La ganascia termica nella generazione di calore anomalo - Sulle critiche al COP>2 e alla perdita di controllo della reazione

Ipotesi della ganascia termica sulla produzione di eccessi di calore anomali come spiegazione dell’effetto Rossi

Nota informativa: questo post è il proseguimento di quanto pubblicato la scorsa settimana con il titolo "La ganascia termica nella generazione di calore anomalo - Sull’importanza del rapporto fra la superficie e il volume del metallo"

In base all’interpretazione proposta l’argomentazione che la presenza di un COP>2 renda il sistema instabile perché dovrebbe osservarsi un aumento incontrollato della temperatura è priva di fondamento.
L’innesco dei fenomeni esotermici anomali avviene durante il raffreddamento determinando un COP istantaneo molto elevato. Questo effetto a sua volta si ripercuote positivamente sul COP complessivo facendolo aumentare senza alcun vincolo al superamento di un limite complessivo pari a 2.
Il meccanismo individuato conferma inoltre l’inesistenza del rischio che le reazioni esotermiche anomale possano fare perdere il controllo del sistema per un riscaldamento eccessivo.

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La ganascia termica nella generazione di calore anomalo - Sull’importanza del rapporto fra la superficie e il volume del metallo

Ipotesi della ganascia termica sulla produzione di eccessi di calore anomali come spiegazione dell’effetto Rossi

Nota informativa: questo post è il proseguimento di quanto pubblicato la scorsa settimana con il titolo "La ganascia termica nella generazione di calore anomalo - Sui requisiti termici e sulle tempistiche"

Il rapporto fra superficie e volume di un corpo solido dipende sia dalla sua forma geometrica che dalle sue dimensioni.
Per quanto concerne il secondo fattore si osserva un incremento del rapporto al diminuire delle dimensioni perché la superficie diminuisce meno rapidamente del volume.
Quanto sopra comporta che, al diminuire delle dimensioni strutturali del metallo, l’incremento di superficie esposta all’idrogeno determina un aumento dell’intensità della reazione di idrogenazione.

Si noti che l’esistenza di un reticolo metallico abbastanza esteso potrebbe essere una condizione indispensabile per il manifestarsi della ganascia termica. In quest’ottica appare assolutamente ragionevole attendersi che scendere al di sotto di una certa soglia dimensionale potrebbe compromettere la possibilità di comparsa dei fenomeni esotermici in occasione del raffreddamento.

Per questo motivo si ritiene dannoso esagerare con la polverizzazione del metallo e si sconsiglia di avviare la sperimentazione partendo proprio dalle nanoparticelle. In questa configurazione potrebbe mancare l’eccesso termico in quanto sarebbero assenti le condizioni per il realizzarsi dei fenomeni esotermici anomali.
Si ritiene più prudente, utile, semplice e conveniente partire da materiale compatto macroscopico come barrette, laminati, fili, limature o sferette per poi eventualmente scendere di dimensioni al fine di migliorare le tempistiche delle tre fasi (sbilanciamento, incubazione e autosostentamento).

La ganascia termica nella generazione di calore anomalo - Sulle critiche al COP>2 e alla perdita di controllo della reazione

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La ganascia termica nella generazione di calore anomalo - Sui requisiti termici e sulle tempistiche

Ipotesi della ganascia termica sulla produzione di eccessi di calore anomali come spiegazione dell’effetto Rossi

Nota informativa: questo post è il proseguimento di quanto pubblicato la scorsa settimana con il titolo "La ganascia termica nella generazione di calore anomalo - Sulla termodinamica e sulla cinetica"

Nell’ipotesi che il realizzarsi dell’idrogenazione nelle profondità del metallo sia effettivamente un requisito indispensabile per la comparsa di fenomeni esotermici anomali durante il raffreddamento si delineano due necessità:

1) il riscaldamento a una temperatura calda che garantisca una apprezzabile velocità di idrogenazione;

2) il mantenimento alla temperatura calda per un tempo sufficientemente lungo affinché l’idrogenazione coinvolga anche posizioni interne alla matrice metallica.

