دستاورد مهمی در تبدیل دی اکسید کربن هوا به سوخت با استفاده از نور خورشید

تابش خورشید که در طول یک ساعت به زمین برخورد می کند تقریبا معادل کل مصرف انرژی انسانهای کره خاکی برای یک سال کامل است. میزان انتشار جهانی دی اکسید کربن نیز بطور پیوسته در حال افزایش است. با استفاده از انرژی خورشید می توان گازهای گلخانه ای را تسخیر کرده و آنها را به سوخت یا مواد شیمیایی مفید تبدیل کرد. سالهاست که بر روی این موضوع تحقیق می شود لیکن نتیجه رضایت بخشی بدست نیامده است. لیکن اخیرا یک تیم پژوهشی بین المللی گام مهمی در این راستا به پیش برداشته است.

این پژوهشگران از یک ماده آلی متخلخل به نام COF -چارچوب آلی کووالان-  استفاده کرده اند. این ماده می تواند نور خورشید را به طرز موثری جذب کند. با افزودن یک ماده کاالیزوری به COF آنها توانسته اند بدون انرژی اضافی دی اکسید کربن را به مونواکسید کربن تبدیل کنند.

تبدیل به مونواکسید کربن به دو الکترون اضافی نیاز دارد. فوتونهای نور آبی دارای الکترونهای دراز عمرتری با سطح انرژی بالا هستند و توسط آنها می توان COF را با الکترونها برای تکمیل یک واکنش شارژ کرد.

در آینده از این کشف می توان برای ساخت واحدهای بزرگتری در سطح جهانی استفاده کرد که بتوانند با استفاده از انرژی خورشید دی اکسید کربن موجود در هوا را جذب کرده و آن را به سوخت یا مواد شیمیایی دیگر تبدیل کنند. این می تواند یکی از راههای مقابله با بحران فزاینده آب و هوایی در سطح جهان باشد.

منبع:

Science Daily

https://www.sciencedaily.com/releases/2022/02/220216103024.htm

---

تدریس دروس ریاضی دبیرستان و دنشگاه

توسط مدرس خصوصی مجرب

09360771981

---

مهمترین پیشرفت ها در فناوری موتور خودرو

اولین موتور خودرو حدود 150 سال قبل توسط کارل بنز ابداع گردید. از آن زمان تاکنون فناوری موتور خودرو مسیر زیادی را پیموده است: از موتورهای دوسوپاپه که مخلوط قابل احتراق توسط نیروی وزن به درون ۀآنها وارد می شد تا سیستم های مدرن پاشش سوخت امروزی. همچنین فناوری موتور خودروی برقی نیز گسترش شتابانی یافته که نیاز به یک موتور احتراق داخلی آلوده ساز را کاملا برطرف می کنند. در این مقاله ده تا از مهمترین فناوری های نوین موتور خودرومعرفی می گردد.

موتور هیبرید

هیبرید بطور ساده به معنای ترکیب دو نوع منبع قدرت است، به عبارتی یک موتور معمولی بنزینی (یا دیزلی) که توسط یک موتور برقی پشتیبانی می شود. موتور برقی هنگام بره افتادن خودرو، حرکت با سرعت ثابت در بزرگراه ها و برقی شرایطی که نیاز به بار کم دارد بکار می آید. این امر به کاهش قابل ملاحظه مصرف سوخت می انجامد. هر سال تعداد بیشتری از خودرسازها به تولید خودروی هیبرید روی می آورند.

پاشش مستقیم

روزهای موتورهای کاربوراتی به پایان رسیده است. پاشش مستقیم با اسپری کردن دقیق هوا و سوخت بطور مستقیم به داخل سیلندر (اتاق احتراق) کار می کند. پاشش منظم سوخت یا پاشش الکتریکی سوخت (EFI) تنها آمیزه سوخت و هوا را به درون مانیفولد درون کش (intake manifold) پاشیده و سپس با بازشدن هر سوپاپ این مخلوط به درون هر سیلندر مکیده می شود. فناوری جدید پاشش مستقیم با دقیق تر کردن روش تزریق سوخت بر کارایی موتور افزوده است. میزان سوخت مورد نیاز برای هر سیلندر نیز به دقت اندازه گیری شده و کنترل می شود. این فناوری در موتورهای دیزل یا توربودیزل جدید نیز به خدمت گرفته شده است.

زمانبندی متغیر سوپاپ

این فناوری پیچیده یکی از انقلابی ترین فناوری ها در موتورهای نوین است. در این فناوری کنترل سوپاپ بطور پیوسته بر حسب شرایط تنظیم می شود تا توان و گشتاور مفیدتری برای هر بخش از گشتره دور موتور فراهم آید. بدین ترزتیب حدود هفت درصد از مصرف سوخت و انتشار گازهای آلاینده کاسته می شود.

