أريد أن استفسر عن النتيروجين السائل ؟!

[واحد مسكين]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته :
أما بعد :
أريد أن أستفسر عن النيتروجين السائل .. يعني أنا أعرف أنه درجة حرارته 198 تحت الصفر ودرجة غليانه 200 وشوي تحت الصفر :) ، ولكن أنا أريد أن أعرف ما هي المدة التي سيبقى فيها سائلاً في درجة حرارة الجو الطبيعية ؟!

لأنه في إحتمال أن نعمل عملية كسر للسرعة بهذه الطريقة ونضع أنبوبة نحاسية فوق المعالج ونضع فيها النتيروجين السائل ..

[CPUXBrain]

في الحقيقة هذا عمل جبار ، وأهنئكم على حماسكم ...

لكن وكما تعرف فإن درجة غليان النيتروجين السائل هي (-195) يعني في درجة الجو الطبيعية وتحت الضغط العادي ، سيتبخر في ثواني .. وللمحافظة عليه ستحتاج إلى خزان ذو جدران صلبة ويتحمل درجات ضغط مرتفعة جدا ، كم أنك ستحتاج إلى كمبرسور هائل لتحريكه في هذا الضغط ...

عموما يمكنك الاستفادة من تجربة موقع (tomshardware) المماثلة ، على الرابط التالي :
https://www.tomshardware.com/2003/12/30/5_ghz_project/

...

[الخلف]

النيتروجين السائل يتم حفظه باسطوانات تحت ضغط مرتفع حتى يبقى سائلاً في درجات حرارة مرتفعة ( قياساً لمتطلباته )، أغلب الشركات تعطي أسطوانات مضغوطة تقبل بإبقائه سائلاً حتى درجة 20 مئوية، أكثر من هذه الدرجة ستتعرض الأسطوانة للانفجار نتيجة الضغط...

يختلف مقدار الوقت حسب الضغط الجوي ودرجة الحرارة، فزيادة الضغط الجوي تقلل الوقت ولكنها تقلل من كفاءته أيضاً وزيادة درجة الحرارة تزيد الوقت وتقلل من الكفاءة أيضاً...

آلية العمل تعتمد على مبدأ تبخر النيتروجين السائل ( أمر مشابه لنظام تغيير الحالة Phase Change باستخدام الضاغط، ولكن المادة تأتي مضغوطة بشكل كبير ولديها قوة أكبر )...

سآتي بشرح مبسط لطريقة عمل النتيروجين السائل ونظام تغيير الحالة بشكل سريع أيضاً...

للمادة ثلاث حالات رئيسية هي الصلبة والسائلة والغازية وحالة جديدة واحدة يعتبرها بعض العلماء على أنها الحالة الرابعة للمادة وهي البلازما، وبعض العلماء يعتبرونها حالة خاصة من الحالة الغازية...

الفرق بين الحالات الثلاث هو المسافة بين الجزيئات والطاقة الحركية للجزيء نفسه...
في الحالة الصلبة، تمتلك الجزيئات طاقة حركية منخفضة، وتكون الجزيئات متقاربة بشكل كبير وفي بعض الحالات ( التبلور ) تكون مرتبطة مع بعضها البعض، وحسب شدة التبلور تزداد الصلابة أو تقل ( مثل حالة الجرافيت والألماس، فكلاهما عبرة عن كربون ولكن شدة التبلور في الألماس أكبر من نظيره في الجرافيت وهذا ما يكسبه الصلابة والقوة الأكبر، ولكن لو تحرقهما كلاهما، كل الناتج أول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون !! )
في الحالة السائلة، تتفكك الروابط بين الجزيئات إن وُجدت وتصبح الطاقة الحركية للجزيئات أكبر فتتحرك بحرية أكثر مما يعطيها إمكانية التشكل حسب الوسط المحيط...
في الحالة الغازية تكون الجزيئات حرة تماماً وتمتلك طاقة حركية أكبر بكثير...