La sperimentazione minima si articola pertanto nell’indagine di due parametri caratterizzanti il processo di incubazione: la temperatura alla quale viene effettuata e la sua durata.
E' conveniente fare iniziare i cicli sempre dalla stessa temperatura fredda minima.
Nella prima fase (sbilanciamento) si provvede al riscaldamento forzato con una rampa termica costante, per esempio di 2°C al minuto, fino al raggiungimento della temperatura calda di incubazione.
Raggiunta la temperatura di incubazione desiderata, la stessa viene mantenuta costante per un tempo che verrà incrementato ad ogni ripetizione del ciclo (per esempio 10 minuti al primo ciclo, 20 minuti al secondo, 30 minuti al terzo, 60 minuti al quarto, 120 minuti al quinto, 240 minuti al sesto).
Al termine dell'incubazione il riscaldamento esterno viene interrotto e si passa alla fase di autosostentamento che porterà al raffreddamento fino alla temperatura minima.
Una volta raggiunta, il ciclo si ripete dalla fase di sbilanciamento e la successiva incubazione a tempo maggiorato.
Completata la serie di incubazioni a tempo crescente per una determinata temperatura calda, si avvia una nuova serie variando la temperatura di incubazione (che sarà superiore rispetto alla precedente).

La ganascia termica nella generazione di calore anomalo - Sull’importanza del rapporto fra la superficie e il volume del metallo

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La ganascia termica nella generazione di calore anomalo - Sulla termodinamica e sulla cinetica

Ipotesi della ganascia termica sulla produzione di eccessi di calore anomali come spiegazione dell’effetto Rossi

Nota informativa: questo post è il proseguimento di quanto pubblicato la scorsa settimana con il titolo "La ganascia termica nella generazione di calore anomalo - Contributo al COP delle varie fasi del ciclo"

La velocità con cui avviene il processo di idrogenazione di un metallo e la posizione del relativo equilibrio chimico dipendono dalla temperatura. A temperatura ambiente molti metalli, in particolar modo quelli di transizione, risultano scarsamente reattivi se non addirittura inerti nei confronti dell’idrogeno. Tuttavia al crescere della temperatura si manifesta in maniera sempre più evidente la capacità di reagire con l’idrogeno perché la velocità del processo di idrogenazione cessa di essere trascurabile.
Per semplificare i ragionamenti, invece di parlare di idruri metallici, è comodo continuare a riferirsi all’idrogeno nel metallo come l’insieme di un protone e di un elettrone immerso nel reticolo metallico.

Essendo il metallo in fase solida, il processo di idrogenazione coinvolge inizialmente gli strati superficiali tendendo a dare luogo ad accumuli locali. Solo con il tempo l’idrogeno avrà la possibilità di migrare in profondità. La diffusione dell’idrogeno all’interno della struttura metallica è un processo a sé stante, diverso da quello chimico costituito dall’idrogenazione, e sarà governato da una sua cinetica. Come la reattività di superficie, anche la capacità di diffondere aumenta con la temperatura.
Si ritiene che la presenza dell’idrogeno negli strati più interni della struttura metallica sia fondamentale per la comparsa dei fenomeni esotermici che rallentano la fase di raffreddamento (prolungando l’autosostentamento).

Le tre fasi termiche che compongono il ciclo (sbilanciamento, incubazione, autosostentamento) si associano pertanto ai seguenti 3 stadi fenomenologici.

1) Il riscaldamento allarga gli interstizi del reticolo metallico e incrementa la reattività del metallo nei confronti dell’idrogeno (SBILANCIAMENTO)

2) L’idrogeno migra all’interno del metallo caldo occupando gli interstizi allargati dal riscaldamento (INCUBAZIONE)

3) Il raffreddamento contrae i volumi interstiziali e l’idrogeno interstiziale viene schiacciato dalla struttura metallica che si ritira nel raffreddamento. Lo schiacciamento determina l'avvicinamento dell'elettrone al protone (compressione elettronica) innescandone la loro dematerializzazione con liberazione di un treno di fotoni termalizzabili (AUTOSOSTENTAMENTO)

La ganascia termica nella generazione di calore anomalo - Sui requisiti termici e sulle tempistiche

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La ganascia termica nella generazione di calore anomalo - Contributo al COP delle varie fasi del ciclo

Ipotesi della ganascia termica sulla produzione di eccessi di calore anomali come spiegazione dell’effetto Rossi

Nota informativa: questo post è il proseguimento di quanto pubblicato la scorsa settimana con il titolo "La ganascia termica nella generazione di calore anomalo - Il ciclo operativo"

