Hvorfor eksistensen af ​​en evig pære ikke er mulig

I byen Livermore (Californien, USA) er der en unik lyspære, der blev skruet fast i 1901 og siden har været på uden afbrydelse. Dette er en absolut rekord gik ind i Guinness Book of Records. Et webcam er installeret foran en unik lyspære på Fire Station nr. 6, så pæren kan ses på Internettet. Hvordan var dette muligt?

Det er kendt, at hovedfladen for lyspæreudbrænding er den gradvise slid af en wolframtråd. Denne glødetråd opvarmes næsten til smeltepunktet for wolfram (3300 ° C), ellers får du ikke intens lysflux. Ved denne temperatur vibrerer wolframatomerne i krystalgitteret intenst, og nogle af dem går af og går ud i rummet og sætter sig på kolbenes vægge. Gradvis bliver tråden tyndere, og på det tyndeste sted går temperaturen ud over smeltepunktet, brænder tråden ud.

For at øge levetiden på pæren er det naturligvis nødvendigt at installere en tykkere tråd. Men på samme tid er det nødvendigt at øge dens længde for at bevare trådens modstand. En dobbelt stigning i trådens diameter fører til en 8-fold stigning i volframmassen. Og wolfram er et dyrt metal, så nuværende lyspæreproducenter prøver at redde det.

Men der er en anden grund til lampeslitage, som næsten ingen ved om. Faktum er, at tyndt glas af en kolbe i opvarmet tilstand passerer gas. Der er borde til forskellige briller og forskellige gasser ved forskellige temperaturer. F.eks. 1 cm2 af en glasoverflade med en tykkelse på 1 mm i 1 sekund og med en trykforskel på 1 mm Hg. passerer 6,5 * 10 i (-12) grad cm3 nitrogen ved en temperatur på 600 ° С (hoveddelen af ​​luft).

Lad os beregne pæretemperaturen for en standard 40-watts pære med et pæreoverfladeareal på 200 cm2 og et wolframfilamentoverfladeareal på (ca.) 0,3 cm2, dvs. forskellen er 660 gange.

Ved hjælp af beregningsmetoden i henhold til Stfan-Boltzmann-loven og under hensyntagen til, at al trådens infrarøde stråling opvarmer kolben (synligt lys er ikke mere end 3%), opnår vi temperaturen i kolben på ca. 400 ° C (alle kan sørge for, at dette gøres ved at røre ved kolben lysende pære). Tag endvidere glasstykkelsen af ​​kolben kolbe 0,5 mm, trykforskellen 760 mm RT.artikel. og tiden er 1 år, får vi gennemtrængning af gas ind i lampen ca. 4-5 cm.

Hvis glødetråden ikke brænder ud i flere år, vil lampen fyldes med gas, der sker en gasudladning, og med den ionbombardement af filamentet. Derefter tyndes denne tråd hurtigere ud. For at skabe en glødelampe med lang levetid er det således nødvendigt: at installere et tykt wolframfilament, øg pæreoverfladearealet (i dette tilfælde vil pæretemperaturen blive lavere og gaslækage falde), øge glødetykkelsen på pærelampen.

Naturligvis var disse betingelser opfyldt i en lampe med lang levetid. Men nuværende producenter ønsker ikke at opfylde disse betingelser for det første af økonomiske grunde (wolfram og glas), og for det andet er producenterne simpelthen ikke interesseret i at frigive "evige" pærer (ellers vil de "brænde ud").

Comments

[#1 Sergei]

Som bemærket bestemmes levetiden for en glødelampe ved fordampning af det opvarmede glødemateriale. En kontinuerlig brændende lampe (for eksempel på en landing i en højhus) vil brænde ud tidligere. Derfor er den nemmeste måde at øge dens levetid på at reducere brændtiden, dvs.tænd kun for det, når det er nødvendigt, nemlig når nogen er i rummet. Dette kan gøres ved hjælp af afbrydere med bevægelsessensorer (men kun hvis kontakten giver stødfri strømforsyning til lampekredsløbet, hvilket ikke er typisk for alle modeller). Disse gizmos er billige, de fungerer i lang tid, og i betragtning af at ikke kun lampen holder længere, men også energi spares (primært på de samme trapper), ser det ud til, at du bør overveje at bruge dem (eller endda i dette område vi er bag hele planeten).

[#2 du]

Anti-videnskabelig bullshit. Forfatteren sprang over et fysisk kursus i skolen.

[#3 andy78]

dig, Men kan du give mig flere detaljer om, hvorfor du fik dette? Helst med dine argumenter. Og så underviste alle på skolen engang fysik og henviste blot til, at nogen der ikke lærte noget uden at konkretisere fakta, på en eller anden måde ikke er meget smuk. Generelt venter vi på en normal kommentar.

[#4]

Hvis lampen leveres med lav spænding, kan dens levetid øges hundredvis af gange.

[#5]

Jeg besvarer spørgsmålet. Denne artikel har ingen forbindelser:

1) Artiklen siger, at ... Naturligvis er det nødvendigt at installere en tykkere tråd for at øge pærens levetid. Men på samme tid er det nødvendigt at øge dens længde for at bevare trådens modstand.

