¿Cuánta energía podríamos recolectar de una fuente de 0.1V (gedankenexperiment) [cerrado]

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Por el bien de un experimento mental, supongamos que dos bolas de 10 metros aparecen mágicamente en algún lugar de la tierra. En medio del desierto del Sahara, por ejemplo.

Las bolas son los terminales de una fuente de voltaje perfecta a un potencial de 0.1V. No hay resistencia interna. Si lograba conectar una resistencia de 1 miliohm a través de ellos, obtendría 100 amperios a través de él.

Supongamos también que las bolas están hechas de un metal mágico indestructible e irreparable, que también superconduce hasta miles de grados. La distancia entre las bolas también es de 10 metros, y digamos que no se pueden mover.

¿Cuánta energía podríamos obtener de forma realista de una fuente de energía tan ilimitada, y cómo?

    
pregunta anrieff

1 respuesta

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Dado que la fuente tiene una impedancia de salida cero, desea presentar una impedancia de carga lo más baja posible para transferir la máxima potencia.

Yo sugeriría un conductor de cobre muy grueso (10 m o más) que se sujeta mecánicamente a los terminales de la fuente y lleno de orificios perforados a través de los cuales pasa un fluido de trabajo como el vapor supercrítico. Usted bombea el fluido lo suficientemente rápido para mantener la temperatura del cobre por debajo de su punto de fusión (más frío que eso, por lo que no se ablanda). Ejecutar la salida en una turbina.

Es posible que desee cubrir los puntos de contacto con plata, y tal vez alinear los canales del intercambiador de calor con algo para evitar la corrosión. Este debería ser un problema resuelto en el diseño de un reactor nuclear.

Para poner un límite aproximado de la potencia que se puede extraer, suponga que los terminales están conectados con un cilindro de cobre sólido puro de 10 metros de diámetro. Según la ley de Pouillet, la resistencia de este conductor es de aproximadamente 2 nanoohms. \ $ P = \ frac {V ^ 2} {R} \ $ luego da 5 megavatios de potencia térmica , no muy impresionante. Tal vez usted pueda reducir la resistencia un poco incorporando los terminales en un conductor considerablemente más grande, pero eso no ayudará a más de un orden de magnitud en el mejor de los casos, y eso ni siquiera da cuenta del volumen ocupado por los canales de refrigeración. p>

Los superconductores del mundo real no serían útiles aquí porque incluso un superconductor muy grande y absurdamente caro tendrá una corriente crítica más baja que la de nuestro gran trozo de cobre.

En general, creo que los esfuerzos de los científicos e ingenieros se gastarían mejor tratando de descubrir la nueva física que implican estas bolas misteriosas en lugar de intentar extraer de ellos unos pocos megavatios.

    
respondido por el pericynthion

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