Bakit hindi posible ang pagkakaroon ng isang walang hanggang ilaw na bombilya

Sa lungsod ng Livermore (California, USA) mayroong isang natatanging ilaw na bombilya, na na-screwed noong 1901 at mula nang walang pagkagambala. Ito ay isang ganap na tala na ipinasok sa Guinness Book of Records. Ang isang webcam ay naka-install sa harap ng isang natatanging light bombilya sa Fire Station No. 6, kaya ang ilaw na bombilya ay makikita sa Internet. Paano ito posible?

Ito ay kilala na ang pangunahing mukha ng light bombilya burnout ay ang unti-unting pagsusuot ng isang tungsten filament. Ang filament na ito ay pinainit halos sa natutunaw na punto ng tungsten (3300 ° C), kung hindi, hindi ka makakatanggap ng matinding pagkilos ng ilaw. Sa temperatura na ito, ang mga atleta ng tungsten sa lattice ng kristal ay nag-vibrate nang masigla at ang ilan sa kanila ay bumaba at pumapasok sa kalawakan, na nag-aayos sa mga dingding ng flask. Unti-unting, ang thread ay nagiging mas payat, at sa manipis na lugar ang temperatura ay lalampas sa natutunaw na punto, ang thread ay sumunog.

Malinaw, upang madagdagan ang buhay ng bombilya, kinakailangan upang mag-install ng isang mas makapal na thread. Ngunit sa parehong oras, upang mapanatili ang paglaban ng thread, kinakailangan upang madagdagan ang haba nito. Ang isang dalawang beses na pagtaas sa diameter ng filament ay humahantong sa isang pagtaas sa masa ng tungsten nang 8 beses. At ang tungsten ay isang mamahaling metal, kaya ang mga kasalukuyang tagagawa ng bombilya ng ilaw ay sinusubukan na i-save ito.

Ngunit may isa pang dahilan para sa suot ng lampara, na halos walang nakakaalam. Ang katotohanan ay ang manipis na baso ng isang baso sa isang pinainit na estado ay pumasa sa gas. Mayroong mga talahanayan para sa iba't ibang mga baso at iba't ibang mga gas sa iba't ibang mga temperatura. Halimbawa, 1 cm2 ng isang baso na ibabaw na may kapal ng 1 mm para sa 1 s at may pagkakaiba sa presyon ng 1 mm Hg. pumasa sa 6.5 * 10 sa (-12) degree cm3 ng nitrogen sa temperatura na 600 ° С (ang pangunahing bahagi ng hangin).

Kinakalkula natin ang temperatura ng bombilya ng isang karaniwang 40-watt na bombilya na may isang lugar ng ibabaw ng bombilya na 200 cm2 at isang lugar na pang-ibabaw ng filament ng tungsten (tinatayang) 0.3 cm2, i.e. ang pagkakaiba ay 660 beses.

Gamit ang pamamaraan ng pagkalkula ayon sa batas ng Stfan-Boltzmann at isinasaalang-alang na ang lahat ng infrared radiation ng filament ay nagpapainit ng flask (nakikitang ilaw ay hindi hihigit sa 3%), nakuha namin ang temperatura ng flask na humigit-kumulang 400 ° C (maaaring masiguro ng lahat na totoo ito sa pamamagitan ng pagpindot sa flask kumikinang na bombilya ng ilaw). Dagdag pa, ang pagkuha ng salamin na kapal ng flask flask 0.5 mm, ang pagkakaiba sa presyon 760 mm RT.article at ang oras ay 1 taon, nakukuha namin ang pagtagos ng gas sa lampara mga 4-5 cm.

Sa loob ng maraming taon, kung ang filament ay hindi sumunog, ang lampara ay punan ng gas, isang gas discharge ay magaganap, at kasama nito ang pagbomba ng ion ng filament. Pagkatapos ang thread na ito ay magiging manipis nang mas mabilis. Kaya, upang lumikha ng isang maliwanag na maliwanag na lampara na may mahabang buhay ng serbisyo, kinakailangan: mag-install ng isang makapal na filament ng tungsten, dagdagan ang lugar ng ibabaw ng bombilya ng lampara (sa kasong ito, ang temperatura ng bombilya ay magiging mas mababa at ang pagtagas ng gas ay bababa), dagdagan ang kapal ng salamin ng lampara ng bombilya.

Malinaw, ang mga kundisyong ito ay natutupad sa isang matagal na lampara. Ngunit ang mga tagagawa ay hindi nais na matupad ang mga kondisyong ito, una, sa mga kadahilanang pang-ekonomiya (tungsten at baso), at pangalawa, ang mga tagagawa ay hindi interesado sa pagpapalabas ng "walang hanggan" na mga bombilya (kung hindi man ay "susunugin").

