Может ли машина извлекать выгоду из накопленной тепловой энергии?

Для хранения энергии вам нужны соляные батареи (а не просто железные радиаторы).

Это технология, которую мы рассматриваем сегодня с точки зрения таких вещей, как реакторы на расплавленной соли и солнечная тепловая энергия.

Тепловая энергия может работать очень похоже на инерцию. Идея состоит в том, что избыточное тепло реактора направляется на поддержание эвтектической соли в расплавленном состоянии. Из-за огромной массы расплавленной соли ей очень трудно быстро остыть, и поэтому она действует как хранилище избыточной энергии. Эвтектические свойства соли также означают, что она не хочет очень легко отдавать тепло после его получения, поскольку эвтектическая соль должна замерзать «всю сразу», а не частями, как вода.

Таким образом, хороший материал для вашей батареи должен обладать двумя свойствами:

• Он должен иметь как можно более низкую температуру плавления, поскольку жидкость обычно может проводить тепловую энергию легче, чем твердое тело, из-за того, что ее атомы имеют больше степеней свободы.
• Он должен быть эвтектическим, чтобы его было трудно заморозить (и, таким образом, отдать тепловую энергию в окружающую среду). Это обеспечивает своего рода «тепловую инерцию», которая позволяет соли сохранять тепловую энергию в течение очень долгого времени.
• Он должен иметь очень высокую температуру кипения. Эвтектические соли обычно имеют температуру кипения около 2000 градусов по Цельсию, поэтому их рассматривают в качестве теплоносителя и носителя топлива для ядерных реакторов.

Теперь, чтобы использовать эту энергию, у вас должен быть тепловой градиент. Чем сильнее градиент, тем эффективнее вы можете извлекать работу.

Если вы пытаетесь свести к минимуму размер и количество движущихся частей ваших роботов, лучше всего подойдет термоэлектрическое решение. По сути, это охладители Пельтье, работающие в обратном направлении: в них кремний, легированный P- и N-типами, расположен между ними таким образом, что тепловая разница между каждой стороной кремния заставляет электроны течь между ними, создавая разность зарядов. Дифференциал заряда — это то, что заставляет ток течь в проводе, так что вы только что создали электричество. К сожалению, термоэлектрическая генерация, как правило, не очень эффективна.

Если вы пытаетесь максимизировать количество работы, которую вы можете получить от этого тепла, вам нужен термодинамический цикл. Двигатели Стирлинга подходят для этого, и они будут более эффективными, чем термоэлектрические генераторы, но для максимальной эффективности вам понадобится цикл Брайтона.

В цикле Брайтона вы используете тепло для нагрева сжимаемой рабочей жидкости. Эта жидкость затем вращает турбину, вырабатывая электричество, но часть энергии используется для повторного сжатия рабочей жидкости перед отправкой ее обратно для повторного нагрева. Сжатие жидкости увеличивает ее температуру в соответствии с законом идеального газа, поэтому вы возвращаете часть отработанного тепла, чтобы сделать работу более эффективной. Это делает цикл Брайтона одним из самых эффективных тепловых циклов, приближаясь к эффективности 45% (в отличие от эффективности более простого цикла Ренкина 30% или эффективности цикла Стирлинга 15-30%).

Недостаток? Цикл Брайтона намного сложнее и требует специальной турбины и двух отдельных теплообменников. Это означает, что вы, вероятно, захотите зарезервировать циклы Брайтона для своих самых больших роботов, возможно, используя термоэлектрические циклы и циклы Стирлинга для небольших машин.

Если у вас есть средства хранения (с помощью солевых батарей) и преобразования (с помощью тепловых двигателей или термоэлектрического кремния) тепла, вы можете делать с ним практически все, что захотите. Превратите его в электричество для молниеносных атак, используйте его для нагревания воздуха для атак тепловым дыханием, превратите его в механическую работу, чтобы двигать своих роботов, и размахивайте большими молотами, чтобы сокрушить всех людей, и т. д.

Следует помнить, что вы должны поддерживать как можно больший градиент тепла, чтобы быть эффективными, и что все тепловые двигатели генерируют некоторое количество отработанного тепла, с которым необходимо иметь дело. Ваша батарея — это батарея, а не источник тепла, поэтому без дальнейшего воздействия на вашу батарею она в конечном итоге остынет слишком сильно, чтобы выполнять полезную работу.

Резервуар с водой делает потрясающий теплоотвод. Теплота парообразования воды огромна — в несколько раз больше, чем требуется для нагрева воды от едва оттаявшей до почти кипящей, что само по себе много (вода имеет одну из самых высоких удельных теплоемкостей среди всех простых веществ). Более того, небольшой резервуар с водой можно восстановить, просто «выпив».

Вашим автономным машинам нужно лишь периодически набирать воду, выпускать пар и заниматься своими делами. Возможно, они даже смогут использовать пар для выработки энергии, которую они смогут использовать для собственного бега.

Источники тепла могут производить электричество по-разному.

• Они могли питать двигатель Стирлинга генератором.
• Они могли питать термопары .
• Еще несколько способов.

