Pilele K

Inventia academicianului Nicolae Vasilescu-Karpen.

Creatorul Scolii Politehnice din Bucuresti si rectorul ei intre 1920 - 1940.

Pilele K functioneaza folosind un singur izvor de caldura, caldura mediului ambiant, pe care o transforma in energie electrica.

In aceasta vitrina se gasesc doua pile cu electrozi, unul din platina platinata si celalalt din aur, intr-un electrolit de acid sulfuric pur, care, montate in serie, genereaza o forta electro-motoare de circa 700 de milivolti.

Aceste pile folosesc proprietatea cunoscuta a metalelor de a absorbi si adsorbi, gazele dizolvate in lichidele cu care se gasesc in contact.

In interiorul acestor pile nu se petrece nici o reactie chimica, aceste pile fiind pile de concentratie, imprumutandu-si toata energia din mediul ambiant.

Ca si in pilele de concentratie obisnuite, f.e.m. a pilelor K scade cand pilele debiteaza; dar spre deosebire de acele pile, f.e.m. a pilelor K se regenereaza automat, revenind la valoarea lor initiala, daca sunt lasate in repaus.

Aceste pile alimenteaza un micro motor oscilant, in permanenta si neintrerupta miscare.

S-a realizat astfel efectiv, ceea ce se numeste un PERPETUUM MOBILE DE SPETA A DOUA, adica un motor care se misca cu energia captata dintr-un singur izvor de caldura de temperatura constanta.

Sursa: Muzeul National Tehnic Prof. Ing. Dimitrie Leonida

Un album cu fotografii ocazionat de acest subiect poate fi vazut aici:

http://nini.qsl.ro/yo3ccc/Pilele%20K/index.html

Viata lui Nicolae Vasilescu-Karpen

Nicolae Vasilescu-Karpen s-a nascut pe 28 noiembrie 1870 la Craiova. Tot aici urmeaza cursurile scolii primare si ale liceului, numarandu-se permanent printre premianti. Dupa liceu, Nicolae Vasilescu-Karpen urmeaza cursurile Scolii Nationale de Poduri si Sosele, din Bucuresti, absolvind in anul 1891 ca sef de promotie, cand inca nu implinise 21 de ani.

In perioada 1891 - 1894 a lucrat ca inginer la Ministerul Lucrarilor Publice, calitate in care a realizat mai multe lucrari importante in domeniul cailor de comunicatie.

Pasionat de noul domeniu al electrotehnicii, tanarul inginer roman pleaca la Paris, unde frecventeaza cursurile Scolii Superioare de Electricitate, al carui absolvent cu diploma devine in anul 1900. In paralel urmeaza si cursurile Universitatii, al carei licentiat in stiintele fizicii, mecanicii si matematicii devine in 1902.

Doctoratul in fizica il obtine tot in Franta, la Universitatea din Sorbona, in 1904, cu teza ”Recherches sur l’effect magnetique des corps electrises en movements” (Cercetari asupra efectului magnetic al corpurilor electrizate aflate in miscare), sustinuta cu Gabriel Lippmann (1845 - 1921), Henri Poincare (1845 - 1912) si Henri Moissan (1852 - 1907). Aceasta teza de doctorat se referea la convectia electrica si demonstra, printre altele, imposibilitatea de a stabili, prin efecte de convectie, miscarea de translatie a Pamantului, problema si astazi de interes pentru cei ce vor studia teoria relativitatii. De asemenea, Nicolae Vasilescu-Karpen a demonstrat relatiile dintre energiile si tensiunea campurilor magnetice si electrice, precum si tensiunea si repulsiunea liniilor de forta ale acestor campuri, rolul electronilor in transmisia energiei electrice prin fire si existenta electronilor liberi sau solvatati in electroliti.

Deosebit de apreciat pentru realele sale insusiri, Nicolae Vasilescu-Karpen a fost numit profesor de electrotehnica in Franta, la Universitatea din Lille, in anul 1901, unde a activat un an, depunand o activitate didactica pe gustul tinerilor sai studenti.

