Jord

[B Mønnike]

Så engang til for prins......Morten og John. 
Man bruger bruger brint til køling !
Hvorfor! fordi den lille masse gør at det er let at flytte den.

Det er den samme årsag at man bruger helium i stirlingmotorer. Den er let at flytte og let at køle og varme op. Elementært Watson

[John Larsson]

Så engang til for prins......Morten og John.  
Man bruger bruger brint til køling !
Hvorfor! fordi den lille masse gør at det er let at flytte den.

Det er den samme årsag at man bruger helium i stirlingmotorer. Den er let at flytte og let at køle og varme op. Elementært Watson

Tak for titlen, Bjarke, men i sag er jeg ikke sikker på at hverken du eller Harbst har forstået friktionens betydning her! Hvis vi nu talte om køling af stillestående legemer, tror jeg nok at I må indrømme, at en gas med en lav masse ikke ville køle så godt som en gas med en større masse, eller..?

Nu taler vi ikke om noget der står stille, men bevægelse af meget store masser men en spalte, som pga den ønskede magnetiske flux, SKAL være minimal. For at få en OPTIMAL køling, må man her ty til en gas med LAVERE FRIKTION! Er det ikke sådan det hænger sammen?  

Prins Morten må svare for sig selv; jeg har ikke afstemt mine tanker med ham!  ;-)

[Morten Jødal]

Så engang til for prins......Morten og John. 

I denne sag tror jeg du forveksler mig med harbst, Bjarke!
Og jeg vil helst ikke forveksles ... 

Jeg har ikke udtalt mig overhovedet om køling af stirlingmotorer, en motortype jeg kun kender fra demonstrationsmodeller.

Derimod har jeg - med udtrykkelig angivelse af, at det var en petitesse - skrevet om definitionen på et molekyle, og i den sag vil jeg som Pontius Pilatus fastholde, at: "Hvad jeg skrev, det skrev jeg!"

Men da denne tråd bliver ved med at afspore sig fra hovedemnet JORD, bør den nok snart lukkes af moderator - det er også mig 

[B Mønnike]

John skriver
Grunden til at man bruger brint i generatorer er ikke køling (så er jo fx luft eller kvælstof mere kølende!), men at brinten giver mindre friktion! Og....det med molekylestørrelser...er heliummolekylet ikke mindre end brintmolekylet?

Morten svarer
Svar 1: JO!
Svar 2: Hvis vi VIRKELIG går i petitesser, er der ikke noget, der hedder et "heliummolekyle". Det er en ædelgas, som ikke danner molekyler, men består af enkeltatomer

Jeg har disse sætninger som basis for at skrive som jeg gjorde 

[Morten Jødal]

Så må jeg beklage uklarheden i mit Svar 1, som var for kort:

Jeg svarede på: "er heliummolekylet ikke mindre end brintmolekylet?"
- og ikke andet.
Svar 2 refererede til samme sætning.

Jeg burde have præciseret, at jeg ikke forholdt mig til begyndelsen af Johns indlæg. UNDSKYLD!

[B Mønnike]

alt forladt

[harbst]

I gode gamle professor ES johansen lærebog om varmelære, kan man læse teorien om molvægtens betydning for varmeledningsevnen.
Der er også en tabel med data om forskellige molekyler og gasser.
Alle enheder er cgs og med passende tierpotenser , men da enheder og potenser ret langsommelige at skrive korrekt må I tilgive at jeg unlader enheder i det følgende. Det drejer sig jo også kun om relationerne mellem de forskellige gasser.

Gnidningskoefficient :

H2     84,0
He    187,5
luft   171

Molekyldiameter :

H2     2,74
He     2,18
luft    3,72

Varmeledningsevne:

H2     0,416
He     0,344
luft    0,0578



Som man kan se er varmeledningsevnen  af brint en tierpotens større end af luft. Gnidningen i helium er større en for luft,  men forskellen mellem de lette gasser og luft er ikke så markant at det ville være besværet værd at have brint eller helium i roteren de maskineer bare for gnidningens skyld.

Hvis det drejede sig om lav mekanisk gnidning, ville vacuum da være bedre end flere bars overtyk af brint.
Johns gnidningsteori holder ikke.


I de store roternde maskiner er det varmeudviklingen i rotoren, som sætter en grænse for hvor stor magnetiseringsstrøm man kan bruge. Dermed også grænsen for kompenseringen for reaktiv belastning af makinen.  
Man har gennem tiden prøvet forskellige opfindelser til køling af rotoren. Brint i luftgabet, har vist sig at være bedst.

[John Larsson]

Ved strømning er LEDNINGsevnen uinteressant.

Cp/Cv for He: 1,664
Cp/Cv for H2: 1,384259
Cp/Cv for luft: 1,4028

Harbst friktionstal er korrekte. Man kunne altså vinde noget ved at bruge He i stedet for H2, men da friktionen for H2 kun er ca 46 % vælger man H2. Ved sammenligning med luft, er fordelen ved at bruge H2 endnu tydligere.

Grunden til at man bruger overtryk er at man så øger varmeoverføringen, men det er også nødvendigt af sikkerhedsmæssige årsager. Der må jo endelig ikke komme luft (ilt) ind i sådanne systemer!

[Morten Jødal]

I gode gamle professor ES johansen lærebog om varmelære, kan man læse teorien om molvægtens betydning for varmeledningsevnen.

