Perpetum mobile druhého druhu

V 18. století se rozšířily parní stroje a mechanismy. Část fyziky, která se snažila vysvětlit jejich práci a vybudovat obecné zákony pro tvorbu tepelných strojů, se začala nazývat termodynamika. Zákon zachování energie se také stal známým jako první zákon termodynamiky. Perpetum mobile, jehož princip činnosti odporoval prvnímu termodynamickému zákonu, se začal nazývat perpetum mobile prvního druhu.

Existovala však další obecná myšlenka stroje na věčný pohyb, který nebyl v rozporu se zákonem zachování energie. Bylo známo, že v motorech se pracuje, když horké těleso odevzdává teplo plynu nebo páře a pára funguje například pohybem pístu. Obrovská tepelná energie je soustředěna například v oceánu. Pokud odebíráte energii z oceánu snížením jeho teploty, bude tato energie stačit například k udržení chodu lodního motoru nebo k vytvoření elektráren v moři.

Ukázalo se však, že neexistuje způsob, jak zajistit přenos energie z chladnějšího tělesa do teplejšího. Ale k vytvoření stroje perpetum mobile je nutné, aby se také pracovalo.

V důsledku vývoje termodynamiky, vycházejícího z prací Sadiho Carnota, Rudolf Clausius ukázal, že proces, při kterém by samovolně přecházelo teplo z chladnějších těles na teplejší, je nemožný. V tomto případě je přímý přechod nejen nemožný, ale nelze jej provést pomocí strojů nebo přístrojů, aniž by v přírodě nastaly nějaké další změny.

William Thomson (Lord Kelvin) formuloval princip nemožnosti perpetum mobile druhého druhu (1851), protože procesy jsou v přírodě nemožné, jejichž jediným důsledkem by byla mechanická práce produkovaná chlazením tepelného rezervoáru.

Když byla vytvořena statistická termodynamika, která byla založena na molekulárních konceptech, našel druhý termodynamický zákon své vysvětlení. Ukázalo se, že přechod tepla ze studeného tělesa do teplejšího je v zásadě možný, ale jedná se o zničující nepravděpodobnou událost. A v přírodě se realizují ty nejpravděpodobnější události.

Zobrazit komentáře (4)
Sbalit komentáře (4)

injener 04.06.2009. 11. 16 XNUMX:XNUMX Odpovědět

JE MOŽNÁ POUZE KOMPLETNÍ TERMODYNAMICKÁ TRANSFORMACE
V PŘEVODNÍCÍCH DRUHÉHO DRUHU!
Neexistují žádné stroje na věčný pohyb, to je moje pevná víra. Neexistuje však žádný zákaz přeměny energie s účinností blízkou 100 %, alespoň na moderní úrovni to zatím nikdo neprokázal. To je podpořeno prakticky dosaženými výsledky o přeměně mechanické energie na energii mechanickou, případně elektromechanické přeměny. Účinnost v nich dosahovaná dnes, řádově 97-98 %, měla již dávno upozornit moderní vědce a přimět je k pochybnostem o podřadnosti termodynamických přeměn deklarovaných Carnotem. Ubohý pokus vědecky doložit výslednou nízkou účinnost tzv. tepelných strojů, Carnotův kalorik, je ve svých základech nevědecký. Carnot navíc v popisu svého slavného cyklu připouští několik protichůdných závěrů a závěrů, které odporují zdravému rozumu. Možná je důvodem nízké účinnosti při termodynamických přeměnách energie nedokonalost zvolené metody? Bylo období, kdy byly například žárovky považovány za hranici dokonalosti, ale nyní, když jsme trochu pochopili fyziku přeměny chemické, elektrické, elektromagnetické energie na elektromagnetické záření viditelného (a nejen to) spektrum, lasery, LED a samotné žárovky se již staly ve svém oboru úplným svinstvem. Možná bychom měli alespoň pochybovat o všemohoucnosti termodynamiky? Vždyť až dosud lidstvo používalo prakticky jen jednu jedinou metodu, metodu tlakového rozdílu. Používá se ve všech motorech, od lokomotivy po raketové, a jako důkaz řečeného mohu pochybujícím navrhnout, že do pracovních komor všech známých motorů je přiváděn obyčejný stlačený vzduch s tlakovými parametry pracovního tekutiny a budou fungovat. Ale nepředbíhejme, zvažme vše v pořádku. Dnes máme tři hlavní výklady druhého termodynamického zákona:
1. Proces, při kterém by teplo samovolně přecházelo z chladnějších těles na teplejší, není možný. R. Clausius (1850)
2. Nelze postavit periodicky pracující stroj, jehož veškerá činnost by se omezila na provádění mechanické práce a odpovídající chlazení tepelného zásobníku. W. Thompson (Kelvin) (1851).
3.Entropie jako funkce nepořádku se může zvyšovat pouze v uzavřených systémech.