Однако, если вы измените естественные законы , введя эту новую энергию, все ставки будут сняты, а научное обоснование на самом деле не применимо. физика , какой мы ее знаем, может оставить двери для неоткрытых парадигм, но новая «энергетическая форма» должна объяснить, как она вписывается в электромагнитный спектр или почему нет.

Термодинамика говорит нам, что для производства работы нам нужно иметь два термостата с разными температурами, и что идеальный выход такого преобразования будет$\eta= 1 -$$T_{high}\over T_{low}$.

Поэтому, пока ваша энергия хранится в$T_{high}$, с$T_{low}$будучи температурой окружающей среды, вы можете производить работу, используя разницу температур. Тем не менее, температурный разрыв должен быть большим, чтобы получить достойный выход.

Например, если термостат при высокой температуре выше точки кипения воды, вы можете производить пар и с помощью этого пара приводит в действие турбину, которая, в свою очередь, может быть подключена к генератору для производства электроэнергии. Вы бы использовали среду, чтобы замкнуть цикл. Именно так используется геотермальная энергия: земная оболочка действует как хранилище тепла при высокой температуре, а вода при контакте с ее теплом превращается в пар.

Механизм поглощения энергии + постоянное движение

Это глупая идея, но эй, стоит попробовать. Идея состоит в том, что эти машины должны иметь некоторую начальную энергию, хранящуюся внутри них, чтобы позволить им выполнять определенные задачи в соответствии с указаниями ИИ. Очевидно, что драконы и еще кто-то попытается дать им отпор, поэтому вместо того, чтобы просто удерживать эту энергию в массивном радиаторе, просто используйте энергию в качестве топлива, поглощая ее с помощью технологии поглощения кинетической и тепловой энергии так называемых «сырых энергия», вы упомянули, что драконы используют. Конечно, я предполагаю, что описанная вами «сырая энергия» обладает этими свойствами.

Вы уже упомянули железо и медь, которые будут использоваться для направления этой энергии в радиатор, но почему бы не изменить ситуацию - почему бы не использовать необработанную энергию для питания ваших электрических технологий? Мы знаем, что энергия во всех ее формах может быть преобразована в энергию другого типа (GPE в KE, тепловую в KE, химическую в KE и т. д.), поэтому, возможно, ваш ИИ достаточно развит, чтобы понять, как использовать необработанную энергию, или RE, в тепловую или кинетическую энергию!

Теперь это означает, что одну из этих машин все еще можно уничтожить, перегрузив ее энергией. В этом случае, чтобы смягчить эту проблему, мы можем убедиться, что эта машина работает усерднее и использует больше своей энергии, и, возможно, преобразовать накопленную энергию в взрывы сырой энергии (если это работает на драконах). Буквально борются с огнём.

Мы можем еще больше усложнить это, сделав более оперативные/технические роботы (например, те, которые перезапускают терраформирование или еще что-то) с высокими теплоотводами, тогда как боевые роботы будут иметь низкие, поскольку они в любом случае будут более оснащены, чтобы дать отпор. Если у них остается избыточная энергия, ее можно передать действующим роботам.

Редактировать: я упомянул пьезоэлектрические материалы - я напортачил. Из этого pdf-файла мы можем увидеть всесторонний исследовательский документ о том, как энергия батареи может быть получена за счет использования механической энергии, полученной от пьезоэлектрических компонентов внутри и вокруг батареи, эффективно заряжая саму батарею. Это, вероятно, усугубит вашу проблему, так как ваша проблема связана с избавлением от лишней энергии, а не с созданием большего. Причина, по которой я оставил свой ответ общим, заключалась в том, что я не знал, что такое сырая энергия (до сих пор не знаю технически), поскольку она существует во вселенной, которую вы построили. Было бы полезно получить дополнительную информацию о RE и его ограничениях.

Однако эта энергия также усиливает эффекты электричества, такие как молния или компьютерная схема. В последнем случае неэкранированные компоненты быстро выходят из строя.

Это замечательная новость. Теперь на каждый ватт использованной энергии становится доступным гораздо больше ватт мощности.

Во всяком случае, проблема здесь в том, что ваша электроника будет слишком эффективной. Таким образом, ваш ИИ должен создавать свои автономные дроны, исходя из предположения, что они могут производить часть своей обычной мощности. Это энергетическое поле восполнит недостаток.

В результате ИИ может использовать стандартную шаблонную модель, но использовать более слабые компоненты и получить тот же результат. Эти новые версии будут легче и эффективнее.

ИИ может даже использовать большой кусок железа в качестве средства выработки энергии, подобно тому, как радиотермоизотопные генераторы питают спутники, используя тепло плутония и других радиоактивных распадающихся материалов.

Так что TLDR, это не проблема, а огромное преимущество.

Однако, если это преимущество вам не нравится, ИИ может вместо этого использовать медь и алюминий и избегать железа в большинстве компонентов. Есть много черных и проводящих материалов, которые не являются железом. Некоторые из наших самых передовых электронных устройств основаны на кремнии, меди, нитриде галлия и различных редких элементах. Железо не обязательно.