proatom.ru - сайт агентства ПРоАтом
Журналы Атомная стратегия 2021 год
  Агентство  ПРоАтом. 24 года с атомной отраслью!              
Навигация
· Главная
· Все темы сайта
· Каталог поставщиков
· Контакты
· Наш архив
· Обратная связь
· Опросы
· Поиск по сайту
· Продукты и расценки
· Самое популярное
· Ссылки
· Форум
Журнал
Журнал Атомная стратегия
Подписка на электронную версию
Журнал Атомная стратегия
Атомные Блоги





Подписка
Подписку остановить невозможно! Подробнее...
PRo Выставки
Testing&Control
Задать вопрос
Наши партнеры
PRo-движение
АНОНС
Вышло в свет второе издание двухтомника Б.И.Нигматулина. Подробнее
PRo Погоду

Сотрудничество
Редакция приглашает региональных представителей журнала «Атомная стратегия» и сайта proatom.ru. E-mail: pr@proatom.ru Савичев Владимир.
Время и Судьбы

[29/02/2012]     Энтропия - для философов и популистов

А.М.Савченко, внс, ВНИИНМ, Москва

комментарий к статье профессора В.Ф.Шаркова «Закон энтропии и состояние мира»

Почему-то при трактовке второго закона термодинамики всегда путали два понятия: уменьшение свободной энергии, которое изначально принадлежит этому закону, и увеличение энтропии. А трактовка второго начала в формулировке «все в природе ведет к увеличению энтропии» – это уже не научная, а бытовая трактовка второго закона термодинамики, в лучшем случае – журналистское или популистское упрощение.


Ведь уравнение свободной энергии состоит из двух членов – условно говоря, из энергетического фактора (выделение или поглощение энергии при каком-нибудь процессе) и энтропийного. И первый фактор часто легко перекрывает второй. Например, в металлургии, химии, при образовании соединений,  в частности интерметаллических, всегда процесс идет самопроизвольно с уменьшением энтропии (из хаотичной смеси атомов идет образование упорядоченного стехиометрического соединения). А интерметаллические соединения являются составной частью большинства сплавов. И таких примеров тысячи.

Следующее несоответствие энтропии второму закону термодинамики является ее классическая формулировка, данная Клаузисом как количество теплоты (энергии) поглощенное системой деленное на температуру системы. Тогда получается некий парадокс.

Первое, энтропия с ростом температуры всегда растет. А это значит, что нагретое тело имеет большую температуру, следовательно, большую энтропию. А так как все стремится к максимуму энтропии, то тела должны самопроизвольно нагреваться. А это уже противоречит закону сохранения энергии (первому закону термодинамики).

Правда могут возразить, что надо рассматривать не одно тело, а группу тел с разными температурами (еще одно допущение) и система должна быть замкнутой. И вот это условие, увы, в случае энтропии соблюсти невозможно. Как справедливо было отмечено в комментариях к этой статье, мы все существуем в потенциале какого-нибудь поля, в частности гравитационного. А оно влияет на разность температур и на энтропию. И если даже гравитационное притяжение Земли достаточно ощущаемо, то гравитационный потенциал Вселенной огромен. К тому же нужно учитывать, что Вселенная расширяется, да еще и с ускорением. А все эти процессы энергетические и не могут не повлиять на энтропию и вокруг энтропийных процессов могут возникать антиэнтропийные, как отметил Н. Козырев.

Во-вторых, если вернуться к классическому определению энтропии, приведенному выше, то это есть не что иное, как средняя теплоемкость, один к одному, та же формула (не путать с удельной теплоемкостью). Не понимаю, почему этот известный факт всячески замалчивается. Ведь средняя теплоемкость это конкретная понятийная величина, описываемая молекулярно кинетической теорией, и легко измеряется. Она зависит от характера и амплитуды колебаний атомов и имеет конкретный физический смысл. Мало того, к ней можно даже привязать более популярную вероятностную энтропию Больцмана, характеризующую конфигурационную энтропию или энтропию смешения. Она тоже энтропия, так как также входит в уравнение свободной энергии. Можно показать, что она также приводит к увеличению амплитуды колебаний атомов, то есть к изменению средней теплоемкости при смешении. Но заменить энтропию средней теплоемкостью как-то не комильфо, так как средняя теплоемкость, в отличие от энтропии, звучит не гламурно и достаточно просто для понимания.