1. Zvažte první formulaci. Začněme pojmem „teplo“, jak vidíme, že se používá jako podstatné jméno, s jasně doprovázejícími materiálovými vlastnostmi, vše tak, jak Carnot pochopil a odkázal. S takovým dědictvím se posouváme do třetího tisíciletí.
Atomově-molekulární struktura hmoty je obecně přijímána. Molekulární kinetická teorie byla vyvinuta a je ctěna. MCT vysvětluje tepelné jevy jako projev kinetické energie chaotického pohybu molekul. ŽÁDNÉ kalorie, teplo, teplo. Mimo molekuly není žádná tepelná energie. Existuje kinetická energie molekul jako míra pohybu molekul. Samotné molekuly a jejich pohyb jsou hmotné. Právě materialita tepla, tepla, hlásaná Carnotem, vyžaduje určení směru jeho pohybu. V MCT se převažující energie molekul z oblastí s vysokou teplotou šíří do oblastí vesmíru s nízkou teplotou. Tepelná výměna neexistuje, stejně jako teplo. Není jasný účel mých prohlášení? Vzduch z poškozené duše se samovolně rozšíří do okolního prostoru, ale duše nemůže být samovolně nafouknuta okolním vzduchem. A žádná „pneumatická výměna“. To je nepopiratelné, je to ‘bez přemýšlení’. Všimněte si, bez jakéhokoli „druhého pneumatického zákona“ a to vše proto, že naše hlavy nebyly zahaleny „materiálovou pneumatikou“, ale dostali jsme fyziku vzniku tlaku plynu bez idealistického zkreslení.
Převažující energie molekul v oblasti prostoru je distribuována, disipována v oblasti jejího relativního nedostatku. Za žádných okolností NE předávání tepla! Oblasti s nedostatkem nemají co dát; přijímají přebytečnou molekulární energii šířící se z oblastí s převládající energií. Když pochopíme, že neexistuje žádné teplo, neexistuje žádná výměna tepla, ukáže se nesmyslnost této formulace druhého principu. Ale hlavně, teprve od tohoto okamžiku se osvobodíme od kalorického dědictví termodynamiky, materiálnosti tepla.
To nevyžaduje znalost „vysokých záležitostí“, stačí důsledně všemu rozumět, jednou provždy porovnat všechny argumenty a nikdy se nevracet k tomu, co bylo dříve odmítnuto. Stejně jako to udělali například s geocentrickým modelem vesmíru. Dostali jsme něco takového: „Země na třech pilířích je hloupá: tohle je vesmír se svými galaxiemi, je přesně na třech pilířích.”
Shrnutí této úvahy: naznačenou formulaci druhého principu dali termologové, aby se dostali ze slepé uličky, kam je zavedla materiálnost tepla a tepla. Pro MKT je to „páté kolo“ a nepotřebujete víc než výše popsaný zákon pneumatiky.