Comments

[#1 Sergey]

Tulad ng nabanggit, ang buhay ng isang maliwanag na maliwanag na lampara ay natutukoy ng pagsingaw ng materyal ng pinainitang filament. Ang isang patuloy na nasusunog na lampara (halimbawa, sa isang landing sa isang mataas na gusali) ay masunog nang mas maaga. Samakatuwid, ang pinakamadaling paraan upang madagdagan ang buhay ng serbisyo nito ay upang mabawasan ang nasusunog na oras, i.e.i-on lamang ito kapag kinakailangan, lalo na kapag ang isang tao ay nasa silid. Magagawa ito gamit ang mga circuit breaker na may mga sensor ng paggalaw (ngunit kung ang switch ay nagbibigay ng free-shock na kasalukuyang supply sa lampara ng lampara, na hindi pangkaraniwan para sa lahat ng mga modelo). Ang mga gizmos na ito ay mura, gumagana sila nang mahabang panahon, at ibinigay na hindi lamang ang lampara ang tumatagal, ngunit ang enerhiya ay nai-save din (lalo na sa parehong hagdan), tila sa akin dapat mong seryosong isaalang-alang ang paggamit ng mga ito (o kung hindi sa lugar na ito nasa likod tayo ng buong planeta).

[#2 ikaw]

Anti-siyentipikong kalokohan. Sinulat ng may-akda ang isang kurso sa pisika ng paaralan.

[#3 andy78]

ikaw Ngunit maaari mo bang bigyan ako ng karagdagang mga detalye sa kung bakit mo nakuha ito? Mas mabuti sa iyong mga argumento. At pagkatapos ay nagturo ang pisika sa lahat ng paaralan at simpleng tinutukoy ang katotohanan na ang isang tao doon ay hindi natututo ng isang bagay nang hindi nakakumpleto ang mga katotohanan ay kahit papaano ay hindi masyadong maganda. Sa pangkalahatan, naghihintay kami ng isang normal na komento.

[#4]

Kung ang lampara ay ibinibigay ng mababang boltahe, ang buhay ng serbisyo nito ay maaaring dagdagan ang daan-daang beses.

[#5]

Sagot ko sa tanong. Ang artikulong ito ay walang mga koneksyon:

1) Sinasabi ng artikulo na ... Malinaw, upang madagdagan ang buhay ng bombilya kinakailangan upang mag-install ng isang mas makapal na thread. Ngunit sa parehong oras, upang mapanatili ang paglaban ng thread, kinakailangan upang madagdagan ang haba nito.

Gayunpaman, sa kasong ito, ang lugar ng spiral ay tataas, at ayon sa batas ng Stefan-Boltzmann na nabanggit sa artikulong ito, ang temperatura, at samakatuwid ang kahusayan, ay bababa.

2) Hindi ko sinukat ang temperatura ng lampara, ngunit sa aking palagay ay hindi isinasaalang-alang na hindi lahat ng infrared light ay nagpapainit ng bombilya (ang ilan ay pumasa).

[#6 MIKADO]

May isang mahusay na pelikula tungkol sa mga light bombilya, at tungkol sa kapron, at tungkol sa biotechnology ... nagsasabi ito tungkol sa isang espesyal na binuo THEDEDE THEORY. Ang ilaw na bombilya, TV, telepono, microwave oven ay gumagana nang eksakto sa tagal ng panahon ng garantiya.

[#7]

Bilang isang electrophysicist at kolektor ng mga vintage lamp, napansin ko.
BAGO BAWAT - sa lampara na ito ng Shelby Mazda ang thread ay hindi tungsten, ngunit kahit na carbon at medyo taba. Ang mga lampara na ito ay pangkalahatan.

1. Ang mga bombilya ng mga lumang lampara ay halos tatlong beses na mas makapal kaysa sa mga bago; ang kapal ng ilang mga customer ay umabot sa 1.2 mm. Partikular, ang isang ito (Shelby Mazda-Edison) ay may 0.8 - 0.86 mm.
2. Ang diameter ng bombilya sa mga lumang lampara, maging ang Mazda-Edison o Westinghouse, ay mas malaki.
3. Ang spiral ay kumakain ng mas hindi gaanong biswal sa pamamagitan ng temperatura ng kulay kaysa sa mga modernong lamp at pinapainit ang bombilya, napaka mahina.Maaari mo itong personal na mapatunayan sa pamamagitan ng pagpunta sa Moscow Lights Museum at hawakan ang lampara gamit ang iyong mga kamay. Ang temperatura ng kahit na isang 60-watt na lampara sa ibabaw ng bombilya ay 70-80 degrees nang buong pag-load, nang hindi nangangahulugang 400.
4. UNANG Little lihim - boltahe hanggang 1956 sa USA ay hindi napakahusay na na-normalize at nasubok at, bilang isang panuntunan, ito ay nasa ibaba ng 125 volts, kung saan dinisenyo ang lampara na ito.
5. IKALAWANG maliit na lihim - ang bombilya ng lampara ay naipit at pinapanatili sa isang solusyon para sa ilang oras, pagkatapos kung saan ang ibabaw ng lampara ay nakakuha ng metal na lilim - marahil ay naapektuhan din ito.