توربوشارژ

وقتی توربوشارژ در دهه 1970 ارائه شد، تنها در خودروهای مسابقه مورد استفاده قرار می گرفت. لیکن امروزه توربوشارژ به مولفه ای ضروری در ارتقای بازده، کاهش مصرف سوخت و کاهش آلاینده ها تبدیل شده است. توربوشارژ با دمیدن مخلوط هوا و سوخت به درون موتور با استفاده از یک پروانه عمل می کند که خود این پروانه توسط گازهای خروجی چرخانده می شود. همانطور که مکش اکسیژن تازه بجای هوایی که مخلوطی از گازهاست بر کارایی شش های انسان می افزاید، دمیدن مخلوط قابل احتراق به داخل موتور نیز بر کارایی آن خواهد افزود.

غیرفعال سازی سیلندرها

این فناوری غالبا در موتورهای بزرگتر مانند V6 و V8 بکار می رود. وقتی با سرعت ثابت در حال حرکت در بزرگراه هستید بریا نگهداشتن سرعت ثابت تنها به بخشی از توان خودرو نیاز دارید. برای مثال اگر یک خودرو با موتور V8 را می رانید برای ادامه حرکت به همه سیلندرها نیاز ندارید. غیرفعال سازی سیلندر در عمل قتی توان زیادی مورد نیاز نیست، دو یا چهار سیلندر را بطور خودکار موقتا غیرفعال می کند. بیشتر سیستم ها در این حالت از هشت سیلندر به چهارسیلندر تبدیل می شوند. این عمل بدون اطلاع راننده صورت می پذیرد و در صورت نیاز دوباره تمامی سیلندرها به مدار باز می گردند. نتیجه این فناوری، بهره گیری از صرفه جویی یک موتور چهار سیلندر در هنگام حرکت بر بزرگراههاست.

موتور برقی

موتورهای برقی روز بروز متداول تر می شوند. مهمترین فایده آنها انتشار آلاینده در حد صفر است. عیب بزرگ آنها نیاز به باتری است. در مورد خودروی بنزینی یا دیزلی تنها لازم است به یک پمپ بنزین مراجعه کنید اما ایستگاه های شارژ باتری خودری برقی هم اکنون کم شمارند و برد خودروی برقی نیز کوتاه است. بسیاری از دولتها در سراسر جهان در حال بروز سازی زیرساختها برای گسترش استفاده از خودری برقی هستند.

موتور احتراق داخلی هیدروژنی

هم اکنون آزمایشاتی برای استفاده از هیدروژن به عنوان سوخت در موتورهای احتراق داخلی در دست انجام است. این موتورها طرحی مشابه موتورهای بنزینی دارند و تنها از هیدروژن به عنوان سوخت احتراقی استفاده می کنند. این موتورها بیست درصد توان بیشتر تولید کرده و تقریبا هیچ آلاینده ای منتشر نمی کنند. گاز خروجی از اگزوز این موتورها بخار آب است. تنها مشکل این است که هنوز راه مناسبی برای ذخیره هیدروژن به عنوان سوخت در خودرو و ایستگاه های پمپ هیدروژن یافت نشده است.

پیل سوختی هیدروژنی

برخلاف موتورهای احتراقی هیدروژن سوز، پیل های سوختی همانند یک موتور برقی کار می کنند. در این نوع موتورها از هیدروژن در یک واکنش شیمیایی که ایجاد الکتریسیته می کند استفاده می شود. این الکتریسیته برای راندن یک موتور برقی مصرف می شود. بهترین بخش این طرح این است که احتیاج به هیچ شارژ مجدد ماند باتری ندارد. در عوض تنها باید هیدروژن را دوباره وارد باک موتور کرد. گرچه تمیزترین نوع موتور است لیکن ذخیره مناسب هیدروژن هنوز یک مساله بشمار می رود.

آلترناتور فعال

آلترناتور یک مولد برق است که هنگام کارکردن موتور باتری خودرو را شارژ می کند. این وسیله از دوران موتور برای گرداندن یک قرقره و تولید و تبدیل انرژی دورانی به برق مورد نیاز برای شارژ باتری استفاده می کند. هر موتوری برای ادامه کار به یک آلترناتور نیاز دارد. آلترناتورهای فعال در خودروهایی ماند مزدا و BMW بکار رفته اند و از یک سیستم کلاچ برای هرزچرخیدن آلترناتور هنگامی که باتری پر است استفاده می کنند. بدین ترتیب موتور نیاز به صرف توان برای گرداندن آلترناتور هنگامی که نیاز به آن نیست ندارد. برخی سیستم ها زمانی که نیاز به حداکثر توان و شتاب موتور است نیز آلترناتور را جدا می کنند تا تمام توان تولیدی برای تولید خروجی مصروف شود.