Dorul de tara si dorinta de a pune in slujba acesteia cunostintele acumulate si puterea sa de munca il fac sa se intoarca in Romania, in anul 1905. Aici ocupa postul de profesor la Scoala Nationala de Poduri si Sosele, din Bucuresti, unde activeaza pana in 1940. Tot in 1905 inaugureaza cursul de electricitate si electrotehnica la catedra cu acest profil infiintata in cadrul Scolii Nationale de Poduri si Sosele.

Nicolae Vasilescu-Karpen are, asadar, meritul ca, alaturi de alti dascali patrioti, incepe constructia edificiului invatamantului ingineresc modern, caracterizat in principal de caracterul sau multilateral.

Academicianul Remus Radulet afirma despre Nicolae Vasilescu-Karpen: “Numerosi fruntasi ai stiintei si tehnicii romanesti, nenumarate generatii de ingineri, educati de eminentul profesor inginer, vor pastra vesnic amintirea celui care s-a straduit sa ridice stiinta si tehnica romaneasca la nivelul preocuparilor stiintei mondiale.”

Intre 1918 si 1920 a fost director al Scolii Nationale de Poduri si Sosele, avand meritul incontestabil de a fi elaborat, pe baza unui studiu amplu, documentat si realist, proiectul de transformare a acesteia in Scoala Politehnica. Numit rector al noii universitati, numita Scoala Politehnica Romana in 1920, Nicolae Vasilescu-Karpen a detinut aceasta inalta functie timp de doua decenii, pana in anul 1940. Incepand cu anul 1922 a fost membru titular al Academiei Romane si membru de onoare al “Societe francaise des electriciens”.

In 1941 a devenit Doctor honoris causa al Politehnicii din Bucuresti. Nicolae Vasilescu-Karpen a desfasurat o ampla activitate de cercetare, multidisciplinara, abordand domenii stiintifice foarte diverse, cum ar fi atomistica, mecanica, elasticitatea, termodinamica, teoria cinetica, electrodinamica, electromagnetismul, telefonia la mare distanta, telegrafia fara fir, constructiile, electrochimia, fizica, geofizica s.a.

Dintre studiile efectuate de acesta mentionam in primul rand efectul magnetic al corpurilor electrizate aflate in miscare, fizicianul roman demostrand experimental ca si corpurile macroscopice electrizate aflate in miscare genereaza camp magnetic in jurul lor. Existenta acestui camp se dovedeste prin forta care actioneaza asupra unui ac magnetic pe care-l orienteaza sau prin forta cu care actioneaza asupra unui conductor mobil, parcurs de curent.

Campul magnetic poseda energie si exercita actiuni, fiind deci un sistem fizic. Campul magnetic este o forma fizica a materiei, care se manifesta prin forte aplicate unui ac magnetic sau conductoarelor parcurse de curentul electric.

Electromagnetismul reprezinta studiul proprietatilor megnetice ale curentului electric si este un domeniu al stiintei in care Nicolae Vasilescu-Karpen, prin experimentarile sale, poate fi considerat un demn urmas al savantului danez Hans Christian Oersted (1777 - 1851) care, in celebra sa experienta din 1820 a demonstrat ca in jurul oricarui conductor parcurs de curent electric apare un camp magnetic.

Alte studii importanta ale sale se refera la aderenta fierului la beton, presiunea interna a lichidelor si mecanismul presiunii osmotice, distributia liniilor de inductie magnetica si cauza reactiei magnetice a indusului masinilor de tip dinam.

Aceste lucrari ale lui Nicolae Vasilescu-Karpen din domeniul electrochimiei sunt printre cele mai importante lucrari ale sale, de fapt fiind cele care i-au adus savantului roman notorietatea. In acest sens el a creat numeroase tipuri originale de pile electrice, denumite K1, K2, K3... Pila cu metanol, creata de el, reprezinta o prioritate romaneasca in domeniu. Pilele cu metanol au capatat astazi un deosebit avant in special datorita cercetarilor spatiale. Studiile sale in domeniile termodinamicii, atomisticii si teoriei cinetice s-au bucurat de o larga apreciere, fiind privite cu interes. Karpen a reusit determinarea, printr-o metoda necunoscuta pana atunci, a presiunii interne a lichidelor, a studiat presiunea osmotica si tensiunea superficiala a acestora. Datorita acestui fapt, termeni ca “difuziunea Karpen” sunt in prezent acceptati pe plan mondial. 

