河北省教育宣傳中心 耿鶴崇
“什么!做飯用濕空氣?這可從來也沒聽說過?!蹦阋欢〞@樣吃驚地嚷起來。
是的,用濕空氣中的熱能來燒飯。這并不是什么異想天開的奇談怪論,而是科學(xué)家們正在極力探索的一項(xiàng)新技術(shù)。
我們知道,人們一直在尋求煤、石油等天然燃料以外的能源。現(xiàn)在原子能、太陽能、風(fēng)能等等,已經(jīng)在能源舞臺上扮演著越來越重要的角色。還有哪一種新能源是可以利用的呢?有人想到了濕空氣。
巨大的太陽每天把那么多的熱量輻射到地面,其中有35%用來蒸發(fā)水分,使大量水蒸氣彌散在空氣之中。于是就有人想到了,既然濕空氣是吸收了熱量才從液體(水)變成氣體的,能不能想個辦法讓這部分熱量釋放出來呢?人們甚至還給這種熱量起了一個名字,叫做“蒸發(fā)潛熱”。濕空氣就叫做“具有蒸發(fā)潛熱的空氣”。
濕空氣里蘊(yùn)藏著的潛在熱量可不是個小數(shù)目,也不是看不見摸不著的。據(jù)估計,熱帶風(fēng)暴中,平均每天釋放出來的潛熱竟有幾十萬億億焦耳。而臺風(fēng)和大雷雨就是這種潛熱的突然釋放。這些能量相當(dāng)于4億到8億座北京郊區(qū)的密云水庫的發(fā)電量,可供全世界用上幾年。你看,這是多么誘人的數(shù)字啊,難怪人們費(fèi)盡腦筋也要想辦法利用它了。
如何從濕空氣中取出能量呢?最簡單的是冷卻法。因?yàn)樗俏樟藷崃坎懦蔀闅怏w的,當(dāng)冷卻還原時,不就把吸收進(jìn)去的那部分熱量釋放出來了嗎?
為了達(dá)到這個目的,人們想法兒建造起很高很高的自然抽風(fēng)塔。一般情況下,夏天濕熱空氣中,1 千克的空氣約含19 克水蒸氣。在抽風(fēng)塔的進(jìn)口處裝了一套飽和設(shè)備,使空氣的相對濕度提高到100%的飽和狀態(tài)。由于塔頂空氣溫度比地面低一些,空氣比重較大,而底部的濕空氣比重較小,它就向上流動,塔身越來越小,濕空氣上升的速度越來越快,溫度和壓強(qiáng)也愈來愈低,到了一定的高度,濕空氣中的水分冷凝了,在整個過程中,熱能被釋放了出來。
用濕空氣燒飯的原理并不復(fù)雜,但實(shí)行起來卻很不簡單。首先,建造一座幾百米的高塔就是一個難題。其次,使空氣濕度提高到100%的飽和裝置又是一個難題。再次,如何才能高效率地利用這份熱量,也得想一些辦法。但不管困難多大,經(jīng)過科學(xué)家們孜孜不倦地努力,總有一天,幻想會成為現(xiàn)實(shí)的。