Далее. В вопросе неизменности и применимости второго закона термодинамики в чистом виде (уменьшение свободной энергии системы) до сих пор царит большая путаница. Первоначально второй закон термодинамики был выведен только для идеальной тепловой машины с использованием идеального газа. Позже Клазиус, Томсон и другие ученые распространили действие второго начала термодинамики на всю Вселенную, выдвинув гипотезу тепловой смерти Вселенной. Затем процесс пошел в обратную сторону. Сначала была доказана абсурдность теории тепловой смерти Вселенной, то есть неприменимость его к макромиру в его глобальном понятии. Затем была доказана несостоятельность закона по отношению к микромиру (квантовой механике и элементарным частицам). И, наконец, Пригожин, доказал, что этот закон нарушается в живой природе, где самопроизвольно происходят антиэнтропийные процессы (формирование организованных структур). Кстати, один из родоначальников второго закона термодинамики Томсон сам указывал на неприменимость закона в случае «роста растений или химического действия».

Астрофизик Николай Козырев экспериментально показал, что любой энтропийный процесс всегда вызывает и сопровождается антиэнтропийным процессом. Наконец Гиббс в своей геометрической термодинамике подчеркивал, что точность закона соблюдается только при отсутствии изменения теплоемкости элементов системы в процессе взаимодействия, что встречается не всегда. А изменение теплоемкости автоматически приводит к выделению или поглощению тепла, что не до конца учитывается в уравнении свободной энергии так как эти процессы скрыты и компенсируются изменением средней теплоемкости.

Далее – к вопросу о возможности самопроизвольного перехода тепла от более холодного тела к более теплому без компенсации, или в более стандартной форме – невозможности от какой-либо массы вещества получить механическую работу путем ее охлаждения ниже температуры окружающих предметов. То есть когда энергии остается достаточно, но свободной для превращения, то есть, свободной энергии больше нет.

В природе существуют естественные процессы, нарушающие второй закон термодинамики. Базой для этих процессов являются два основных природных свойства вещества. Первое, даже при комнатной температуре молекулы (газа) обладают огромной энергией, а их скорость достигает сотен м/сек. Правда, их движение хаотично и распределено по всем трем координатам пространства. Второе, их распределение по скоростям неравномерно, описывается формулой Максвелла и внутри одного и того же материала при заданной температуре меняется от десятков до сотен и более м/сек. При этом энергия молекул почему-то не усредняется (закон природы).

Исходя из вышеприведенных двух особенностей состояния вещества, являющихся выражением законов природы, существует множество естественных процессов, ограничивающих применение второго начала термодинамики. Рассмотрим коротко 3 из них.

1. Сепарация молекул по скоростям. Испарение воды из пористого кувшина – молекулы воды, обладающие более высокой энергией, вылетают с поверхности: молекулы с более низкой энергией остаются в воде, охлаждая ее. То есть идет естественное разделение горячих и холодных молекул и возникновение температурного градиента.

2. Сепарация молекул по скоростям и направлению. При образовании смерчей и вихрей в природе в теле вихря за счет разности скоростей по сечению вихря идет естественное распределение молекул по скоростям. К тому же, колебания молекул трансформируются с хаотичных по трем направлениям, на преимущественно направленные по направлению закрутки вихря. Затем, после совершения вихрем работы – увеличение размеров за счет засасывания новых порций воздуха и их разгона, а также всевозможных разрушений, вихрь теряет свою кинетическую энергию, разрушается, и молекулы воздуха снова приобретают хаотичные колебания, правда их энергия становится меньше. В результате температура воздуха понижается. Образование смерчей в природе всегда сопровождается снижением температуры.

