Kolejny Piknik Naukowy za nami, była to już 19 edycja tej wspaniałej imprezy, którą interesują się zarówno fani nauki jak i zwykli ludzie, którzy wraz z całymi rodzinami postanowili w bardzo ciekawy i niecodzienny sposób spędzić sobotę na terenie Stadionu Narodowego w Warszawie. W tym roku tematem przewodnim było światło, jednak nie zabrakło jak zwykle, pełnego przekroju nauk, zarówno tych ścisłych, jak i pozostałych. Jest to  tak uniwersalna i interdyscyplinarna impreza, że praktycznie każdy jest tam w stanie znaleźć coś dla siebie.

Jako pasjonat nauk ścisłych staram się być przynajmniej chwilę na każdej edycji Pikniku, więc i w tym roku wybrałem się wraz z siedmioletnim synem do Warszawy i naprawdę nie żałuję, bo pogoda była świetna, bez większych problemów udało się dojechać i znaleźć miejsce parkingowe a przygotowane stoiska przeniosły nas w świat, którego na co dzień nie widujemy. Niestety, jedynym dość uciążliwym problemem podczas takich imprez jest ogromna ilość ludzi. Na większość najciekawszych stanowisk i pokazów po prostu nie można się było przecisnąć, podobno w godzinach popołudniowych tłum zelżał, jednak my nie mieliśmy aż tak dużo czasu :) W każdym bądź razie udało nam się obejrzeć kilka stanowisk, posłuchać o wielu aktualnie prowadzonych pracach badawczych a syn posadził nawet zaszczepkę rośliny metodą In Vitro na podłożu agarowym. Poniżej mała fotorelacja:

Rys. 1 Demonstracyjna instalacja turbiny cieplnej produkującej prąd.

Mamy tutaj przykład, w jaki sposób produkowany jest prąd w naszych konwencjonalnych elektrowniach węglowych, z tym, że ta modelowa zasilana była gazem. Palnik gazowy ogrzewał zbiornik z wodą w której ta zmieniała się w parę i napędzała turbinę z prądnicą. Dowiedzieliśmy się o niezbyt wysokiej sprawności takich rozwiązań i o tym jak ważna jest kogeneracja czyli jednoczesna produkcja ciepła i prądu. W takiej sytuacji zysk energetyczny jest dużo większy jednak elektrownie zazwyczaj są bardzo oddalone od osiedli mieszkaniowych więc z tą kogeneracją bywa różnie. Przesył ciepła na duże odległości jest zbyt stratnym procesem więc zazwyczaj w elektrowniach mamy do czynienia z mało sprawną generacją prądu i ogromnymi ilościami ciepła odpadowego. Przykre marnotrawstwo.

Rys. 2 Tłoczenie na zimno oleju rzepakowego.

Rys. 3 Tłoczenie na zimno oleju rzepakowego.

Ta gęsta, oleista i niezbyt apetycznie wyglądająca ciecz, która wypływa z maszyny to bardzo zdrowy olej rzepakowy z pierwszego tłoczenia na zimno. Czy będąc w supermarkecie kupili by Państwo taki niezbyt ładnie wyglądający olej ? :) Na zdjęciu widzimy tłocznię mechaniczną składającą się z silnika elektrycznego z układem sterowania, przekładni oraz ślimakowej wytłaczarki, która pobiera nasiona rzepaku z zasobnika i przeciska przez coraz to mniejszą średnicę tak że olej jest po prostu z tych nasion wyciskany a na końcu maszyny wypada "makucha" czyli zgnieciona i prawie pozbawiona oleju pozostałość, która również jest wykorzystywana np. jako nawóz lub produkt do produkcji jednorazowych i biodegradowalnych naczyń.

Rys. 4 Demonstracja działania automatycznej dojarki krów.

Jak już wspomniałem, impreza interdyscyplinarna :) nawet demonstracja zasady działania automatycznej dojarki dogłębnie na modelu została zaprezentowana.

Rys. 5 Ognista Rura Rubensa.