I dette tilfælde vil spiralområdet imidlertid øges, og i henhold til Stefan-Boltzmann-loven, der er nævnt i denne artikel, vil temperaturen og derfor effektiviteten falde.

2) Jeg målte ikke lampens temperatur, men efter min mening blev det ikke taget højde for, at ikke alt infrarødt lys varmer pæren (nogle vil passere).

[#6 MIKADO]

Der er en god film om pærer og om kapron og om bioteknologi ... den fortæller om en specielt udviklet UDENDORS TEORI. Pæren, tv, telefon, mikrobølgeovn fungerer nøjagtigt i garantiperioden.

[#7]

Som elektrofysiker og samler af vintage lamper bemærker jeg.
FØR ALT - i denne Shelby Mazda lampe tråden er ikke wolfram, men endda kulstof og ganske fedt. Disse lamper er generelt ihærdige.

1. Pærer af gamle lamper er næsten tre gange tykkere end moderne, og nogle kunders tykkelse når 1,2 mm. Specifikt har denne (Shelby Mazda-Edison) 0,8 - 0,86 mm.
2. Diameteren på pæren i gamle lamper, hvad enten Mazda-Edison eller Westinghouse er, er meget større.
3. Spiralen opvarmes meget mindre visuelt ved farvetemperatur end moderne lamper og opvarmer pæren meget, meget svagt.Du kan personligt bekræfte dette ved at gå til Moskva-lysmuseet og røre lampen med dine hænder. Temperaturen på endda en 60-watts lampe på pæreoverfladen er 70-80 grader ved fuld belastning, på ingen måde 400.
4. FØRSTE Lille hemmelighed - spænding indtil 1956 i USA var ikke særlig godt normaliseret og testet, og som regel var den under 125 volt, som denne lampe var designet til.
5. ANDEN lille hemmelighed - lampens pære blev hærdet og opbevaret i en opløsning i nogen tid, hvorefter lampens overflade fik en metallisk skygge - måske påvirkede dette også.

Og ... den sidste lille hemmelighed - jeg er sikker på, at lampen allerede er skiftet, men det er ikke sædvanligt at tale om det. At få en identisk NY (ikke brugt) lampe i USA er ikke et problem, men selv et dårligt museum har råd til det. I hvert fald konkurrerer dette museum med mig på auktioner netop for disse lamper ... åh, jeg tror ikke forgæves, de har en reserve og ikke en.
Hvem er nysgerrig efter den længe levede lampe - skriv :)

[#8]

Umuligt er skrevet sammen. Forfatteren, kampagnen, sprang ikke kun fysik over.

[#9 andy78]

Alexey, du skrev også et forkert stavet ord, det er korrekt at skrive "stavet". Gik du ud med forfatteren?

[#10 Maxim]

Jeg forstår ikke, hvordan forfatteren beregnet ...

"...En dobbelt stigning i glødetrådens diameter fører til en 8-fold stigning i volframmassen ... "

gevindet er i det væsentlige en cylinder, hvis volumen er V = PiD ^ 2 * L / 4 (D er diameteren, L er længden, Pi er 3.14159 ...). Trådens masse er m = V * p (V er lydstyrken, p er densiteten). Så hvis du fordobler diameteren, øges massen kun 4 gange. Forfatteren sprang over ikke kun fysik, men også matematik.

[#11]

Efter at have øget diameteren faldt trådens modstand, det var nødvendigt at returnere den tidligere modstand, de opnåede dette ved at øge længden med halvdelen. 4 * 2 = 8

[#12]

Siden november 2013 blev den nøjagtige samme pære (fra den samme batch) udstillet i udstillingen "Historiske og usædvanlige pærer" på museet "Moskva Lights", dette er 4. sal, udstillingsvindue nr. 2. Du kan bede guiden om at tænde lysene.

[#13]

Jeg læste artiklen omhyggeligt, besluttede jeg at skrive dine kommentarer her. Der er intet evigt! Selv vores sol går ud i morgen efter forbrænding af alt H2-brændstof (brint). Alt ændrer sig og dør i kosmos og naturen. Konklusion: det er ikke muligt at skabe en evig bevægelsesmaskine, der er baseret på fysikloven "om energibesparelse", det er ikke muligt at skabe en evig pære. Jeg er enig med en i, at du kan forlænge pærens levetid op til 5000 timer, men prisen på en sådan pære stiger eksponentielt. Derfor er denne lampe ikke gavnlig for producenten og en dyr lampe for forbrugeren. Forresten: I går kiggede jeg på YouTube-video kaldet "Effekten af ​​en lyspære", og den nævnte dette evige lys, der er tændt siden 1901 på brandstationen. Der er et videokamera, der er rettet mod denne pære. PS: Tak til forfatteren af ​​denne artikel for tip til valg af en glødepære af kvalitet, når de køber i en butik i dag. Jeg kunne godt lide det.

[#14 Vladimir Kornienko]

I århundrede før sidst (som Lodygin) viste han en lampe med kultråd, der arbejdede i 15 år kontinuerligt. Men i moderne lamper er der intet vakuum i lang tid i stedet for det - xenon, krypton, undertiden helium eller brint.