3. Сепарация молекул по направлению. Эти эффекты возникают при явлениях типа гидроудара и ускоренном ламинарном течении газов и жидкостей. При этом возникает затруднение колебаний по двум направлением и облегчение по направлению ее движения. В результате усиливается напор жидкости, который может реализоваться в производимую полезную работу. После потери энергии жидкость охлаждается в соответствии с первым законом термодинамики.

Дополнительно можно отметить, что в принципе, частично вечный двигатель второго рода уже функционирует в природе. Речь идет о явлении осмотического давления, которое возникает при смешении к примеру соленой и пресной воды через полупроницаемую перегородку. В этом случае свободная энергия, а точнее, энтропия смешения совершает полезную работу. Норвежцы исхитрились использовать это явление и подать давление воды на турбину, производящую электричество, благо морской и пресной воды у них в избытке http://news.cnet.com/8301-11128_3-10404158-54.html  . Если сделать следующий шаг и замкнуть процесс – совершить обратный осмос, отделив от смеси пресную воду, то получим вечный двигатель второго рода. Правда для прохождения обратного осмоса без избыточного давления нужно применить другой состав солей и процесс будет идти более медленно. Естественно, чуда здесь не будет и температура воды понизится в соответствии с первом законом термодинамики. Хотя это даже полезно, если верить утверждениям, что наша планета перегревается.

Все эти кратко изложенные рассуждения в полунапечатанном виде с рядом других давно валяются у меня в столе и требуют обсуждения и публикации. Буду благодарен за любые комментарии, присланные на адрес sav-alex111@mail.ru или sav@bochvar.ruНе хватает толчка (или пинка) для реализации идей.
 
P.S. Никогда не писал комментариев и не участвовал в дискуссиях. Однако не удержался по двум причинам.

Во-первых, личное знакомство с автором статьи профессором В.Ф.Шарковым, которого хочется поддержать. Ведь несмотря на несколько академическую статью, она тем не менее вызвала определенные дискуссии. Автор очень уважаемый человек в среде людей, занимающихся альтернативной физикой и его многочисленные разработки в этом направлении, а также организаторский талант способствовали привлечению многих ученых, в частности и меня, к исследованиям в области нетрадиционной физики. А его великолепная и, к сожалению, до сих пор нереализованная идея о верификации многочисленных спорных и порой сенсационных экспериментов, проведенных одиночными исследователями кустарными способами, в научных центрах на современном оборудовании, позволило бы при минимальных затратах отделить зерна от плевел, и найти ростки, на которых могла бы вырасти новая физика. И при этом примирить борцов со лженаукой с представителями этой науки.

Во вторых, лет 5 назад под влиянием Виктора Федоровича разместил свою статью о природе энтропии смешения на сайте МГУ (библиотека публикаций семинара по исследованию свойств времени http://www.chronos.msu.ru/RREPORTS/savchenko_priroda.pdf  Каково же было мое удивление, когда спустя столько времени набрав в поисковике www.nigma.ru«энтропия смешения» первым номером выпала моя древняя статья. Хотя она частично устарела и требует корректировки, а также значительного расширения в связи с полученными новыми данными. Тем не менее, оказалось что тема поиска новых подходов к пониманию природы энтропии еще актуальна, поэтому, вскоре, будут разработаны новые источники энергии основанные на модификации второго начала термодинамики - будет реализована возможность извлечения тепла из охлаждаемого тела с целью  создания возобновляемых источников энергии. Для этого нужно только поставить такую задачу и сконцентрироваться на ней. А про энтропию в чистом виде лучше на время забыть, чтобы совсем не запутаться, оставив ее для философов и популистов.  
 

