Начальство оштрафовало по пункту А8.
Так что придется создать вторую, параллельную, практически такую же, как и у contrentrop тему.
Начало смотрите здесь.

Свой кусок текста воспроизведу заново:


Ну наконец-то хоть кто-то заметил очевидное!!!
Оказывается не совсем все запущено в Земной науке.
Тока зачем так усложнять очевидное?

Любую молекулу можно считать простым шариком из классической механики.
Рассмотрев броуновское движение, можно заметить следующее: если молекула между двумя столкновениями летит вверх, пролетая при этом по вертикали расстояние ∆h, то она теряет часть своей кинетической энергии, равную mg∆h, но при этом получает такую же потенциальную энергию в гравитационном поле Земли.
Как камень подброшенный вверх.
Точно также падая вниз, молекула чуть чуть ускоряется.
Суммарно это приводит к тому, что в гравитационном поле температура газа ВСЕГДА падает с высотой.
Заметьте, в горах ледники не тают веками и тысячелетиями.
А на уровне моря при этом может быть дикая жара.

Что же касается конденсации, то здесь все просто.
Чем больше высота, тем ниже температура (ведь это просто макропараметр, характеризующий кинетическую энергию молекул).
На определенной высоте испарившийся газ будет находиться уже в переохлажденном состоянии.
И при наличии центров конденсации начнется образование капель жидкости.
Собственно этот процесс в атмосфере и происходит.
С поверхности Земли вода испаряется, а на высоте она коденсируется.
Причем если высота не очень велика, то образуются кучевые облака (вода в них находится в жидкой фазе).
Если высота достаточно велика, то образуются перистые облака (вода в кристаллической фазе).
Высота тропосферы в точности определяется скоростью молекул у поверхности моря.
По сути, это высота, на которую подлетит камень, подброшенный вверх с уровня поверхности моря со скоростью, равной средней скорости молекул у поверхности моря (примерно 450 м/с).
У полюсов температура ниже, скорость молекул меньше, и толщина тропосферы соответственно меньше.
В тропиках наоборот, температура высока, и верхняя граница тропосферы находится соответственно гораздо выше.
По этой же причине в полярных широтах практически никогда не бывает многокилометровых по высоте кучевых облаков.


Теперь переходим к вечному двигателю.
Тут все просто.
Сама планета - это по сути один огромный ВД второго рода.
Вода свободно испаряется из открытых сосудов и водоемов безо всякого дополнительного подогрева.
Кто не верит, налейте в банку воды, и поставьте ее открытой куда-нибудь под кровать, а через месяц посмотрите, сколько ее там осталось.
Испарившаяся вода конденсируется в атмосфере в виде облаков, и выпадает в виде дождя.
Если дождь пролился над возвышенностью, или в горах, то эту водичку запросто можно собрать и заставить крутить турбину.
Вот и вечный двигатель.
Причем заметьте, если Землю идеально заизолировать каким-нибудь энергетическим коконом, не пропускающим энергию извне, и не выпускающим его наружу, то все равно вода точно также, как и всегда, будет свободно испаряться с открытых поверхностей.
Как и всегда, на высоте будет конденсироваться в виде облаков.
Как и всегда, ее можно будет собрать в водохранилище, и заставить крутить турбину, в конечном итоге превращая ВНУТРЕННЮЮ ЭНЕРГИЮ, когда-то поглощенную молекулой воды при отрыве от поверхности водоема, в электрическую.
Ну а электрическая энергия, после использования, в конечном итоге опять рассеется в виде тепловой, и возвратится в окружающую среду, откуда она изначально была взята.
Вот и получается, что сама наша планета - один большой вечный двигатель второго рода.


Что же касается реальных устройств - ВД2, то здесь ситуация предельно проста.
Газ-наполнитель не нужен.
Берем какую-нибудь очень легкокипящую жидкость с большой молекулярной массой (диэтиловый эфир, ацетон, пентан-гексан и т.п.).
Заливаем в вертикальную термоизолированную трубу.
И ВСЕ!!!
Если высота у трубы достаточно большая, то мы будем наблюдать классическую "атмосферную" картину.
Внизу эфир будет постепенно испаряться, а наверху он будет конденсироваться на стенках трубы и стекать каплями вниз.
Эти капли можно собрать, и заставить крутить турбину.
Вот и весь ВД.
Предельно просто.

2Lyseria
ВД второго рода - это устройство, преобразующее в иные виды внутреннюю энергию (тепловую) окружающей среды.
Собственно в этом его смысл и заключается.
ВД, берущий энергию вообще из ниоткуда - это ВД первого рода, и о нем речи не идет.

2Марсианин
Теплота коденсации не при чем.
Молекулы, двигаясь вверх, теряют часть своей кинетической энергии.
На достаточной высоте газ по определению станет настолько переохлажденным, и для начала процесса конденсации будет достаточно наличие центров оной.

Возьмем трубу, термоизолированную со всех сторон, кроме дна.
Рассчитаем для диэтилового эфира высоту, до которой долетит его среднестатистическая молекула, при условии, что внизу
температура равна темп. его кипения (T=34,5њC=307,65K).
Среднеквадратичная скорость:
M=74,12г/моль.
Получаем
Камень, подброшенный на Земле вверх с такой скоростью, долетит до высоты
Обратите внимание, эта высота - температурный предел.
Выше нее более сильное воздействие будет оказывать гравитация, "прижимающая к земле", чем "расталкивающая снизу" температура.
И температура на этой высоте (при условии абсолютной термоизоляции) упадет почти до нуля Кельвин.
Хотя внизу наш эфир кипит.

Если же нас интересует просто рабочий агрегат, то можно посчитать высоту, на которой температура будет падать, к примеру, на 50 градусов.