Det gik pludselig op for mig, da jeg læste dette, hvordan vi kunne gå så grueligt fejl af hinanden mht. molekylerne.
Den størrelse, harbst her refererer til, hedder mol og kan benyttes om både atomer, molekyler og ioner. 1 mol er grundlæggende et antal af 6*10²³ stk.
Dette indebærer, at når 1 brintmolekyle har massen 2,02 u, har 1 mol H₂ massen 2,02 g. Størrelsen mol erstattede for meget længe siden de ældre betegnelser "gramatom" og "grammolekyle".
"Gode gamle professor ES Johansen" bruger alligevel en lidt fortidig betegnelse, idet "molvægt" kom til at hedde "molmasse" i 1959, og ca. 1986 skiftede størrelsen endnu engang navn til "molar masse" - jeg husker ikke nummeret på det DS-blad, der fastslår de korrekte danske betegnelser på SI-systemets størrelser, men det ligger et sted i mine gemmer.
Vi har jo langt tidligere vendt forskellen på "vægt" og "masse", og det var vel begrundelsen for 1959-vedtagelsen?
Den korrekte enhed på molar masse er g/mol - og så længe det er den størrelse, vi taler om, kan alle gasser - ædle som uædle - betegnes ens. Mon freden dermed kan sænke sig?  

[B Mønnike]

Brint 1,00794 g/mol
Massefylde 0,08988 g/L
hvilket medfører at et mol brint har et volumen på 11,2143 liter

[Morten Jødal]

hvilket medfører at et mol brint har et volumen på 11,2143 liter

Her ser det ud til at gå galt!
Når man taler om "et mol brint" vil de allerfleste forstå det som "et mol dihydrogen, H₂". Hvis du har brint på gasform, er det med sikkerhed som toatomige molekyler, IKKE frie atomer.
Hermed er den molare masse det dobbelte af den du anfører, og det molare volumen bliver 22,4 L (underforstået ligesom i din udregning: ved 0°C; ved stuetemperatur bliver det i nærheden af 24 L).
Dette er de helt normale værdier for ideale gasser - idet jeg ikke har taget alle decimalerne med.

Mol er et generelt begreb for stofmængde - men netop fordi det er generelt, er det også vigtigt at præcisere, hvad man mener et mol af: det kan være atomer, molekyler, ioner, bindinger ...

[Morten Jødal]

UPS! ved genlæsning af mit forrige indlæg (før BMønnikes svar) ser jeg pludselig en ren slagfejl: Jeg havde skrevet 1,02 g/mol, men mente naturligvis 2,02 g/mol (samme tal, som umiddelbart forinden optrådte med enheden u) - denne fejl har jeg nu rettet.
Hvis det var dette, Bjarke ville brokke sig over, kan også vi forlige os - men jeg kunne altså i første omgang ikke læse det sådan, når der pludselig optræder en - ganske korrekt - molar masse for H-atomer med mange flere cifre end jeg havde anført og ikke en beregning baseret på mit forkerte tal og derfor med et oplagt forkert resultat.

[B Mønnike]

Jeg brokker mig ikke. Som du bekendt ved Morten, så er det når man skriver på en tavle, at man lærer mest som underviser  især hvis eleverne opdager det før en selv.

Jeg undrede mig bare for jeg mindes at jeg engang  lærte at hvis rumfanget ikke var i omegnen af 22. 5 liter for et mol så skulle regnestokken frem igen. Det var lettere og huske end 22,3924 for ilt = O2 

[harbst]

Tibage til brintkølingen.

Selfølgelig er varmeledningen ikke den eneste parameter af betydnin når der er en betydelig hastighed mellem de to flader der begrænder luftspalten.  På de store maskiner nærmer hastigheden sig lydens i almindelig luft, og så bliver forholdene mere komplicerede end almindelige grænselagsbetragtninger.

Brint ved forhøjet tryk give da høj lydhastighed og alene derved bedre køling.

Ved nærmere eftertanke vil jeg ikke afvise  at friktion og dens varmebidrag også kan have betydning.

[John Larsson]

Ja, så kan vel Mortens fredsønske blive til virkelighed! ;-)

En minimal spalte mellem stator og rotor elektriske kraftmaskiner er væsentlig for en høj virkningsgrad. Hvis man kunne opfinde en alternativ køling af navnlig rotoren (med bibeholdt plads til kobberviklingerne!), kunne man vinde meget ved at bruge vacuum (højvacuum, som i termoflasker, er ikke nødvendigt)! Det betyder i praksis at store maskiner er mere effektive end små. Der er mange andre raffinerede elementer i denne udvikling, viklingernes konstruktion og fastgørelse, metallurgisk udvikling og fx spaltekølng. Der har også været nødvendigt at udvikle meget præcise og holdbare lejer til disse tunge rotorer for netop at sikre at de minimale spalter ikke giver problemer. Alt dette betyder at udviklingen er gået mod større og større generatorer. At strømmen fra små generatorer er meget dyrere skyldes bl. a. at de totale omkostninger ved at erstatte en stor kraftværksgenerator med 1000-2000 små generatorer, er meget store. Det skyldes både indkøb og vedligeholdelse, og vedligeholdelsesomkostningerne bliver selvfølgelig ikke mindre af at man skal kravle 150 m op i et tårn for foretage arbejdet. Dertil kommer altså at virkningsgraden for disse små generatorer er mindre, da det ikke kan betale sig at forsyne dem med fx brintkøling! Dette er tit ikke forstået af de mest grønne vindmølleoptimister!