At ... ang huling maliit na lihim - Sigurado ako na ang lampara ay nabago na, ngunit hindi ito kaugalian na pag-usapan. Upang makakuha ng isang magkaparehong BAGONG (hindi ginamit) lampara sa USA ay hindi isang problema, ngunit kahit na ang isang mahinang museyo ay makakaya nito. Sa anumang kaso, ang museo na ito ay nakikipagkumpitensya sa akin sa mga auction nang tumpak para sa mga lampara na ito ... oh, sa palagay ko hindi walang kabuluhan, mayroon silang isang reserba at hindi isa.
Sino ang nakaka-usisa tungkol sa matagal na lampara - sumulat :)

[#8]

Imposible ay nakasulat nang magkasama. Ang may-akda, kampanya, hindi lamang nilaktawan ang pisika.

[#9 andy78]

Alexey, ikaw din, ay nagsulat ng isang maling salita, tama na magsulat ng "baybay". Lumabas ka ba kasama ang may-akda?

[#10 Maxim]

Hindi ko maintindihan kung paano kinakalkula ng may-akda ...

"...Ang isang dalawang beses na pagtaas sa diameter ng filament ay humahantong sa isang 8-tiklop na pagtaas sa masa ng tungsten ... "

ang thread ay mahalagang isang silindro, ang dami ng kung saan ay V = PiD ^ 2 * L / 4 (D ang diameter, L ang haba, Pi ay 3.14159 ...). Ang masa ng thread ay m = V * p (V ang dami, p ay ang density). Kaya kung doblehin mo ang diameter, kung gayon ang masa ay tataas ng 4 na beses lamang. Ang may-akda ay nilaktawan hindi lamang ng pisika, kundi pati na rin ang matematika.

[#11]

Matapos madagdagan ang diameter, nabawasan ang paglaban ng thread, kinakailangan upang maibalik ang nakaraang pagtutol, nakamit nila ito sa pamamagitan ng pagtaas ng haba sa kalahati. 4 * 2 = 8

[#12]

Mula noong Nobyembre 2013, ang eksaktong parehong bombilya (mula sa parehong batch) ay ipinakita sa paglalantad na "Makasaysayang at hindi pangkaraniwang mga bombilya" ng museo na "Moscow Lights" ito ang ika-4 na bulwagan, showcase No. 2. Maaari mong hilingin ang gabay upang i-on ang mga ilaw.

[#13]

Maingat kong binasa ang artikulo, napagpasyahan kong isulat ang iyong mga puna dito. Walang walang hanggan! Kahit na ang aming Araw ay lalabas bukas, pagkatapos ng pagkasunog ng lahat ng H2 gasolina (hydrogen). Ang lahat ay nagbabago at namatay sa Cosmos at kalikasan. Konklusyon: hindi posible na lumikha ng isang walang hanggang paggalaw machine, batay sa batas ng pisika "sa pag-iingat ng enerhiya", hindi posible na lumikha ng isang walang hanggang ilaw na bombilya. Sumasang-ayon ako sa isa na maaari mong pahabain ang buhay ng bombilya hanggang sa 5000 na oras, ngunit ang presyo ng naturang bombilya ay tumataas nang malaki. Samakatuwid, upang gawin ang lampara na ito ay hindi kumikita para sa tagagawa, at isang mamahaling lampara para sa consumer. Sa pamamagitan ng paraan: kahapon tiningnan ko ang Video ng YouTube na tinawag na "Ang Epekto ng isang Light bombilya" at binanggit nito ang walang hanggang ilaw na ito, na naiilawan mula pa noong 1901 sa Fire Station. Mayroong isang video camera na naglalayong light bombilya na ito. PS: Salamat sa may-akda ng artikulong ito para sa mga tip sa pagpili ng isang kalidad na maliwanag na maliwanag na bombilya ng ilaw kapag bumili sa isang tindahan ngayon. Nagustuhan ko.

[#14 Vladimir Kornienko]

Sa siglo bago ang huli (tulad ng Lodygin) ipinakita niya ang isang lampara na may sinulid na karbon, na nagtrabaho nang 15 taon na patuloy. Ngunit sa mga modernong lampara walang vacuum sa loob ng mahabang panahon, sa halip na ito - xenon, krypton, kung minsan helium o hydrogen.