Высота равна
Хотя переохлаждение на 50 градусов - это нонсенс, для реальной конденсации хватает гораздо меньшей разницы.
Все вопросы практического использования сводятся к подбору "правильного" рабочего тела, наиболее подходящего под конкретные условия окружающей среды.
В средних широтах вполне можно было бы использовать что-нибудь еще более легкокипящее (например диоксид серы).


Вот такой он, второй закон термодинамики, если к нему повнимательней присмотреться...
Все энергетические проблемы человечества ПРИ ЖЕЛАНИИ можно было бы решить уже давным давно.


PS Прежде чем отвечать, ВНИМАТЕЛЬНО посмотрите на фотографии гор, тысячелетиями покрытых снегами и льдами.
И подумайте, ПОЧЕМУ "температура за бортом нашего авиалайнера равна -50њC".



Теперь ответы (вопросы здесь же).

А со "сферическими конями" Вы никогда не сталкивались?

Воображение включите.
Если ее заизолировать, вода резко перестанет испаряться?

Налейте в стакан воды комнатной температуры.
Разлейте немного воды при комнатной температуре на полу.
Вопрос: будет ли она испаряться?
Откуда "подводится тепло" для этого испарения?

Вас давят стереотипы.
Вода испаряется не потому что "кто-то" подводит тепло.
Просто-напросто согласно Максвеллу отдельные молекулы жидкости время от времени получают в результате столкновений с другими молекулами энергию, вполне достаточную для того, чтобы оторваться от жидкой фазы и улететь вверх.
А вовсе не потому, что кто-то специально эту жидкость подогревает.
Температура хоть и комнатная (отнюдь не +100њC), и самой воды, и воздуха вокруг, а испарение все равно идет.

Вода испарилась.
Откуда взялась энергия для перевода жидкости в газовую фазу?

Вообще-то в реальности температура на высотах порядка 100км падает в Земной атмосфере до -80њC.
И если бы не подогрев извне космическим излучением и Солнцем, то она падала бы именно почти до нуля.
Когда речь идет о температуре, то подразумеваются не отдельные молекулы, а газ в целом.



Вы забыли о том, что температура в атмосфере с высотой падает сама по себе.
Никто ее извне специально не охлаждает.
Она сама остывает, и механизм этого процесса я описал.
При полете молекулы вверх кинетическая энергия переходит в потенциальную.
Абсолютно естественный процесс, идущий без всякого вмешательства.
И никакое Солнце растопить заснеженные вершины гор "почему-то" не может.

Если же Вас интересует сугубо практический аспект, то есть как компенсировать отсутствие идеальных теплоизолирующих материалов для нашего сосуда Дьюара с диэтиловым эфиром в Земных условиях, то здесь ответ прост.
Суть процесса: жидкость "снизу" переносится "вверх".
Энергия для отрыва отдельных молекул "снизу" отбирается у остальных молекул жидкой фазы "внизу".
Процесс сугубо вероятностный, и происходящий не потому, что жидкость специально подогревают, а потому, что "так кости упали".
Повторюсь еще раз - вода испаряется и при комнатной температуре в темном чулане.
Вверху остывший вследствие подъема против сил гравитации газ при наличии центров конденсации (на стенках сосуда) опять конденсируется в жидкость.

Как скомпенсировать нагрев низкотемпературной области "вверху" через стенки сосуда?
Элементарно.
Нужно постоянно отводить излишки энергии из системы.
То есть заставлять жидкость "сверху" при движении вниз крутить какую-нибудь турбину, а сгенерированное электричество выводить за пределы системы.
Если этого не делать, то кинетическая энергия стекающей вниз жидкости будет в конечном итоге переходить обратно в тепловую, то есть тепловая энергия системы будет повышаться, и через некоторое время вся установка будет прогрета атмосферой.

Суть процесса охлаждения в том, что газ, поднявшийся вверх, и остывший в процессе подъема к примеру на 50 градусов, без всяких проблем заберет излишки тепла, поступившие извне через теплоизоляцию.
Их немного, но они есть.
Газ из-за этого будет остывать не на все 50, а скажем на 47-48 градусов, что не помешает ему так же неплохо конденсироваться, как и охлажденному на 50.
Если же эту сконденсировавшуюся чуть более нагретую жидкость не заставить совершить механическую работу, то при движении вниз вся потенциальная энергия будет переходить во внутреннюю и стенки установки будут постепенно нагреваться.

Прямой солнечный нагрев только ускоряет процесс испарения, но никак не является обязательным его условием.
Поставьте банку с водой в темный шкаф, и замерьте, через сколько дней она испарится.
Безо всякого Солнца, заметьте.

И еще раз повторюсь, почему Солнце никак не может растопить снега и льды лежащие в горах?

Главный же вопрос звучит так: если взять планету с атмосферой (допустим нашу Землю), поместить ее в межзвездном пространстве,
и окружить идеально отражающим (не пропускающим энергию ни "туда", ни "обратно") невесомым зеркалом большого диаметра.
Будет ли наблюдаться градиент температур в ее атмосфере?

БАЛАГАН! да простят меня модераторы...
//Не простят. Флуд. 10%.

Сообщение отредактировал Farnham - 28.5.2008, 14:43

Суммарно это приводит к тому, что в гравитационном поле температура газа ВСЕГДА падает с высотой.

Это не соответствует действительности.
Как минимум, вам придется теперь объяснить, почему в стратосфере (между 20 и 40 км) температура растет вопреки вашей теории.

Кроме того, хотелось бы увидеть ваш расчет температурного градиента - на сколько градусов должна понижаться температура при подъеме на 1 км. Это важно для продолжения дальнейшего обсуждения.

Высота тропосферы в точности определяется скоростью молекул у поверхности моря.

Вода свободно испаряется из открытых сосудов и водоемов безо всякого дополнительного подогрева.