2. Druhá formulace je považována za analogickou k první. Dovolte mi nesouhlasit. Skutečnost, že porušení ‘postulovaného směru pohybu tepla’ by umožnilo vytvořit v.d. druhý druh je logický. Ale na základě čeho tvrdíme, že pokud tento postulát není porušen, pak v.d. druhý druh nelze vytvořit, pro mě osobně je to obrovská záhada. Předpokládejme, že nemožnost úplné transformace shledáváme v postulátech a Carnotově cyklu. Projděme náš ukazatel přes řádky popisu Carnotova cyklu. Malý autorský výklad, přesto, že zásadně neuznávám kalorické, tepelně-materiálové polohy a právě z nich se skládá celý popis, přesto beru původní podání beze změn.
‘Carnotův cyklus, vratný kruhový proces, při kterém dochází k přeměně tepla na práci (nebo práce na teplo).
Teplo není hmotné, takže bych navrhoval mluvit o následujícím. Termodynamická přeměna energie je proces přeměny kinetické energie molekul pracovní tekutiny (p.t.) na kinetickou energii pohybujících se částí stroje nebo naopak.
‘R.t. je postupně v tepelném kontaktu se dvěma tepelnými zásobníky (s konstantními teplotami) – ohřívačem (s teplotou T1) a chladničkou (s teplotou T2 < T1). Přeměna tepla na práci je doprovázena přenosem určitého množství tepla z ohřívače do chladničky pracovní kapalinou.’
Nikam se nic nepřenáší, nejsou potřeba tepelné kontakty ani teplotní rozdíly. Pro provedení termodynamické transformace označujeme hned první druh, tzn. jeho jediný typ používaný u všech v současnosti známých tzv. tepelných motorů, nezbytnou podmínkou je přítomnost tlakového rozdílu RT. mezi pracovní oblastí a oblastí vypouštění RT. Postačující podmínky jsou: a) tlaková ztráta musí odpovídat výsledné výslednici, jejíž hodnota musí být větší nebo rovna hodnotě protilehlých odporových sil, včetně síly odebírající; b) těleso přijímající energii (píst, rotor turbíny nebo samotná hmota rakety) musí být v pohybu. To je vše!
Můžete namítnout, jak? Motor je tepelný. Za prvé, z výše uvedeného vyplývá, že je primárně pneumatický. RT topení se používá pouze k vytvoření převládajícího tlaku RT. a je to nejefektivnější způsob jeho vytvoření. Podávejte místo r.t. stlačený vzduch a jakýkoli známý „tepelný motor“ bude fungovat. Dekomprese zastaví jakýkoli „tepelný motor“. Pokusil se někdo analyzovat tuto skutečnost? Pokud ve válci s pístem, r.t. bude mít tlak 1 atm, pak se píst nebude pohybovat ve ejekčním médiu o tlaku 1 atm, i když je pokojová teplota uvnitř bude více než 15000 XNUMX. A naopak, pokud je teplota ve válci rovna atmosférické teplotě, ale tlak RT splní formulované nutné a dostatečné podmínky, pak se píst vysune a proces atp. probíhají transformace. Tento závěr obecně vyplývá z elementárního vzorce sil působících na píst z R.T. a z atmosféry: F = Fр.т.- Фатм. = Pr.t.*Spiston – Patm.*S píst = Spiston (Pr.t. -Patm.).
Kde vidíte přímý vztah mezi silami a teplotou?
Pojďme k prohlížení samotného cyklu:
‘R.t. (například pára ve válci pod pístem) při teplotě T1 se přivede do kontaktu s ohřívačem a izotermicky z něj přijímá množství tepla δQ1 (v tomto případě se pára rozpíná a pracuje), to odpovídá segmentu izotermy AB.“
Zapomněli jste teplotu tohoto ohřívače? Vraťte se nahoru – T1, to je ono. A jak budete přenášet teplo z ohřívače s teplotou T1 do pracovní kapaliny s T1? Nemohu si pomoci, ale udělám „lyrickou odbočku“, protože je mi často vyčítáno, že jsem vůči Carnotovi neuctivý, a proto chci tento problém objasnit. Je to návrh od muže z planety ‘Niberu’? Pozemšťanům, kteří takový proces akceptují, navrhuji, aby s konvicí s vodou o teplotě 1000C vstoupili do sauny o teplotě 1000C. Jakmile se to uvaří, zavolej mi, přiletím s 1*106 babek na slavnostní prezentaci k tobě. Přál bych si naživo vidět pozemšťana, který si vytápí domov s T=200, radiátory s T=200, zavolej, udělej mi radost. Mimochodem, nezapomínejte, že proces této kvazistatické izotermické transformace byl používán vědeckými osobnostmi v motorech! Zapomněli jste, kolik otáček udělají motory za sekundu? Připomínám vám, abyste posílili svou důvěru ve výběr kvazistatických procesů k popisu jejich fungování. Ale to není vše, je to jen zdravý rozum. Ve skutečnosti je to horší, Carnote.