 
Связанные ссылки
· Больше про Физики и Мироздание
· Новость от Proatom


Самая читаемая статья: Физики и Мироздание:
Падают ли тела на Землю с одинаковым ускорением?

Рейтинг статьи
Средняя оценка работы автора: 4.14
Ответов: 14


Проголосуйте, пожалуйста, за работу автора:

Отлично
Очень хорошо
Хорошо
Нормально
Плохо

опции

 Напечатать текущую страницу Напечатать текущую страницу

"Авторизация" | Создать Акаунт | 40 Комментарии | Поиск в дискуссии
Спасибо за проявленный интерес

Re: Энтропия - для философов и популистов (Всего: 0)
от Гость на 29/02/2012
.... Вейника на вашу ГОЛОВУ нет.....


[ Ответить на это ]


Re: Энтропия - для философов и популистов (Всего: 0)
от Гость на 29/02/2012
Отлично! Прямо по Козыреву и Вейнику все! 5+!!!


[
Ответить на это ]


Re: Энтропия - для философов и популистов (Всего: 0)
от Гость на 29/02/2012
СПАСИБО!

Давно под второе начало с к.фм.н. Виноградовым копаем.

Ядерщик


[ Ответить на это ]


Re: Энтропия - для философов и популистов (Всего: 0)
от Гость на 29/02/2012
Отличная статья! Приглашаю автора и его сторонников на форум http://www.forum.za-nauku.ru/index.php [www.forum.za-nauku.ru]
Порядочных людей по позиции видно.


[
Ответить на это ]


Re: Энтропия - для философов и популистов (Всего: 0)
от Гость на 29/02/2012
Прийду на форум непременно.


[
Ответить на это ]


Re: Энтропия - для философов и популистов (Всего: 0)
от Гость на 29/02/2012
"...то получим вечный двигатель второго рода."
Уже 150 лет обещаете, пора уже что то и показать.  


[ Ответить на это ]


Re: Энтропия - для философов и популистов (Всего: 0)
от Гость на 29/02/2012
Про сепарацию молекул по скоростям пример очень наглядный. Но он будет еще более наглядным, если вода в кувшине самопроизвольно замерзнет. Однако что- то никак не замерзает. Подозреваю, что второе начало таки стоит на пути свершения чуда.


[ Ответить на это ]


Re: Энтропия - для философов и популистов (Всего: 0)
от Гость на 01/03/2012
во! а зимой сама в кувшине замерзает!
И в космосе тоже сама замерзает! Да еще и форму меняте чертовка!
Что то не так с этим кувшином, да?


[
Ответить на это ]


Re: Энтропия - для философов и популистов (Всего: 0)
от Гость на 02/03/2012
Про сепарацию молекул по скоростям - наглядный пример непонимания термодинамики. Термодинамика не работает с молекулами, она работает на макроуровне. На уровне молекул энтропия рассматривается в статистической физике. Плохое знание основ предметной области часто порождает подобные спекуляции. Это типичный пример того, что человек, владея одной моделью, одним инструментом, пытается применить его к широкому кругу явления. Ну нельзя молотком пилить брёвна, молотком нужно забивать гвозди, а пилить брёвна - пилой, т.е. другим инструментом. Так и термины и инструменты термодинамики не нужно применять для отдельных молекул. 
По поводу верификации всяких сомнительных экспериментов: подавляющее большинство экспериментов проведено в лабораторных условиях, надо просто поискать в литературе, как и что получилось в результате. А вместо этого различные люди проводят опыты, которые до них проводились миллион раз, но они об этом не знают, допуская детские методологические и прочие ошибки или неверную трактовку результата, зачастую принимая полученный ими результат за что-то новое, хотя на самом деле ничего нового в нем нет, просто они с этой областью не знакомы. Кроме того, многим подобным людям не хватает смелости для критического взгляда на свои работы, для поиска ошибок. Ведь заявить об открытии и о том, что весь мир не прав так приятно. Я не отрицаю того, что многое ещё не познано и возможны открытия одиночками и самоучками. Просто в большой массе вышеописанных людей они составляют каплю в море и теряются, к сожалению. 