Это глупость. И эксперимент, который вы предлагаете, подтверждает другую мысль, а именно:
Кто не верит, налейте в банку воды, и поставьте ее открытой куда-нибудь под кровать, а через месяц посмотрите, сколько ее там осталось
Это докажет лишь то, что вода, если ее температуру поддерживать (напоминаю о наличии окружающей среды), будет испаряться.
Если же вы возьмете комнату, термостатируете ее (полностью исключив потоки тепла в комнату и из комнаты) и на пол в центре поставите тазик с водой, то после прихода к равновесию (100% влажность либо вся вода испарилась) температура комнаты понизится.

Термостатирование - ключ, при притоке энергии (в случае Земли - это солнечное тепло с нулевой энтропией) процессы идут куда бодрее, чем без притока энергии.

Самое смешное, что ничего фундаментально нового (ну, если не считать неверных интерпретаций) вы не написали. Что энергия Солнца аккумулируется в том числе и в потенциальной энергии осадков - дык человечество открыло это давным-давно, ботайте "водяные мельницы".

Вот и получается, что сама наша планета - один большой вечный двигатель второго рода.

Ну вот а теперь возьмем и выключим этот ваш двигатель из сети - уберем Солнце и уберем источники тепла в ядре Земли.
Что получится? Что планета начнет остывать. Ее все время покидают наиболее быстрые частицы из верхних слоев атмосферы, плюс она бездарно излучает в космос. "Вечности" не получится: цикл окажется не замкнут.

Если высота у трубы достаточно большая, то мы будем наблюдать классическую "атмосферную" картину.
Внизу эфир будет постепенно испаряться, а наверху он будет конденсироваться на стенках трубы и стекать каплями вниз.

Опять фигня. Эфир будет подниматься вверх только в случае разогрева. Иначе же он будет точно так же, как и остальные газы, распределен по экспоненте (ботайте распределение Больцмана). Чтобы он поднимался, его надо нагревать.

Камень, подброшенный на Земле вверх с такой скоростью, долетит до высоты h = 5274м
Обратите внимание, эта высота - температурный предел.
Выше нее более сильное воздействие будет оказывать гравитация, "прижимающая к земле", чем "расталкивающая снизу" температура.
И температура на этой высоте (при условии абсолютной термоизоляции) упадет почти до нуля Кельвин.

И опять фигня: данная модель (кстати, рекомендую почитать про т.н. "адиабатическая атмосфера", более корректное оформление вашей идеи) не имеет отношения к реальности.
Потому что на высоте 5 км температура порядка 220-250К, на высоте 10 км - 200-230 К, а после километров так 20 вообще начинает возрастать.

Главный же вопрос звучит так: если взять планету с атмосферой (допустим нашу Землю), поместить ее в межзвездном пространстве,
и окружить идеально отражающим (не пропускающим энергию ни "туда", ни "обратно") невесомым зеркалом большого диаметра.
Будет ли наблюдаться градиент температур в ее атмосфере?

Да, будет. И что интересно, ваш вечный двигатель работать не будет, объяснение - то, как устроено распределение Максвелла-Больцмана, которого вы, увы, не знаете.

Это действительно главный вопрос. И выше с этим вопросом коррелирует лишь один момент - про то, что эфир, естественным образом спустившийся, подниматься не станет.
Атмосфера без внешнего подогрева снизу никаких воздушных потоков не организует, энергии ей брать на это неоткуда. А если снизу подогревать (причем тепленьким), а снизу конденсировать (холодненьким), то (вуаля!) перед вами обычный тепловой двигатель, советую и про него почитать, познавательно. Его КПД известен и зависит от температур вверху и внизу. Если вы предложите схему с КПД большим, чем для цикла Карно (советую и про это почитать), то это будет шагом вперед в науке. Дерзайте (-;

Как минимум, ему придется объяснить, почему из двух независимых локальных параметров - температуры и давления (составом пренебрегаем) - изменяется именно температура.


Это-то он, может, и напишет. И вы будете долго объяснять ему, сколь безграмотен этот расчет. Если сразу не перевести разговор на язык распределения Максвелла-Больцмана, толку не будет.

Это-то он, может, и напишет. И вы будете долго объяснять ему, сколь безграмотен этот расчет.

Почему? Можно будет сравнить с реальной цифрой и убедиться, что предсказания теории неверны.

Во первых, - таки-охлаждает, а именно космос, в который потихоньку улетают высокоэнергетичные частицы атмосферы. Но это пренебрежимо малые мелочи.
Во-вторых - как бы и не требуется специально охлаждать атмосферу, чтобы ее температура не равнялась, почему-то, именно 25 градусам. Происходит как раз обратный процесс - нагревание нижних своев атмосферы от поверхности планеты. Восходняки же охлаждаются за счет окружающих слоев холодного воздуха.

ну, тут Owen уже ответил Считать что банка в темном шкафу изолирована от Солнца все равно что думать то же самое о Вас, если Вы, лежа на пляже, попадете а тень облака или (даже) наденете темные очки

А почему солнце никак не может растопить снег зимой, а летом почему-то получается?

2Все

Сначала советую почитать вот эту статью об атмосфере.
Картинка оттуда:


Объяснение падения температуры атмосферы с высотой за счет улета высокоэнергетичных частиц не соответствует реальности сразу по нескольким причинам.

Первое:
В стратосфере температура с высотой равномерно повышается в среднем до нуля по Цельсию.
Происходит это за счет интенсивного поглощения УФ-излучения озоновым слоем.

То есть, у поверхности моря температура воздуха высокая, и над озоновым слоем она высокая.
А в промежуточном слое она ниже на 50-70 градусов.
И чем тогда объясняется существование этой температурной ямы?
Куда девается энергия молекул нижней части стратосферы, находящейся под озоновым слоем???
Почему этот слой не прогревается?