L’oscillazione della temperatura nel corso del ciclo termico, da un valore minimo individuato nella temperatura fredda Tf a un valore massimo individuato nella temperatura calda Tc, comporta la coesistenza di fenomeni di varia natura che contribuiscono al bilancio energetico del sistema e quindi al COP.
Quando un metallo in presenza di idrogeno viene sottoposto a variazioni di temperatura si sovrappongono diversi fenomeni sia di tipo fisico che di tipo chimico.
Appartengono al primo gruppo i fenomeni termodinamici come il trasporto termico e l'accumulo di calore, ma anche eventuali variazioni di stato fisico dei materiali.
Nella seconda tipologia rientra invece la reazione di idrogenazione del metallo.
Il loro contributo al bilancio termico è importante in tempi brevi perchè determina consistenti fluttuazioni del COP istantaneo, ma perde di importanza all'aumentare del numero di ripetizioni del ciclo.
Inoltre, è facilmente dimostrabile che gli stessi fenomeni non potranno in alcun modo giustificare una produzione di energia termica superiore a determinati valori di soglia.

Di seguito vengono presentati e discussi brevemente i processi fisico/chimici coinvolti e il bilancio energetico dal punto di vista del COP in ciascuna delle tre fasi.
Viene riproposta l'immagine del diagramma di flusso del ciclo termico per agevolare la comprensione di quanto scritto di seguito.

FASE A - Sbilanciamento

Il ciclo inizia fornendo energia dall’esterno (E_A,input) per indurre l’innalzamento dalla temperatura fredda Tf alla temperatura calda Tc.
L’innalzamento della temperatura provoca dal punto di vista fisico il fenomeno dell’accumulo di calore a carico dei materiali soggetti a riscaldamento che fa apparentemente “sparire” dell’energia (in realtà la “sparizione” è solo temporanea). Dal punto di vista chimico favorisce la reazione di idrogenazione del metallo con liberazione di calore che amplifica la perturbazione termica innescata dall’energia immessa dall’esterno.
La presenza di questi due fenomeni antagonisti sul piano energetico rende difficile prevedere a tavolino se il COP di questa fase sarà maggiore o inferiore all’unità.

FASE B - Incubazione

Al raggiungimento della temperatura calda Tc, l’immissione di energia dall’esterno viene ridotta e si entra nella seconda fase.
L’assenza di ulteriori incrementi di temperatura interrompe il fenomeno di accumulo termico mentre continua il processo esotermico di idrogenazione del metallo (il processo di idrogenazione è comunque destinato a "spegnersi" dopo un certo tempo per il raggiungimento dell'equilibrio di reazione). In questa fase è atteso un COP maggiore di 1 in quanto in uscita (E_B,output) si avrà oltre all’energia immessa dall’esterno (E_B,input) anche quella generata dalla reazione chimica fra l’idrogeno e il metallo.
La fase termina riducendo o annullando l’energia in ingresso (E_C,input<E_B,input).

FASE C - Autosostentamento

Nell’ultima fase avviene il raffreddamento dalla temperatura calda Tc alla temperatura fredda Tf. In questa fase viene senza dubbio recuperata l’energia termica accumulata come differenza di temperatura dei materiali di cui si è accennato nella prima fase.
Si noti che solo questo fenomeno di recupero energetico è sufficiente a garantire un COP istantaneo superiore all’unità (E_C,output>E_C,input).
Tuttavia se il raffreddamento viene rallentato per effetto del realizzarsi di processi esotermici anomali che consumano idrogeno, la durata di questa fase si potrebbe prolungare a tal punto da risultare in una produzione di energia incompatibile con i processi fisici e chimici noti.
Il mantenimento di un COP istantaneo a valori molto superiori a 1 determina con il passare del tempo anche la crescita del COP complessivo.
Al raggiungimento della temperatura fredda Tf il metallo risulterà meno idrogenato rispetto a quando era iniziato il raffreddamento. A questo punto il ciclo ricomincia aumentando l’apporto di energia per riscaldare fino alla temperatura calda Tc.

Osservazioni

Per quanto visto sopra, le prime due fasi denominate rispettivamente sbilanciamento e incubazione assumono una funzione essenzialmente preparativa del metallo affinché risulti correttamente caricato con l’idrogeno prima che inizi il raffreddamento.
Dovrebbe essere chiaro invece che la terza fase, cioè quella in cui avviene il raffreddamento rallentato dai fenomeni esotermici anomali, fase identificata con il termine autosostentamento, è la più importante in quanto è quella che determina l’ottenimento o meno di un COP complessivo e duraturo superiore all’unità.

La ganascia termica nella generazione di calore anomalo - Sulla termodinamica e sulla cinetica

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