أغلب المواد تمتلك مسافات جزيئية محددة بمعنى أن لديها مجالاً محدداً لايمكنها تجاوزه وهذا يمنعها من أن تكون حالة وسيطة، فمثلاً الشمع مجاله أوسع بكثير من مجال الماء، فالماء عندما يذوب يتحول من الحالة الصلبة إلى حالة سائلة بشكل مباشر، بينما الشمع تراه يصبح ليناً ويزداد لينة بزيادة الحرارة حتى يذوب أخيراً عند الوصول لحرارة معينة...

كل المواد تحتاج لطاقة معينة حتى تنتقل من حالة لحالة أخرى، أعتقد بأننا تعلمنا في المرحلة الثانوية بتجربة غليان الماء أن حرارة الماء تزيد بشكل متواصل حتى تصل إلى 100 ثم تتوقف الزيادة لفترة حيث يحتاج الماء عندها لطاقة ليتحول إلى غاز فيمتص الطاقة لتحوله هذا لا لزيادة حرارته...
الطاقة التي يمتصها تتحول لطاقة فصل بين الجزيئات حتى يجعلها من جزيئات متقاربة ( في الماء السائل ) إلى جزيئات متباعدة ( في الغاز )...

تعتمد آلية عمل تغيير الحالة على هذا المبدأ ولكن بشكل يعتمد على الضغط...

عند ضغط أي غاز، فإننا نقوم بتقريب جزيئاته من بعضها، في الحالة الطبيعية لكي نقوم بتقريب الجزيئات يجب علينا تبريد الغاز حتى يفقد الطاقة لتتقرب الجزيئات، ولكن عند ضغط الغاز فإننا نجبر الجزيئات على الاقتراب، ولكي تقترب يجب عليها أن تفقد طاقتها، فنرى أن درجة حرارة الغاز تزيد عن الضغط ( من يذكر أيام الدراجات ويضع يده أسفل مضخة الهواء اليدوية سيذكر أن تلك المنطقة تصبح ساخنة نتيجة كون الغاز المضغوط يتخلص من حرارته حتى يتمكن من الإنضغاط )...

هذا الأمر يعلل ارتفاع حرارة أي جهاز يضغط الغاز ( حتى جهاز الضاغط الخاص بالمكيفات )...

يمكن ضغط أي غاز حتى يتحول لسائل، عندها يصبح ضغط السائل شبه مستحيل ( يحتاج لطاقة هائلة جداً نظراً لتقارب كبير في الجزيئات )
وأثناء الضغط هذا، يطلق الغاز طاقة حرارية هي نفسها التي كانت الجزيئات تمتلكها وبفقدها هذه الطاقة يتحول الغاز إلى سائل...

السائل هنا سيظل سائلاً ما دام الضغط لايزال مرتفعاً، ولكن ما إن ينخفض الضغط حتى تبدأ الجزيئات بالتحرر، ولكي تتحرر فهي ستحتاج إلى طاقة حرارية حتى تبتعد عن بعضها وتتحول من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية... ولأنها تحتاج للتحرر بشدة فستقوم بامتصاص الحرارة من أي وسط مجانب لها، وعندما يكون السائل في أسطوانة مفتوحة فإن السائل سيمتص الحرارة من الأسطوانة حتى تبرد بشكل كبير وكمية الحرارة التي تفقدها الاسطوانة ستكون متناسبة مع كمية السائل الذي تحول إلى غاز مرة أخرى...

ستظل درجة حرارة الأسطوانة تنخفض حتى حد معين ( عندما تصل إلى درجة حرارة قريبة من درجة سيولة الغاز الموجود فيها ) عندها سيتوقف هذا الانتقال، وإن كانت كمية النيتروجين السائل في الأسطوانة كبيرة فإن عملية سحب الحرارة ستطال الهواء المحيط بالأسطوانة أيضاً حيث ستبطأ العملية هنا...