Цитата: "Высота тропопаузы зависит от географической широты. Так, на экваторе она находится на высоте примерно 16 км, и ее температура составляет около -80њC. На полюсах тропопауза расположена ниже - примерно на высоте 8 км. Летом ее температура здесь составляет -40њC, и -60њC зимой. Т.о., несмотря на более высокие температуры у поверхности Земли, тропическая тропопауза намного холоднее, чем у полюсов."
Полное противоречие прямой логике нагрева атмосферы Солнцем.
Почему на экваторе температура тропопаузы НИЖЕ, чем на полюсах?
Над более нагретой поверхностью температура НИЖЕ, чем над менее нагретой.

Второе:
В мезосфере температура падает, а в термосфере, начиная с высот порядка 90км опять начинает повышаться.
И дальше она только повышается.
Происходит это опять-таки за счет поглощения солнечного и космического излучения.
И опять всплывает вопрос:
Куда девается энергия молекул нижней части термосферы?
Почему температура этого слоя гораздо ниже, если и вверху и внизу - теплее?

Третье:
Именно за счет интенсивнейшего солнечного излучения некоторые молекулы приобретают скорость, достаточную для отрыва от Земли (вторую космическую).
Да и то только самые легкие (водород и гелий).
В логике охлаждения атмосферы за счет ее рассеивания в космос есть очевидный неустранимый изъян.
В этом случае наблюдалось бы постепенное снижение температуры (энергии молекул) практически до нуля.
Но никак не ее увеличение.
Скорость молекул была бы при этом настолько низкой, что необходимые преодоления силы тяжести 11,2км/с ни одна молекула не смогла бы набрать в принципе.
И наоборот, чтобы "вырваться", молекулы должны набрать вторую космическую скорость, то есть они должны быть "прогреты" до очень высоких температур.
Что в реальности и происходит.
На самом деле более низкий слой ПРОГРЕВАЕТСЯ за счет верхнего.
А вовсе не охлаждается.

Четвертое:
Посчитайте, какая часть атмосферы должна постоянно испаряться, чтобы поддерживать необходимый градиент температур.
Наша атмосфера уже давным-давно в этом случае улетела бы в открытый космос.


Не лучше выглядит объяснение, связанное с прямым излучением избыточной энергии.
Поскольку невозможно объяснить существование температурных провалов.
Получается, что более холодные слои атмосферы отдают энергию более теплым.



Охлаждение за счет испарения.
Явление, существование которого известно уже несколько тысячелетий.
В жарких странах (да и в наших широтах) широко используется нехитрый способ поддержания низкой температуры у скоропортящихся продуктов.
Их просто оборачивают мокрыми тряпками.
Вода постепенно испаряется, и за счет этого температура "внутри" оказывается существенно ниже, чем "снаружи".

Путешественники в жарких странах во все времена для хранения питьевой воды использовали глиняные сосуды.
Вода в этом случае постепенно проникает через пористые стенки сосуда и медленно испаряясь уносит с собой некоторое количество энергии.
За счет этого несколько дней вода в сосуде остается охлажденной на 10-20 градусов ниже, чем температура окружающей среды.

Если же кто-нибудь сомневается, то можете проделать элементарный, простейший эксперимент.
Возьмите кусок ваты (продается в аптеке), немного ацетона (в любом хоз. магазине), и термометр (в лабе или в праке).

Поставьте вату с ацетоном в комнате на несколько часов, чтобы их температура сравнялась с комнатной.
Теперь возьмите кусок ваты, смочите ацетоном.
И через одну-две минуты померьте температуру внутри него.
Температура упадет на несколько градусов (может на 1-2, может сильнее).

Этот опыт может проделать КАЖДЫЙ.
Даже ребенок.


О чем говорят все эти примеры?
О том, что испарение происходит вне зависимости от какого бы то ни было дополнительного подогрева извне.
Оно происходит даже тогда, когда температура поверхности, с которой происходит испарение, обладает более низкой температурой, чем у окружающей среды.

Объясняется это предельно просто.
Здесь как раз и нужно вспомнить распределение Максвелла для молекул по энергиям.
Да, определенной температуре соответствует определенная средняя энергия молекул.
Но при этом ВСЕГДА есть отдельные молекулы, обладающие энергией, достаточной для разрыва межмолекулярных связей, и отрыва от своих "соседей".
Если такая молекула находится на поверхности, то она улетает в открытое пространство.
Энергия же для такого отрыва отбирается у остальных молекул.

Именно поэтому вода испаряется и при 50 градусах Цельсия, и при 20 градусах, и при нуле.
Вспомните диаграмму состояния.
Температура же (дополнительный подогрев) влияет только на скорость процесса испарения, но не на то, будет ли он идти в принципе, или нет.



Теперь посмотрим, что происходит с испарившимися молекулами.

Действует ли на молекулу газа сила гравитации?
Действует.
Представьте себе отдельную молекулу летящую после отрыва от жидкости строго вверх.
Кроме того представьте, что дело происходит в вакууме, и во время полета она ни с кем не столкнется.
Будет ли молекула терять свою скорость (и кинетическую энергию) двигаясь вверх?
Безусловно.
А может она будет двигаться постоянно с одной и той же скоростью, пока не покинет планету?
Ни в коем случае.
Потому что на отдельную молекулу, как и на всякое физическое тело, действует гравитационная сила.
Она будет лететь вверх до тех пор, пока ее скорость в некоторой точке не упадет до нуля.
А потенциальная энергия в гравитационном поле станет максимальной, и численно равной той кинетической энергии, которой обладала наша молекула в момент отрыва от жидкости.

А теперь вдумайтесь в сказанное.
В высшей точке полета кинетическая энергия молекулы (температура) РАВНА НУЛЮ.
Несмотря на то, что специальных усилий для ее охлаждения никто не прикладывал.
Она САМА остыла.
Под действием гравитационной силы.

А если молекул много?
Все точно так же.
Получив после столкновения импульс, направленный вверх, молекула в процессе своего движения потеряет часть кинетической энергии.
При этом ее потенциальная энергия слегка увеличится.
Перед следующим столкновением молекула будет обладать меньшей энергией и импульсом, чем у нее были после предыдущего.
Таким образом, кинетическая энергия (температура) многих молекул будет точно так же падать с набором высоты, как и у одной молекулы.