No i bardzo efektowna i bardzo profesjonalnie wykonana Rura Rubensa do demonstracji zjawiska akustycznej fali stojącej. Urządzenie składa się z długiej stalowej rury, którą nawiercono od góry bardzo cienkim wiertłem, otworkami w niedużych odległościach, źródła palnego gazu oraz na jednym z końców źródła dźwięku, drugi koniec jest zaślepiony. Po włączeniu dopływu gazu i zapaleniu małych płomyczków u ujść otworków mamy takie same płomyczki, jednak gdy z głośnika popłyną fale dźwiękowe o różnych częstotliwościach zaczyna się dziać spektakl ognia. fale dźwiękowe wytwarzają w różnych miejscach rury różne ciśnienia i wysokości płomieni bardzo efektownie zmieniają się.

Rys. 6 Demonstracja zjawiska przepływu dużego prądu przez materię organiczną.

Na tym zdjęciu z kolei mamy do czynienia z dość ważną lekcją wpływu prądu elektrycznego na materię organiczną. Mamy autotransformator, który służy do regulacji napięcia i dwie metalowe elektrody, na które nadziewany jest kiszony ogórek. Prowadzący, w dość ciekawy sposób obrazował fakt, że to nie napięcie zabija lecz przepływ prądu i to od czego tak naprawdę zależy przepływ prądu przez nasze ciało. Bardzo ciekawa lekcja bezpieczeństwa zwłaszcza dla przyszłych elektryków :)

Rys. 7 Zjawisko przepływu prądu o niewielkim natężeniu przez organizm.

Ciąg dalszy lekcji o przepływie prądu przez materię organiczną, w tym ciało człowieka. Z induktora Rumkorfa wysokie napięcie o niedużym natężeniu prądu zasila świetlówkę trzymaną przez człowieka. Świetlówka, mimo że jest zasilana tylko jednym biegunem, zaczyna świecić w dłoniach. Dlaczego ? Prąd elektryczny popłynął przez ciało osoby trzymającej świetlówkę. Zgodnie z prawem Ohma im wyższe napięcie przy stałej rezystancji tym wyższy popłynie prąd, napięcie mieliśmy wysokie, jednak wydajność prądowa zasilacza ograniczyła go do poziomu bezpiecznego dla osoby biorącej udział w eksperymencie.

Rys. 8 Magazynowanie energii słońca w postaci wodoru.

Obrazowanie jednej z ciekawszych metod magazynowania energii słońca wyprodukowanej za pomocą ogniw fotowoltaicznych. Obecnie fotowoltaika nie jest za bardzo opłacalna, nie tylko ze względu na koszt samych ogniw, ale przede wszystkim ze względu na wysokie koszty magazynowania zmiennych ilości energii np. w akumulatorach. Gdyby udało się naukowcom wymyśleć skuteczny i ekonomiczny sposób magazynowania dużych ilości wodoru mogli byśmy go produkować w procesie elektrolizy zwykłej wody pod wpływem energii elektrycznej z ogniw fotowoltaicznych. Na stanowisku zbierany był do probówek wodór i tlen powstający w procesie elektrolizy a następnie efektownie zapalany. Mieliśmy okazje zobaczyć proces zarówno magazynowania jak i uwalniania energii.

Rys. 9 Model turbiny wodnej.

Tutaj mamy zaprezentowane działanie turbiny wodnej, jako źródło energii zastosowana jest elektryczna pompa wodna, która wymusza obieg wody, energia strumienia tej wody odzyskiwana jest w modelu turbiny łopatkowej z przeźroczystym deklem więc można było dokładnie zobaczyć jak to działa.

Rys. 10 Fontanna zasilana energią słoneczną

Niepozorna fontanna ogrodowa i znów sposób na magazynowanie energii słońca, trochę powiązany z poprzednim zdjęciem. Jak to się robi ? Odpowiedzią jest elektrownia szczytowo – pompowa. Pompa wodna zasilana różnymi ilościami energii słonecznej z ogniw fotowoltaicznych pompuję wodę do zbiornika na wzniesieniu. Woda w tym wielkim zbiorniku zyskuję energię potencjalną, którą w każdej chwili można uwolnić spuszczając ją na dół przez turbinę i wyprodukować w każdej chwili dowolną ilość ciągłej i niezmiennej energii. Prosty i ciekawy sposób magazynowania energii słońca w wodzie :).