и на свойства свинца.

Ахуджа с коллегами провели квантово-химические расчеты, чтобы определить, как могут релятивистские эффекты могут повлиять на положение уровней электронов в оксиде и сульфате свинца. Было обнаружено, что s- и p-электроны свинца (в особенности – 6s) стабилизируются за счет релятивистских эффектов; более всего эта стабилизация характерна для оксида свинца. Исследователи рассчитали значение электродвижущей силы свинцово-кислотного аккумулятора, которое составило 2.13 Вольт, что хорошо согласуется с экспериментальными данными, в то время как этот же параметр, вычисленный без учета релятивистских эффектов, оказывался ниже на 1.7-1.8 Вольт.

Один из соавторов Ахуджи, Пекко Пиико из Университета Хельсинки отмечает, что ожидал доказательства влияния эффекта относительности на свойства свинца в течение двух десятилетий, однако у него не было прямых доказательств влияния этого эффекта. Он добавляет, сама величина релятивистского эффекта не удивила его, поскольку ранее проделанные оценки для олова, которое в рамках квантовой механики можно рассматривать как «нерелятивистский свинец», позволяли ожидать значительной коррекции величины потенциала за в случае включения в расчетную модель преобразований СТО.

Рассел Эжделл, специалист по неорганической химии из Оксфорда, заявляет, что хотя существенная стабилизация 6s-электронов в свинце и ртути, обусловленная релятивистскими эффектами, известна сравнительно давно, результаты работы Ахуджи являются первым примером демонстрации влияния эффектов специальной теории относительности на ЭДС свинцово-кислотного аккумулятора, подчеркивая, что необходимо использовать релятивистские модели при расчетах электрических свойств других аккумуляторных систем на основе тяжелых металлов с целью поиска более эффективного источника энергии, чем старые свинцово-кислотные аккумуляторы.

Яндекс цитирования Рейтинг@Mail.ru
adultfriendfinder.com gratis counter счетчик посещений