Вот ПОЭТОМУ температура атмосферы с высотой уменьшается.



Конденсация.
Тут все просто.
При конденсации газа в жидкость выделяется энергия, которая была "взята" в процессе испарения.
Теплота конденсации, она же теплота испарения.
Может ли эта неизбежность помешать процессу конденсации?
Нет.
Если газ переохладился в результате подъема вверх на сотню-другую градусов, то образующаяся жидкость при конденсации просто слегка нагреется, и станет на несколько градусов теплее, чем тот газ, из которого она сконденсировалась.


К чему вы упомянули распределение Максвелла-Больцмана?

Зачем он нужен, внешний подогрев???
Мы сначала изымаем некоторое количество тепловой энергии из окружающей среды и превращаем ее в электрическую.
Потом используем эту электроэнергию по своему усмотрению.
Элетроэнергия в процессе работы бытовых устройств опять рассеивается в виде тепловой.
То есть возвращается обратно.
Если Земля окружена идеально отражающим зеркалом, то никакой дополнительный нагрев извне нам в принципе не нужен.



Но самое страшное для вас заключается в другом.
Знаете, что такое термоэдс?
Что такое термоэлектрогенератор?

Берем два длииииинных стержня из разных металлов с разным коэффициентом термоэдс.
Ставим вертикально.
Наверху замыкаем.
Внизу получаем готовую разность потенциалов.
Вечную батарею.

Ни испарять ничего не надо, ни конденсировать, никакие турбины не нужны.
Элементарное устройство, БЕСКОНЕЧНО превращающее тепловую энергию окружающей среды в электрическую.


А есть еще такая штука, как фотоэффект.
Для этого явления вопрос создания ВД второго рода - это всего-навсего вопрос создания такого фотоэлемента, у которого красная граница фотоэффекта будет смещена в ИК-область.
Возможно ли это?
Вполне.
Гуглим "звездная батарея".
Одна из ссылок.
Цитата оттуда:
"Гетероэлектрический фотоэлемент (ГЭФ) в совокупности с гетероэлектрическим конденсатором способны работать в видимом и инфракрасном излучениях. То есть в отличие от солнечных батарей с 20 процентной эффективностью, облачность и ночное время работе для ГЭФ не помеха. Эффективность работы нового устройства при видимом свете порядка 54 процентов, а в инфракрасном спектре - 31 процент, при фототоке в 4 раза выше и массой на ватт энергии в 1000 меньше, чем у фотоэлементов, существующих солнечных батарей."

Трудно сказать, насколько ученым из Дубны на самом деле удалось подойти к решению этого вопроса, но рано или поздно такой фотоэлемент несомненно будет создан.


Вот такой он, второй закон термодинамики.

На самом деле ситуация такова:
В первой половине 19 века ребята поэкспериментировали с паровыми машинами, попытались на базе ЭТИХ УСТРОЙСТВ создать ВД второго рода, и у них ни фига не получилось.
После этого они свои собственные неудачи в этой очень узкой области возвели в ранг ЗАКОНА, и объявили его абсолютным и универсальным для всей вселенной, и ДЛЯ ВСЕХ ЯВЛЕНИЙ И ЭФФЕКТОВ.

Ситуация очень похожа на то, как если бы неандертальцы попытались сделать микропроцессор.
Логика рассуждений звучала бы так:
"С древнейших времен тысячи наших собратьев пытались сконструировать мифическое устройство, называемое "микропроцессор".
И уж как они только не изощрялись.
Что только не придумывали.
И грубой силой, с помощью каменных топоров и молотов выбивали.
И ножами вырезали.
И тончайшими скребками и костяными иглами пользовались.
И какие только материалы не перепробовали!!!
И камень, и дерево, и кость, и шкуры выделанные и невыделанные, и металлы самородные.
И НИКОМУ так и не удалось пресловутый "микропроцессор" создать.
И только ГЕНИИ НАУЧНОЙ ИНТУИЦИИ сделали наконец-таки НЕИЗБЕЖНЫЙ И АБСОЛЮТНО ЛОГИЧНЫЙ после всех этих провалов вывод.
МИКРОПРОЦЕССОР СОЗДАТЬ НЕЛЬЗЯ!!!"

Смешно и грустно.
Но с ВД второго рода именно так все и произошло.
Ведь большинство самых интересных явлений и эффектов к середине 19 века еще в принципе не было открыто.
И эксперименты проводились самые простейшие.
Можно ли было на их основании делать абсолютные и универсальные выводы?



Демон Максвелла - придуманный персонаж, отделяющий быстрые молекулы от медленных.

А теперь посмотрите непредвзято на процесс испарения жидкости.
На сам процесс на уровне отдельных молекул.
Если кинетическая энергия молекулы достаточна для отрыва от жидкой фазы, то она отрывается и улетает.
Переходит в газовую фазу.
Если кинетическая энергия недостаточна, молекула остается в жидкой фазе.

ВОТ ОН - ДЕМОН МАКСВЕЛЛА.

И даже выдумывать ничего не надо.
Просто надо освободиться от некоторых догм, навязанных полтора столетия назад.
И появившихся ТОЛЬКО потому, что ребята попробовали сделать ВД своими руками, и у них ничего не получилось.

Давайте максимально упростим Вашу картину.

Пусть в лаборатории имеется камера с абсолютным вакуумом и плоскими абсолютно упругими и горизонтальными полом и потолком.

Пусть в камеру через задвижку в потолке вброшен (демоном Максвелла) абсолютно упругий шарик, после чего задвижка закрылась и шарик стал прыгать по законам классической механики между полом и потолком (без трения).
Вопросы:
1) является ли эта картина принципиально отличимой от описанной Вами в приведенной цитате;
2) является ли описываемый у Вас и у меня процесс ВД ?

С уважением. В.М. Усачев.