Nicolae Vasilescu-Karpen a inventat “Pila termodinamica cu temperatura uniforma” (brevet de inventie nr. 16.824 din anul 1922), care mai este cunoscuta si sub numele de “Pila K”. Aceasta functioneaza fara nici o alta sursa de energie, utilizand exclusiv caldura mediului ambiant.

Un exemplar din “Pila K” se afla si in prezent la “Muzeul National Tehnic Prof. Ing. Dimitrie Leonida”, situat in Parcul Carol din Bucuresti. “Pilele Karpen” expuse la acest muzeu au electrozi din aur si platina, iar mecanismul lor de functionare nu este foarte bine elucidat nici astazi. Acestea au fost prezentate mai intai Societatii Franceze de Fizica in anul 1926 si de atunci ele functioneaza in continuu la “Muzeul National Tehnic Prof. Ing. Dimitrie Leonida”, folosind exclusiv caldura mediului ambiant.

Savantul roman Nicolae Vasilescu-Karpen se situeaza, prin aceasta mare inventie, alaturi de cei care au adus o valoroasa si incontestabila contributie la realizarea complexelor mijloace tehnice care au facut posibil transportul omului pe Luna. Despre acest lucru, Prof. I. Solomon, Presedintele Societatii Franceze de Fizica, afirma: “A inventat pila de combustie cu o jumatate de secol inainte ca oamenii sa ajunga pe Luna datorita ei.”

Nicolae Vasilescu-Karpen a explicat si alte numeroase fenomene, in afara de anomaliile pilelor “K” inventate de el, cum ar fi: efectul Volta, atacul metalelor prin acizi-halogeni, functionarea pilelor gen Daniel etc. Fizicianul si inginerul electrochimist roman are realizari de exceptie si in domeniul celulelor electrice: celula electrica care foloseste energia de oxidare a alcoolului, celule electrice cu clorura de argint, celule cu oxigen concentrat, celule K ce folosesc exclusiv caldura mediului etc.

In 1909, printr-o “Nota” transmisa Academiei de Stiinte din Paris, Nicolae Vasilescu-Karpen a propus folosirea curentilor purtatori de inalta frecventa pentru telefonia prin cablu, la mare distanta.

El a construit, de asemenea, in anul 1914, postul de telegrafie fara fir, la Baneasa si in 1915 postul de radiotelegrafie de putere (150 kW) la Herastrau, langa Bucuresti, cu ajutorul caruia a reusit sa intre in legatura cu statii similare din Europa.

A proiectat centrale electrice si electrificari pentru orasele Campina, Constanta si Vaslui. In 1915, Nicolae Vasilescu-Karpen a prezentat Academiei Romane un memoriu, continand o teorie originala privind adeziunea barelor metalice in betonul armat.

A publicat numeroase carti si lucrari stiintifice, dintre care enumeram: “Telegrafia fara fir” (1904), “Manualul de Electrotehnica Generala” (1925) si tratatul “Electricitatea” (1942).

Nicolae Vasilescu-Karpen a murit pe 2 martie 1964 la Bucuresti, la venerabila varsta de 94 de ani. El ramane in istoria stiintei ca un valoros pionier in domeniul pilelor de combustie, dar si ca un ctitor de scoala in invatamantul nostru tehnic superior, alaturi de Anghel Saligny, Gheorghe Titeica, Traian Lalescu, Dragomir Hurmuzescu s.a.

La toate acestea s-ar mai putea adauga si sprijinul dat de Nicolae Vasilescu-Karpen transmisionistilor militari in timpul primului Razboi Mondial.