يقوم رافعي التردد بوضع الأسطوانة على المعالج، حيث يعتبر المعالج مصدراً حرارياً غنياً للنيتروجين السائل فيمتصها بشكل سريع خافضاً درجة حرارة المعالج بسرعة إلى درجات حرارة منخفضة جداً ( مقاربة لدرجة سيلان النيتروجين ولكنها لا تصل إليها أبداً إلا في حالات خاصة )...

كلما قل الضغط الجوي كلما زادت قوة إرادة تحول النتيروجين السائل إلى غاز، وكلما زادت هذه القوة كلما انخفضت الحرارة بشكل أكبر وأكبر وتزداد سرعة الفقد حتى تنتهي كمية النتيروجين السائل بسرعة ولكن مع الوصول لحرارة منخفضة...

وكلما زاد الضغط لجوي كلما قلت الإرادة ويصل لحرارة منخفضة ولكن ليست بذاك الانخفاض...

زيادة حرارة الجو يجعل للنيتروجين السائل مجالاً أوسع لسحب الحرارة غير المعالج...

حسب المعطيات يمكن الحكم للتالي...

للوصول لحرارة أقل، يجب وضع التجربة في ضغط جوي منخفض، ولكن هذا الأمر سيسرع التجربة ويجعلها تنتهي بسرعة
للوصول لوقت أطول، يجب إجراء التجربة في ضغط جوي مرتفع...

درجة حرارة الوسط المحيط بالتجربة كلما قلت كلما زادت كفاءة التبريد للمعالج، كما أسلفت فإن سحب الحرارة من وسط حار أسهل بكثير من سحبها من وسط بارد، وكلما زاد الفرق بين درجة الحرارة كلما صارت العملية أسرع وأقوى...

بمعنى أنه ينصح بتجربة العملية في مكان مكيف بأبرد درجة ممكنة، مع جعل الجهاز ( وهو جاهز للتجربة ) فترة وهو مطفأ حتى تبرد جميع مكوناته أيضاً وذلك لجعل المعالج أسخن نقطة بالجهاز ككل عندها سيكون المعالج هو أفضل نقطة للنيتروجين السائل لكي يسحب الحرارة منه...

لاتنسى أن تقوم بتغطية الأنبوب المعدني بمادة عازلة للحرارة حتى تخفض الانتقال والتسرب الحراري من الهواء إلى الأنبوب المعدني...

ولا تعتقد أن وضع الأنبوب مغلقاً سيزيد من فرصة العملية فهذا الأمر خطر وغير مجدي، فمع زيادة درجة الحرارة سيتحول السائل إلى غاز ويزداد حجمه رافعاً الضغط داخل الأنبوب المغلق فتقل كفاءة العملية ( لن يجد النيتروجين السائل متسعاً لكي يتمدد فيه وهو بحاجة لهذا التمدد ) وإن زاد الضغط بشكل أكبر في الأنبوب فسينفجر إن لم يستحمل الضغط...

[واحد مسكين]

أشكركم على ردكم .. وبصراحة ما شجعني إلا الرابط :
https://www.tomshardware.com/2003/12/30/5_ghz_project/


بمعنى أنه ينصح بتجربة العملية في مكان مكيف بأبرد درجة ممكنة، مع جعل الجهاز ( وهو جاهز للتجربة ) فترة وهو مطفأ حتى تبرد جميع مكوناته أيضاً وذلك لجعل المعالج أسخن نقطة بالجهاز ككل عندها سيكون المعالج هو أفضل نقطة للنيتروجين السائل لكي يسحب الحرارة منه...
صحيح .. حتى أن الشخص الذي قام بعملية كسر للسرعة وجعل التبريد بالنيتروجين السائل قام أولاً بفك اللوحة ورش عليها النيتروجين السائل أولاً ومن ثم ركّب القطع ..

طبعاً هي تجربة أردنا فعلها في الجامعة ( وقلنا لهم أننا نريد نيتروجين سائل ) فإن شاء الله يوافقوا على هذا الطلب ... ( وجهازي سيكون فأر التجربة :) ) .