Сообщение отредактировал usachevvm - 31.5.2008, 6:40

Последнее предложение неверно. Верно только то, что произведение количества молекул на их энергию (или на модуль импульса) будет падать. Но это падение может быть реализовано как при уменьшении средней энергии одной молекулы (именно это и есть температура, а не кинетическая энергия многих молекул), так и при сохранении средней энергии одной молекулы, за счет уменьшения количества молекул. В последнем случае средняя энергия одной молекулы может даже возрастать.

Собственно, от изменения плотности (числа молекул на единицу объема) с высотой вы не свободны и в своей модели: когда ваша одиночная молекула долетит до точки максимального возвышения (вы ошибаетесь, говоря, что там ее скорость упадет до нуля - там только вертикальная проекция ее скорости упадет до нуля, а горизонтальная - как получится), то выше этой точки она не полетит, и произойдет скачок плотности с высотой: ниже предельной высоты плотность ненулевая, а выше - строго нулевая.


К тому, что оно не просто так распределение, какими-то Максвеллом и Больцманом придуманное, а имеет физическое происхождение, и постоянно устанавливается в газе в каждом малом его объеме за счет физических процессов, и только с пониманием того, как устанавливается это распределение, можно рассуждать о том, что происходит с энергиями молекул при взаимных столкновениях.

Сообщение отредактировал Munin - 31.5.2008, 14:34

1) принципиально - нет.

2) описанный Вами процесс - это вечное движение, но не вечный двигатель.
Вечным двигателем оно станет только в том случае, если, условно, к шарику будет привязана веревочка, и шарик, за счет уменьшения своей скорости, будет крутить какую-нибудь турбину.
Энергия вращения турбины при этом должна выводиться за пределы комнаты.
Хотя бы одна из стенок при этом должна быть устроена хитрым образом.
Если скорость шарика мала, то при столкновении с ней он получет дополнительный импульс и энергию.
Если же скорость шарика велика, то наоборот сам шарик должен отдавать импульс и энергию стене.

Собственно в первой статье я четко оговорил этот момент:
"Нужно постоянно отводить излишки энергии из системы.
То есть заставлять жидкость "сверху" при движении вниз крутить какую-нибудь турбину, а сгенерированное электричество выводить за пределы системы."
Внутренняя энергия всей системы при этом будет понижаться, и для постоянной работы двигателя нужен постоянный теплообмен, отбор тепловой энергии из окружающей среды.

По-другому можно сказать так.
Изначально мы имеем только вечное движение.
Такое же, каким, к примеру, является движение молекул в любом замкнутом пространстве.
Или предложенное Вами движение шарика в комнате.
Принципиальная разница в том, что мы это движение организуем таким образом, что становится возможным изъятие части энергии этого движения, и трансформация ее в нужную нам форму.


И куда же они, бедные, деваются?
Вы просто свалили все в одну кучу.
По дефолту:
Цитата из школьного учебника (И.В.Савельев "Курс Физики", 1 том):
"Термодинамическая температура есть величина, пропорциональная средней энергии поступательного движения молекул."
И все.
Температура - макропараметр, специально введенный для того, чтобы точно определять именно кинетическую энергию молекул.
И от количества молекул она никак не зависит.
Что видно по формуле.
А вот давление: действительно зависит и от кинетической энергии отдельных молекул (температуры), и от их количества.

При адиабатическом расширении газа его температура действительно падает.
Именно это вас и запутало.
При расширении газ совершает механическую работу: , поэтому падает суммарная энергия системы.
При отсутствии теплообмена вся работа по расширению газа происходит за счет понижения его внутренней энергии.
То есть за счет понижения кинетической энергии отдельных молекул.
А это и есть падение температуры.

С горизонтальной проекцией скорости все просто.
Представьте две молекулы, движущиеся в момент столкновения строго горизонтально.
Но таким образом, что траектория движения одной находится чуть выше траектории другой.
После столкновения одна молекула полетит вниз, другая вверх.
Появится вертикальная составляющая, а горизонтальная частично уменьшится (вплоть до нуля).
Именно таким нехитрым образом происходит выравнивание скорости молекул по всем проекциям.


Что же касается плотности газа выше определенной высоты, то здесь вы правы только отчасти.
С одной стороны будет существовать довольно четко выраженная граница газа на предельной высоте.
С другой стороны, чисто по вероятностным причинам время от времени отдельные молекулы будут подлетать и выше этой границы.
Хотя под действием силы тяжести они все равно будут в итоге возвращаться обратно.
То есть эта верхняя граница будет слегка "размытой".

Остаются в нижних слоях атмосферы.


Речь о средней энергии одной молекулы. Кстати, Савельев "Курс физики" - вузовский :-)


Нет, он введен для того, чтобы определять термодинамическое равновесие. Цитата из более продвинутого учебника (Киттель "Статистическая термодинамика"):
"Величина, называемая температурой, определяется таким образом, чтобы две системы, находящиеся в тепловом равновесии друг с другом, имели одно и то же значение этой величины."
В принципе, то же самое у Савельева в "Курсе общей физики" (это более полный курс). А приведенное вами высказывание попросту узкое: оно годится только для газов, и не годится для жидкостей и твердых тел, не говоря уже о таких сложных случаях, как излучение.


Я что-то говорил про адиабатическое расширение? Условия-то изотермические.


Только не о ней речь.


Жаль, что вы не понимаете, что точно таким же нехитрым образом происходит выравнивание скоростей по величине, то есть быстрые ("горячие") молекулы тормозятся, а медленные ("холодные") ускоряются, и в результате в газе постоянно восстанавливается распределение по скоростям и энергиям Максвелла-Больцмана. А если вы посчитаете кинетику в вашей абсолютно бесстолкновительной модели, то увидите, что у вас с высотой распределение Максвелла-Больцмана нарушается, даже если на какой-то одной высоте h0 оно и выполнено. На самом деле, за счет постоянных столкновений молекулы не летят до максимальной высоты, на которой они перестают лететь вверх - вместо этого они подталкивают вверх другие молекулы, так что вверху оказывается меньше молекул ("выдвиженцев"), но на каждую по отдельности приходится б'ольшая средняя энергия.