[
Ответить на это ]


Re: Энтропия - для философов и популистов (Всего: 0)
от Гость на 01/03/2012
"будет реализована возможность извлечения тепла из охлаждаемого тела"
Интересно, осталась у нас еще где-нибудь термодинамика, как наука? Ну не на уровне Сычева, Кириллина, Шейдлина, а хотя бы людей, которые понимали, что в старых учебниках термодинамики написано? Вот автор статьи - ВНС, а умных книжек не читал или ничего в них не понял.


[ Ответить на это ]


Re: Энтропия - для философов и популистов (Всего: 0)
от Гость на 01/03/2012
коллега, это ремесло... так о термодинамике говаривал академик Кутателадзе... Учитель...


[
Ответить на это ]


Re: Энтропия - для философов и популистов (Всего: 0)
от Гость на 01/03/2012
Я иногда экскурсы в теорфизику делаю, так - для души.
Вот что замечу по учебникам, хорошие они, правильные! И по ним двигаются и паровозы и танки и даже ракеты.
Но! Воровать у природы энергию можно, некоторые умельцы, устав от борьбы с  патентными ведомствами, это и пытаются  сделать. Самые нахальные и дерзкие ва-а-ще движок гравитонный хотят построить...:-) говорят - градиент есть не только температурный, но и гравитационный, и не придавить этих хулиганов от физики никак...невесомость то есть...а движок, что они еще не сделали уже научные мужи секретным хотят сделать - заодно вместе с оными хулиганами... Но есть уж очень нахальные и наглые оторвы от физики...:-) говорят таскать энергию надо у  соседа, который живет в N+1 мерности от нашей N-мерной вселенной...да еще и  физматуравнениями кидаются (в смысле матерятся грамотно), а прибор этот они  назвали "топологическим насосом" ибо эти черти дерзкие что то смыслят в топологии,  очень занятном разделе математики, им то без разницы - по скольки координатам  энергия распределятеся? то ли по трем, то ли по 5, то ли по 11, ну сколько Калуца скажет координат, от стольких и воровать будут. Вот только локально если закон сохранения будет выполнятся, то у них там в большой мерности все кривое потихоньку будет, да и в нашей мерности тоже со временем и пространством кое что произойдет. Только емкость вселенной большая... не заметим ничего... мозг то маленький! И вообще в институте техфизики в Снежинске молодые физики так горячились иногда, что создавали приборы, которые не могли понять ни физики теоретики, ни физики экспериментальщики. Жаль, при СССР все это было.

Ядерщик


[
Ответить на это ]


Re: Энтропия - для философов и популистов (Всего: 0)
от Гость на 01/03/2012
Оба "закона" являются "аксиомами выбора", которым нужно УДОВЛЕТВОРИТЬ для их конструктивного исподьзования при ВЫЧИСЛЕНИЯХ. В частности: следует удовлетворить "замкнутости", либо "открытости" со "стоками" и "притоками" энергии. Это УМНЫЕ, толковые АКСИОМЫ, а НЕ ЗАКОНЫ! В каждой ТОЧКЕ пространства ОНИ ("законы-аксиомы") НЕ ВЫПОЛНЯЮТСЯ, потому Вселенная и живёт и от энтропии не сумеет умереть. Утверждение ЖЕ о "расширяющейся с ускорением Вселенной" вызывает чувство глубокого ОГОРЧЕНИЯ и СТЫДА за современную "теоретическую физику", астрофизику. Запишите, пожалуйста, в стол, уважаемый г-н Савченко: "В ближайшие годы астрофизиками будет обнаружено "ФИОЛЕТОВОЕ СМЕЩЕНИЕ", и ОНО навсегда освободит Вселенную от БРЕДОВЫХ оценок "ТЕОРЕТИКОВ"".