سؤال : طبعاً الأسطوانة التي سآتي بها هي من النحاس ( فهل من الأفضل أن تكون طويلة أم بأي طول ؟ ) وسؤال آخر : المادة العازلة التي سأغلفها في جانبي الأسطوانة هل ينفع ( اسفنج رقيق ؟ أو فلين رقيق ؟ أم أي مادة آخرى ) ، وسؤال أخير :) : هل يلزمني فك جميع القطع لكي أرش على اللوحة الأم النيتروجين السائل أم أن القطع تكون مركبة وفقط أرش عليها النيتروجين السائل ؟ وما رأيك بحرارة كرت الشاشة لأنها تسخن بسرعة ؟!

واحد مسكين .

[الخلف]

ليست طويلة ولا قصيرة
- القصر يمنع وجود كمية مناسبة من النيتروجين السائل لتبريد المعالج مما يعني زيادة عمليات صب النتيروجين ( حيث سيتبخر بسرعة خصوصاً مع انخفاض الكمية )
- الطول يساعد على زيادة تبادل الحرارة مع الهواء عبر التسرب من على الجوانب حتى مع وضع الاسفنج أو رغوة العزل مما يؤدي إلى انخفاض فعالية النقل مع المعالج...

أغلب التجارب تكون في فلك 30 إلى 50 سم لطول الأسطوانة مع عرض 8 إلى 10 سم حسب نوع المعالج والمقبس المستخدم ( معالجات Pentium 4 أصغر فيزيائياً فتحتاج لأنبوب أصغر أيضاً ) ...

عادة لعزل الأسطوانة تستخدم نفس المادة المستخدمة في المكيفات والثلاجات، يمكنك الحصول عليها من أي ورشة من ورش التصليح للمكيفات والثلاجات، وهي طبعاً أسهل وأكث اعتمادية من الرغوة العازلة والتي تتصلب بعد رشها، الرغوة العازلة يمكنك الحصول عليها من محلات الأدوات الصحية خصوصاً المحلات الكبيرة...

لا يلزم فك القطع بل يفضل أن تكون مثبتة حتى لا تأخذ وقتاً أثناء تركيبها إضافة لكون عملية التركيب ستتطلب منك أن تلمسها ( ستمتص حرارة من جسمك )...

في تجارب رفع التردد القصوى بالنتروجين السائل يتم تبريد كلا من كرت الشاشة وطقم الرقاقات ( فقط لإنتل، ليس هناك داعٍ لتبريد أطقم رقاقات AMD لعدم وجود متحكم الذاكرة فيها ) باستخدام ضاغط Compressor ولكن يمكنك عمل أسطوانة أخرى مع زاوية 90 درجة من أجل تبريد المسرع الرسومي مع الاحتفاظ بمشتتات حرارية على ذاكرات المسرع...
إن كانت كمية النيترو السائل قليلة فيمكنك الحصول على ثلج جاف ( غاز ثاني أكسيد الكربون مجمد )


حاذر حاذر حاذر من الملامسة المباشرة مع الثلج الجاف أو النيترو السائل فهذا يسبب حروق جلدية شديدة وفي حال النيترو السائل إذا زادت الكمية فإن العضو سيتجمد وسيتطلب ذلك بتره سواء أكان طرف إصبع أو يد كاملة أو رجل...

يمكنك أن تتسائل كيف يصاب الجلد بالحروق من البرودة الشديدة... اسألني فقد أصبت بحرقين بسيطين نتيجة انخفاض بسيط في الحرارة ( أقل من برودة الثلج الجاف ولكن أبرد بكثير من الثلج العادي )... أثر الحرقين زال طبعاً الآن...
سبب الحرقين كانت تجربة تبريد بواسطة مزيل العرق :D

[واحد مسكين]

جزاك الله ألف خير أستاذي / الخلف على هذه الإضافات .. وإن شاء الله سأضيف التعديلات التي ستسري في الأسطوانة ..

شكراً لك .

