Производя холод из моей мочи

Перейдите по ссылке https://squarespace.com/hyperspacepirate и получите скидку 10% на первую покупку сайта или домена по коду HYPERSPACEPIRATE В этом видео я покажу, как создать лёгкое охлаждение с помощью соединений, выделенных из мочи. Человеческая моча содержит 1-2% мочевины (CO[NH2]2), которую я буду преобразовывать в аммиак (NH3). Это можно сделать либо термическим разложением твёрдой мочевины после её дистилляции из мочи, либо путём реакции мочи с гидроксидом натрия (NaOH) и её нагревания. Я выбрал второй метод, поскольку он менее энергозатратен. В видеороликах, демонстрирующих извлечение аммиака из мочи, мочу часто концентрируют в 10-20 раз перед добавлением гидроксида натрия, но я обнаружил, что этот метод слишком трудоёмкий и может привести к переливанию из-за обильного образования пены. Вместо этого я обнаружил, что лучше всего просто реагировать с неконцентрированной мочой и нагревать её. Кроме того, запахи, возникающие при таком подходе, относительно слабые. Единственным недостатком является необходимость обработки большого количества партий мочи. После получения аммиака существует несколько способов его использования в холодильных установках. Безводный аммиак может использоваться в качестве хладагента в парокомпрессионной системе, его температурно-давление и фазовые свойства практически идентичны пропану. Водный раствор аммиака может использоваться в пароабсорбционной системе с нагревом, а аммиачная селитра (NH4NO3) может использоваться в качестве «холодильного компресса» путём эндотермического растворения в воде. В этом видео я буду использовать третий метод, поскольку хотел исследовать систему охлаждения с нагревом, а эндотермическое растворение показалось мне более простым подходом, чем пароабсорбционная система. Аммиачная селитра получается путём её реакции с азотной кислотой (HNO3). Я получил азотную кислоту методом Биркеланда-Эйде, в котором кислород и азот в воздухе ионизуются с помощью высоковольтной дуги, после чего определённая часть этих атомов рекомбинирует, образуя оксид азота (NO). Азотная кислота быстро соединяется с кислородом, образуя диоксид азота (NO₂), который барботируется через дистиллированную воду. При взаимодействии диоксида азота с водой образуется азотная кислота. Это очень медленный и энергоёмкий процесс, но его преимущество заключается в том, что он позволяет получать нитраты буквально из воздуха. Следует отметить, что в небольших количествах аммиачная селитра довольно безопасна для хранения и использования, и даже при прямом нагревании паяльной лампой она просто плавится, а затем разлагается на оксид азота (N₂O) и водяной пар. Для создания холода аммиачная селитра растворяется в воде в тонкостенной алюминиевой банке и помещается в большой резервуар с водой внутри пенопластового контейнера. Резервуар с водой служит тепловым резервуаром. После того, как раствор поглотил из резервуара максимально возможное количество тепла, его извлекают и заряжают, выпаривая воду, охлаждая на водяной бане и добавляя новую воду в сухую соль. Теоретически это работает довольно хорошо, но на практике я обнаружил, что бойлер работает недостаточно быстро, чтобы поддерживать низкую температуру в холодильнике, поэтому для эффективной работы требуется несколько банок по очереди. Создав насыщенный раствор водной аммиачной селитры, я смог добиться понижения температуры почти до нуля (около 3,8 °C) в алюминиевой бутылке, но в холодильнике минимальная температура достигла лишь 13,5 °C. Довольно слабый результат, но, по крайней мере, мне удалось немного охладить газировку. Я также протестировал несколько других веществ в качестве «мгновенных холодовых компрессов», смешивая насыщенные растворы. Вот зафиксированные мной перепады температур: Хлорид натрия: -1,6 °C Нитрат калия: -11,1 °C Хлорид калия: -13,1 °C Нитрат натрия: -16,4 °C Хлорид аммония: -17,0 °C Мочевина: -19,6 °C Нитрат аммония: -20,4 °C Использованная музыка: Кевин Маклеод — Lobby Time Кевин Маклеод — Hard Boiled Кевин Маклеод — George Street Shuffle Кевин Маклеод — Groove Groove