[ Ответить на это ]


Re: Энтропия - для философов и популистов (Всего: 0)
от Гость на 01/03/2012
1. Доказательность второго начала.
Для анализа применим стандартный подход, а именно - математическую логику, которая четко определяет, что:
--всякое утверждение истинно тогда и только тогда, когда истинны входящие в него составляющие высказывания;
--истинностной функцией от n - аргументов называется всякая функция от n аргументов, принимающая истинностные значения И или Л, если ее аргументы
пробегают те же значения;
--пропозициональная форма, которая истинна независимо от того, какие значения принимают в ней пропозициональные буквы (суть утверждения), называется
тавтологией.
Теперь посмотрим, как доказывается второе начало, для этого просто приведем несколько формулировок и рассмотрим их с позиций исчисления высказываний.
a) М. Планк:: "Нелепо было бы предполагать, что справедливость второго начала каким бы то ни было образом зависит от большего или меньшего совершенства
физиков и химиков в наблюдательном или экспериментальном искусстве. Содержанию второго начала нет дела до экспериментирования, оно гласит in nuce: В
природе существует величина, которая при всяких изменениях, происходящих в природе, изменяется в одном и том же направлении. Выраженная в таком общем
смысле эта теорема или верна или неверна; но она остается тем, что она есть, независимо от того, существуют ли на земле мыслящие и измеряющие существа и,
если они существуют, то умеют ли они контролировать подробности физических или химических процессов на один, два или сто десятичных знаков точнее, чем в
настоящее время...Таким образом, второе начало термодинамики со всеми следствиями из него обратилось в принцип возрастания энтропии" [М. Планк. Лекции по
термодинамике, 1900, СПб]

Ядерщик


[ Ответить на это ]


Re: Энтропия - для философов и популистов (Всего: 0)
от Гость на 01/03/2012
Продолжение:
b) Л.Д.Ландау считал, что при преобразовании тепла в работу из нагревателя через рабочее тело в холодильник переходит энергия, и пояснял преобразование
тепла в работу следующим образом: "Совершить реальную работу мы можем только в том случае, если имеем тела, не находящиеся друг с другом в тепловом
равновесии. Например, если есть два тела с разной температурой, то с их помощью можно совершить работу". И далее: "Температура определяет, из какого тела
переходит энергия в другое тело при их соприкосновении. Ясно, что энергия всегда переходит от горячего тела к холодному. Это и есть определение более горячего
тела и более холодного тела. Наоборот, когда температура одинаковая, мы можем считать, что тела находятся в тепловом равновесии. Энергия не переходит ни из
одного тела, ни из другого тела" [Ландау Л.Д. Курс лекций по общей физике.Ч.I. М., Изд МГУ, 1949]. Позднее Л. Д. Ландау, А. И. Ахиезер и Е. М. Лифшиц пояснили:
"Если привести в соприкосновение два тела, то атомы этих тел, сталкиваясь между собой, будут передавать друг другу энергию. Таким образом, при
соприкосновении двух тел энергия переходит из одного тела к другому; тело, которое при этом теряет энергию, называют более нагретым, а тело, к которому
энергия переходит, - менее нагретым. Такой переход энергии продолжается до тех пор, пока не установится некоторое определенное состояние - состояние
теплового равновесия" [Л.Д. Ландау и др.. Курс общей физики. Механика и молекулярная физика. М. Наука, 1969].
я выделил слабые утверждения, входящие в теорему. Логический вывод о слабости утверждений вытекает из таких посылок как " нет дела до экспериментирования
... эта теорема или верна или неверна; но она остается тем, что она есть ... ясно, что энергия всегда переходит от горячего тела к холодному...нельзя построить
двигатель" и т.д. и т.п. Во всех случаях исходные утверждения не содержат условий теоремы, а подменяются терминами и фразами, покоящимися на принципе
очевидности, принципе отрицания фактов и тавтологиях. Насколько строги эти принципы, мы уже отмечали - они не удовлетворяют ни одному требованию
исчисления высказываний. Поразителен тот факт, что утверждения эти делали ученые с мировым именем. Но великие ученые - великие заблуждения. История науки
это не раз показывала.