Это только для одной-единственной молекулы :-) Если молекулы распределены по разным энергиям на уровне моря, или хотя бы имеют скорости с разными горизонтальными составляющими, четкой границы не будет, она будет размыта. Читать надо внимательнее.


Не слегка, а сильно. Впрочем, вы-то этого все равно посчитать не умеете.

Скажите, а атмосфера - это жидкость или твердое тело?

Где?
В атмосфере???
А картинку из сообщения #7 вы видели?

Температура атмосферы с высотой падает.
Экспериментальный факт, спорить с которым просто нелепо.

Изотермическая атмосфера - фантазия, хотя она и является очень распространенной.
У того же Савельева в его учебнике атмосфера тоже - изотермическая.

Влияние ГРАВИТАЦИИ вами напрочь игнорируется.
Отсюда и все несостыковки.

При движении вверх ВСЕ молекулы теряют скорость и кинетическую энергию.
Поэтому на одной и той же высоте средняя энергия молекул является одинаковой.
Молекула снизу могла бы отдать избыточную энергию молекулам наверху, вот только пока она подлетит вверх, она эту избыточную энергию потеряет.

С чего вы взяли, что она бесстолкновительная?
Я же вроде подробнейшим образом все описал.
И энергообмен в процессе столкновений, и механизм выравнивания импульсов по проекциям в результате столкновений.

Тогда по этой логике температура атмосферы с высотой должна была бы только возрастать.
Ее еще и Солнце с космическим излучением сверху подогревают.
А она падает.

А атмосфера-то тут при чем? Вы с самого начала говорили про гипотетическую ситуацию, когда Земля изолирована и находится в термодинамическом равновесии. С реальной атмосферой эта ситуация не имеет почти ничего общего.


Вот-вот, и именно к этой фантазии вы привели своими гипотетическими условиями изоляции Земли. В изолированной и равновесной системе температура всюду одинакова - это прямое следствие определения температуры.


Ну я же вам уже сказал, что вы не тот учебник смотрите. В "Курсе общей физики" общая формула дана для любой зависимости температуры от высоты.


Нет, не игнорируется. Просто гравитация влияет не на выравнивание скоростей молекул под гребенку распределения Максвелла-Больцмана в одной точке газа, а на связь разных распределений Максвелла-Больцмана в разных точках газа. За счет переноса молекул между этими точками согласно их скоростям, совместно с изменением их энергии согласно влиянию гравитации. Вот где гравитация входит в уравнения. А в ударе молекул гравитация не участвует и участвовать не может, потому что удары слишком быстротекущи.


Верно. Только не всю. И точный расчет (которого вы проделать не можете, а я постоянно держу в голове, пока с вами разговариваю) показывает, что распределение - остается таким же, только уменьшается по числу молекул на каждое значение энергии. Следовательно, средняя энергия остается прежней.


С того, что вы игнорируете установление распределения Максвелла-Больцмана в каждой точке. В вашем красочном примере с единственной молекулой - эта молекула распределению Максвелла-Больцмана не подчиняется. Потому что ни с чем не сталкивается до момента своего максимального подъема. И именно в этой бесстолкновительности - ошибка ваших рассуждений. Кстати, не только ваших: тут были и другие "афтары", не разобравшиеся с этим вопросом кинетической модели газа.


Нет, не должна. Это возрастание, как вы в другом месте отметили, компенсируют гравитационные потери энергии молекул на взлете. И для изотермического случая (для изолированной Земли) - компенсируют точно.


В реальной атмосфере причины падения температуры с высотой совсем-совсем другие.

Этож где же вы такое определение взяли?
Ссылку в студию.
Не забывайте, у нас система находится во внешнем поле, а не в невесомости.

Это вы не тот учебник смотрите.
Если уж пытаетесь разобраться по серьезному, читайте Квасникова, а не Киттелей всяких.
Из главы "Условия равновесия однофазной термодинамической системы во внешнем поле U( r )"
Цитата:
"...Этому условию удовлетворяет вариант (β): система, заключенная в замкнутом сосуде, помещена в термостат, т.е. зафиксированы в качестве ее параметров величины θ,V,N."
У Квасникова θ - температура.
И дальше идет все то, о чем вы здесь говорите.
То есть рассматриваемая там система НАСИЛЬСТВЕННЫМ ПУТЕМ приводится к одинаковой температуре (изотермическому состоянию).
Кстати, у Киттеля тоже, после вывода барометрической формулы идет оговорка о том, что "В действительности атмосфера Земли не является изотермической."
Просто у него аспект принудительного термостатирования не оговорен четко и конкретно.

Я же рассматриваю не термостатированную, а изолированную систему.
Разницу видите?
Соответственно все ваши дальнейшие рассуждения к моему случаю никакого отношения не имеют.
Более того, скажу вам по секрету: предлагаемый мной вариант в книжках вообще не рассматривается.

Какие?
И с чего вы взяли, что в атмосфере (а именно в нижней ее части - тропосфере) законы физики у вас становятся иными?

Я целых две ссылки привел: на Киттеля и на Савельева. Могу накидать гораздо больше (от Ландау-Лифшица до какого-нибудь Иродова или Матвеева), только что вам это даст?..


А термодинамике все равно, во внешнем поле или не во внешнем поле. Для нее понятие равновесия существует независимо от того, приложено поле или нет. Не переменное поле - и ладно.


Квасников привел пример. Термостат - это не единственный случай, когда система изотермическая. Зачем Квасникову понадобился термостат - не знаю, думаю, что затем, чтобы можно было температуру задавать какую захочется. Если нет такой надобности, вместо термостата вполне можно взять термос. И разницы с вашей изолированной системой не будет.