abah 07.10.2011 14:26 Odpovědět

2. termodynamický zákon je naprosto pravdivý. Nemůžete to zlomit pomocí termodynamických systémů. Je to jako by se Archimedes pokusil převrátit Zemi, když by stál na jejím povrchu. Není divu, že řekl: “Dejte mi opěrný bod a já pohnu Zemí!” Opěrný bod musel samozřejmě ležet někde mimo Zemi. Jsou již známé systémy, kde termodynamika nefunguje.
V mikrokosmu dosahují kolísání tlaků a rychlostí molekul docela znatelných hodnot. Jak se velikosti čipů zmenšují, jsou tyto výkyvy stále důležitější. Každý zná tepelný šum v zesilovačích. Každý zná Brownův pohyb. A pak se v roce 2011 objevila zpráva, že Hitachi vyrobilo konvertor mikrooscilací vzduchu na elektřinu. Výkon je mikrowatty na cm2, ale jak se zmenšuje velikost prvků (a to se děje s nevyhnutelností plynutí času), je možné postavit docela výkonné zdroje energie. Energie se nečerpá z nějakého omezeného zdroje, ale z objemu. Proto je možné zvýšit počet měničů nejen v rovině, ale i ve 3. dimenzi.
V oblasti kapilárních jevů je již dlouho známa závislost tepla fázové přeměny na zakřivení fázového rozhraní. Při stejné teplotě se kapka na nesmáčivém povrchu odpaří a pára v úzkých kapilárách kondenzuje. Podobný jev nelze vykreslit na plochém pV diagramu, je nutná třetí souřadnice; Tento jev umožňuje sestrojit jednoduchý motor, který bude vykonávat užitečnou práci při jediné teplotě. Kromě užitečné práce stroj vytvoří (jako vedlejší efekt) zvýšenou teplotu v kondenzační zóně a sníženou teplotu v odpařovací zóně kapaliny. Požadované zakřivení povrchu kapaliny lze snadno vytvořit pomocí tlaku. Náklady na čerpání kapaliny jsou stokrát nižší než energie získaná z pohybu plynné fáze.

mvs 27.07.2013 19:50 Odpovědět

Názor statistické fyziky zastoupený akademikem L. Landauem k otázce druhého zákona termodynamiky:
1. Popírání principu absolutní nevratnosti, který zakazuje endotermický cyklus. Landau: “. mechanika sama o sobě je zcela symetrická vzhledem k oběma směrům času. taková symetrie by měla být zachována i ve statistice založené na klasické mechanice. Proto pokud možno. proces, doprovázený zvýšením entropie uzavřeného makroskopického systému, pak by měl být možný i opačný proces, při kterém entropie systému klesá.“
2. Popírání jednoznačnosti hodnoty maximální práce podle Clausia: A = Q1(1 – T2/T1). Landau: „Přítomnost [environmentálního] prostředí, které se také účastní procesu, činí výsledek nejednoznačným a vyvstává otázka, jaká je maximální práce, kterou může tělo vyvinout pro danou změnu svého stavu. L = – ∆(H – ToS).
3. Negace formulace ppm-2 ve znění Kelvina (1851) a Ostwalda (1893): (Věčný stroj 2. druhu je nemožný, tj. takový, který funguje chlazením rovnovážného prostředí).
Landau, volí Carnotovu formulaci: „Motor pracující pouze díky energii těles v tepelné rovnováze by byl pro praxi jakýmsi „strojem věčného pohybu“. Druhý termodynamický zákon vylučuje možnost sestrojit takovou věc. perpetuum mobile 2. druhu.”

mvs 27.07.2013 19:52 Odpovědět

V tepelné energetice, která představuje 80 % veškeré energie, je možná přítomnost tří různých typů cyklů. Jsou to: izotermický cyklus, exotermický (palivový, „horký“) cyklus a endotermický (samochladící, bezpalivový) cyklus.
Izotermický cyklus zakázal pro výrobu exergie S. Carnot (1824), endotermický cyklus zakázal lord Kelvin (1851) a povolen zůstal pouze exotermický cyklus paliva. Tento cyklus je nejnebezpečnější, je zodpovědný za všechny krize: ekologické, ekonomické i energetické.
Objevil jsem a vynalezl endotermický bezpalivový cyklus pro možné použití. Cyklus umožňuje využití sluneční energie soustředěné v hydrosféře a atmosféře. Podstatou vynálezu je vyvinutí schématu technologického cyklu.
Důkazem objevu je řešení Gibbs-Helmholtzovy rovnice pro exergii (Æ) termomechanických systémů: Æi = Н– – ToΔS i = Q1 + To(∂Æi/∂T)р.
Kořeny rovnice jsou exergie pro různé cykly:
• Æ1 = H– – To(∂Æ/∂T)р = Q1 – Q0, – exotermický Carnotův cyklus;
• Æ2 = H– + To(∂Æ/∂T)р = Q1 + Q0, – Landauův cyklus 2, celkový cyklus;
• Æ3 = Н– = Q1, – Landauův cyklus 1, celkový cyklus;
• Æ4 = Q® + Q® = 2Q®, – cyklus exergické pumpy (EPP), endotermický cyklus;
• Æ5 = 2Q® + (– Q®), – cyklus exergy chladničky (ECR), endotermický cyklus.