[واحد مسكين]

يمكنك أن تتسائل كيف يصاب الجلد بالحروق من البرودة الشديدة... اسألني فقد أصبت بحرقين بسيطين نتيجة انخفاض بسيط في الحرارة ( أقل من برودة الثلج الجاف ولكن أبرد بكثير من الثلج العادي )... أثر الحرقين زال طبعاً الآن...
سبب الحرقين كانت تجربة تبريد بواسطة مزيل العرق :D
:D :D :D

الحمد لله أنه فقط حرق بسيط Con: .

[dxbboy77]

اخوي واحد مسكين

مثل ما فهمت من كلامك اذا وافقت اداره الجامعه علي النيتروجين السائل

رايحين تسوونها ..... اتمني انكم تصورونها لاني اتمني اني اشوف انجازات العرب

وانتوا رايحين تشتهرون فيها مثل ما انتشرت سالفة الزيت ....

[واحد مسكين]

اخوي واحد مسكين

مثل ما فهمت من كلامك اذا وافقت اداره الجامعه علي النيتروجين السائل

رايحين تسوونها ..... اتمني انكم تصورونها لاني اتمني اني اشوف انجازات العرب

وانتوا رايحين تشتهرون فيها مثل ما انتشرت سالفة الزيت ....
إن شاء الله أخوي /dxbboy77 :) .

[hamza934]

بالتوفيق و اتمنى لك النجاح في التجربة

[واحد مسكين]

الحمد لله حصّلنا نيتروجين سائل وسعر الـ 20 لتر بـ 300 ريال .. ولكن المشكلة ليست هنا وإنما في الإناء الذي يحويه هو الغالي وكان قيمته بـ 5000 ريال :( ، والجامعة رفضت إحضار الإناء إلا إذا نجحت تجربتنا ... أًشير إلينا أن نضع النيتروجين في أحد الخزانات ولكن قالوا أنه سيتبخر خلال شهر بالكثير ... وأصحابي الذين هم في النادي أشاروا إليّ أن تكون التجربة في الإجازة الصيفية لأن التجربة يحتاج لها وقت .. وأنا قد أخذت القياسات اللازمة للنحاس الذي سيوضع فوق المعالج وناقص لنا كمبروسر حق مكيف .. وخلاص عزّمنا على التجربة :) والله الموفّق .

[الهداف]

نحن في انتظار النتائج و لا تنسى تصور التجربة و تسويلنا تقرير

[skg]

اتمنى ان يكون التصوير لكل اجزاء العملية



متابع لمشروعكم باهتمام
واتمنى لكم التوفيق

[واحد مسكين]

إن شاء الله ستكون التجربة خلال الإجازة الصيفية .. وسنصوّر التجربة بإذن الله ، وذلك لوجود تجارب ناس آخرين ستُعمل أولاً .

وإن شاء الله تنجح التجربة .

[قولدمان]

بالتوفيق اخوي
بس عندي سؤال من أين حصلتوا على النيتروجين السائل.

[UNREAL]

شباب بالتوفيق بس انتبهو لا سمح الله تنتهوا زي Terminator 2
ولا زي ويزلي سنايبس في فلم Demolition Man

(z) (z) (z) (z) (z) (z) (z) (z) (z) (z)

شباب تراني أمزح :D بس جد والله خليكم سوبر حذرين وصوروا كل خطوة وعينوا واحد يكون مسؤول عن كتابة سيناريو الفيلم حتى يكون التصوير وتسلسل الأفكار و الخطوات منظمة وغير عشوائية...

والله يوفقكم.... !Clap

[dxbboy77]

اخوي انت علي اي كمبيوتر بتسوي التجربة ؟؟

وهل هو انتل او AMD ??

وشو المواصفات ؟؟

[واحد مسكين]

على جهاز بمعالج Intel .

على جهازي ..

[واحد مسكين]

بالتوفيق اخوي
بس عندي سؤال من أين حصلتوا على النيتروجين السائل.
وإياكم .

صاحبي هو إلّي حصّل المحل وقال أنه في المينا في جدة .. ولكن ما يعرف إيش اسم المحل .. وقال أنهم يوزعوا للمستشفيات .