Именно он рассматривается первым, как замкнутая теплоизолированная система. Системы с обменом со внешними условиями (за счет температуры, давления, изменения объема) рассматриваются позже.


Не законы физики становятся иными, а условия. Вам же уже сказали: Солнце нагревает землю - именно поверхность земли, которая снизу у атмосферы. Она же охлаждается ночью за счет излучения в космос. Вода испаряется с поверхности океанов в теплых широтах, и переносится по воздуху и выпадает в холодных. Будь вокруг Земли изолирующий кокон, всех бы этих процессов не было бы, поэтому затихла бы атмосферная конвекция, и установилась бы равновесная температура по всей высоте атмосферы.

Берем термоизолированый объем газа. Например, бочку из под пива, укутываем подушками. Суем в нее термопару одним концом, а другим в холодильник, в морозилку. Ток пойдет! Сам проверял.
Prickolist самое страшное для Вас заключается в том, чтобы решить является ли эта конструкция ВД2р.

Сначала цитаты:
С каких это пор давление перестало зависеть от температуры???
Вообще-то формулу PV=(m/M)RT еще в школе проходят.

Просто откровенная и банальная путаница между понятиями давление и температура.

Даже из этих двух цитат видно, что термодинамику вы в принципе не понимаете.
Что-то где-то по верхам нахватали (ничего при этом не поняв), и сочли себя способным обсуждать на серьезном уровне серьезные вопросы.


Понятие равновесия - да.
Вот только равновесие и изотермичность - это разные понятия.
Изотермичность системы во внешнем поле вводится как допущение.
В отдельных случаях, и исключительно в целях упрощения расчетов.
Квасников это прекрасно понимает, потому и обговаривает строго это условие.
Киттель же точно также делает это же самое допущение, хотя обговаривает его только в самом конце и весьма неконкретно.
Цитирую Савельева:
"...Чтобы проинтегрировать это уравнение, нужно знать, как изменяется с высотой температура, т.е. определить вид функции T(h) (зависимостью g от h можно пренебречь).
Для изотермической атмосферы, т.е. для случая, когда температура с высотой не изменяется, интегрирование уравнения (...) приводит к соотношению..."
Савельев прямым текстом говорит, что он в своих дальнейших рассуждениях рассматривает только этот отдельный частный случай.

А если внимательно почитать то, что я говорил?
Во-первых все ваше "объяснение" вообще никак не состыковывается с тем, что над более нагретой поверхностью температура ниже, чем над менее нагретой.

Во-вторых из ваших слов совершенно непонятно, что мешает более нагретому озоновому слою прогреть холодный слой, который находится под ним (нижнюю часть стратосферы)?

В-третьих почему в мезосфере температура опять падает, а в термосфере опять повышается?

Вообще-то есть такое тропическое явление - "сезон дождей" называется.
И если посмотреть климатические карты, в тропиках осадков за год выпадает гораздо больше, чем в северных широтах.



Вообще, даже первой цитаты достаточно, чтобы понять - вы взялись спорить, и обсуждать тему, в которой совершенно и абсолютно не разбираетесь.
И остальные сообщения (а я процитировал далеко не все "перлы") это только подтверждают.
Зачем?
С какой целью?
Хотели всем показать, какой вы всезнающий?
Показали.
Так показали, что дальше некуда.
Не понимать разницы между давлением и температурой, и как одно зависит от другого - это серьезно.

Единственное объяснение тому, чем вы занимаетесь - эмоциональное, психологическое.
Просто вам очень хочется меня переспорить.
Причем не важно о чем идет речь.
Не важно то, что вы в обсуждаемой области полный профан.
Единственная ваша цель - зафлудить тему любым путем.

Но это - ТОЛЬКО ваши ЛИЧНЫЕ ПРОБЛЕМЫ.
Хочется вам считать, что вы правы, а я говорю глупости - вуаля, считайте на здоровье (быть может, даже кому-нибудь из читателей сумеете лапшу на уши развесить).
Тем более, что, с учетом именно психологической подоплеки, переубедить вас в чем-либо совершенно невозможно.
Я же вам больше отвечать не буду.
Уж не обижайтесь.
Ваши личные проблемы, вам их и решать.
Но не за мой счет.

Градиент температуры по высоте во внешнем гравитационном поле возникает всегда.
Если есть гравитация, будет и градиент температуры.

А для того, чтобы представить было легче, увеличьте мысленно g до 1000м/с².
Или увеличьте массу молекул.
Так проще будет.

Не знаю, застали вы, или нет, но в СССР была такая лотерея - СПОРТЛОТО.
В начале 80-х розыгрыш номеров в ней происходил с помощью следующей штуковины:
Прозрачный ящик с шариками, на каждом из которых написан свой номер.
Шарики снизу поддувались струей воздуха.
Соответственно подлетали вверх, сталкивались со стенками и между собой, и падали вниз.
И было прекрасно видно, что внизу этих шариков всегда больше, и скорость их выше, чем вверху.
А ведь по сути это та самая модель поведения молекул газа в гравитационном поле, о которой я здесь говорю.

Даже придумывать ничего не надо.
Модель уже давным-давно создана.
Причем великолепная, глазами все видно.

Ага. уже понятнее. Тогда представьте себе, что у вас есть шарики из удивительного материала, у которого абсолютноупругое тело. Такой шарик на плите из такого же материала будет скакать вечно (потери на трение об воздух пренебречь). И вот мы высыпаем сто тысяч таких шариков в трубу. Они начинают скакать в этой трубе, взлетают вверх, и под влиянием гравитации теряют скорость останавливаются и падают вниз, набирая ту же самую скорость, что и перед подъемом. Если ударившись вниз они нажмут рычаг и отдадут часть своей энергии, то откуда возьмется новая энергия, чтобы взлететь на ту же высоту? Получат от других шариков, а те в свою очередь от стен? MV=mv.