سازگاری با LPG

تقریبا تمام خودروهای بنزینی می توانند با تغییرات اندکی از LPG (گاز مایع) استفاده کنند. LPG نه تنها با محیط زیست سازگار تر است، بسیار ارزانتر از بنزین نیز هست. مطالعاتی در دست است تا موتورهای جدید از پایه قابلیت سوزاندن LPG بدون هیچ تغییری را داشته باشند.

https://www.carloans.com.au/blog/top-ten-advances-in-engine-technology

تلسکوپ فضایی هابل و تصویری دیدنی از سه کهکشان در یک قاب

 

ناسا تصویری مسحور کننده از سه کهکشان در یک قاب تصویر منتشر کرده است. این کهکشان ها بطور متوسط 425 میلیون سال نوری از زمین فاصله دارند و تحت نام NGC 7764A خوانده می شوند.

به نظر می رسد فاصله کم این کهکشانها از یکدیگر باعث شده تاثیر گرانشی زیادی بر هم داشته باشند.

منبع:

https://ktla.com/news/nationworld/hubble-telescope-captures-three-galaxies-in-epic-photo/

ایستگاه فضایی بین المللی در سال 2031 سقوط خواهد کرد.

مطابق اعلام سازمان فضایی ناسا، ایستگاه فضایی بین المللی تا سال 2030 به عملیات خود ادامه داده و سپس در 2031 به درون اقیانوس اطلس سقوط خواهد کرد. محل سقوط آن نقطه نمو است که دورترین فاصله را نسبت به زمین در این اقیانوس دارد.

بسیاری از ایستگاه های فضایی از جمله ایستگاه میر (2001) در این نقطه سقوط کرده اند.

ناسا همچنین گفته است که در آینده فعالیت های فضایی در نزدیک زمین توسط شرکتهای  تجاری خصوصی انجام خواهد شد.

ایستگاه فضایی بین المللی از سال 1998 در مدار قرار گرفته و از سال 2000 پذیرای فضانوردان بوده است. تاکنون بیش از 3000 مطالعه پژوهشی در آزمایشگاه ریزگرانشی آن به انجام رسیده است.

ناسا بر این باور است که با برونسپاری فعالیت های فضایی نزدیک زمین به شرکتهای تجاری بخش خصوصی حدود 3.1 میلیارد دلار در هزینه هایش صرفه جویی خواهد شد و این میزان می تواند برای اکتشافات فضاهای دورست بکار رود.

فضاپیمای SpaceX الان ماسک در حال اتصال به ایستگاه فضایی بین المللی

---

تدریس دروس ریاضیات دبیرستان و دانشگاه

توسط مدرس خصوصی مجرب

ریاضی عمومی - معادلات دیفرانسیل -  محاسبات عددی

ریاضیات مهندسی - آمار و احتمالات

09360771981

---

منبع:

https://news.yahoo.com/international-space-station-crash-down-154547296.html

کدام کشور بیشترین تعداد جزیره ها را دارد؟

سوئد با فاصله زیادی در بالای این فهرست قرار دارد: 221800 جزیره که بیشتر آنها خالی از سکنه هستند. این تعداد شامل جزیره هایی به کوچکی 25 متر مربع مساحت نیز می شود، یعنی مساحتی نزدیک به یک گاراژ کوچک خودرو.

فنلاند در مکان بعدی دارای 188000 جزیره است. نروژ با 55000 جزیره مکان سوم را به خود اختصاص داده است.

هر سه کشور بخشی از منطقه نوردیک هستند که شامل ایسلند و دانمارک نیز می شود.اما چرا این بخش از دنیا دارای این تعداد زیاد جزیره است؟

علت این است که برای 2.6 میلیون سال گذشته کره زمین دارای یک سرپوش یخی در قطب شمال و دوره های یخبندان متناوب بوده است، وضعیتی که پیش از این دوره وجود نداشت.

کشورهای نوردیک در 41000 سال گذشته شاهد لغزش یخچالها بر بستر سنگی خود بوده اند. ضخامت پوشش یخی در دوره هیا یخبندان به حدی می رسیده که پوسته سنگی زمین زیر فشار آنها به پایین فشرده می شده است. پس از پایان دوره های یخبندان و شروع یک دوره گرم طولانی حدود 5000 تا 3000 سال پیش از میلاد، بیشتر این پوشش یخی ذوب شده و باعث برگشت فنری پوسته سنگی به سمت بالا شده است. این پدیده که به تعادل شبه ایستا معروف است هنوز در منطقه کوارکن فنلاند مشهود است و باعث می شود زمین سالانه مقداری به سمت بالا حرکت کند، بطوری که هر ساله یک کیلومتر مربع بر مساحت زمین در این ناحیه افزوده می شود.

از این گذشته کشورهای نوردیک دارای توپوگرافی بسیار مرتفعی هستند که بواسطه گرمای زیاد جبه (لایه زیر پوسته زمین) در این منطقه است. این جبه داغ، زمین بالای خود یعنی پوسته زمین در این ناحیه را بطور مداوم به بالا می راند.

بدین ترتیب در این منطقه زمین دارای پستی و بلندی های زیادی بوده و قطعات سنگی زیادی از داخل آب سر برآورده اند. این امر دلیل تعداد زیاد جزیره ها در این ناحیه است.

منبع: Live Science, January 2022