[ Ответить на это ]


Re: Энтропия - для философов и популистов (Всего: 0)
от Гость на 01/03/2012
2. Природа рабочего тела.
Современная формулировка теоремы Карно такова: КПД тепловой машины с циклом Карно зависит от температуры Т1 нагревателя и Т2 холодильника, но не
зависит от природы рабочего тела. Но еще в 1978 году А. Краснов в работе ["Термодинамика гидратов природного газа. Влияние природы рабочего тела на КПД
цикла Карно. /Разработка газовых месторождений Крайнего Севера./ М., ВНИИГаз, 1978, с. 19"] показал, что кпд цикла Карно зависит от природы рабочего тела.
Ведь в отличие от идеального газа в реальных веществах имеются молекулярные взаимодействия, вследствие чего возможно периодическое изменение давления
рабочего тела. Рассматривая в качестве рабочего тела гидраты природного газа, в частности (2СН4·С3Н8·17Н2О), А. Краснов показал, что при tн=250С и tх=80С
работа газогидратного цикла в 57 раз больше работы цикла Карно для идеального газа. Почему так происходит? Дело в том, что теорема Карно не учитывает
молекулярно-кинетической теории, и, по умолчанию, объем циркулирующего в тепловой машине рабочего тела имеет неизменное число молекул рабочего тела.
Если же применить диссоциирующие газы, то аналогично получим изменение числа молекул в цикле, например для N2O4 получим:
        N2O4 - 2NO2+O2    (1)
т.е. число молекул, и следовательно, давление в изохорном процессе увеличится в 3 раза. Процесс этот обратимый и его можно использовать в периодической
тепловой машине. Что по этому поводу говорит математическая форма данного явления? Мы рассмотрим МКТ газов, давление Р на поршень газа с концентрацией
молекул газа n выражается как:


[ Ответить на это ]


Re: Энтропия - для философов и популистов (Всего: 0)
от Гость на 01/03/2012
продолжение

P = (3/2)nkT    (2)

где k - постоянная Больцмана, T - температура. То есть давление газа, оказываемое на поршень,
есть функция 2-х переменных - температуры и концентрации  молекул. Но отсюда следует, что изменение давления на поршень может происходить не только при
изменении температуры рабочего тела, но, наоборот, вопреки  принципу Карно, при изменении концентрации молекул рабочего тела при постоянной  температуре. Более того! Утверждение Карно о том, что для нагревания  какого-либо тела надо иметь более теплое тело, а для его охлаждения - более холодное есть только частный случай, не исчерпывающий всех возможностей. Ведь в соответствии с МКТ газов, чтобы нагреть газ достаточно его адиабатически сжать, а чтобы охладить - адиабатически расширить.



[ Ответить на это ]


Re: Энтропия - для философов и популистов (Всего: 0)
от Гость на 01/03/2012
3. Пути преобразования.
Рассмотрим коротко. Есть теоретически много путей, но отметим два, подтвержденных экспериментально. Первый - это определяемый природой рабочего тела и  приводящий к тому, что изме-нение концентраций молекул в (2)  определяется фазовыми переходами, как это показано в п.2. Второй путь был найден В. Томсоном (Кельвином) в 1871 году. Он установил,  что давление насыщенного пара над поверхностью жидкости, находящейся в  термодинамическом равновесии с паром, зависит от формы ее поверхности:

  P = Pнач exp{2(sigma)(nu)/rRT}    (3)

где P - давление насыщенного пара над поверхностью с текущей кривизной r,
Рнач - давление насыщенного пара над поверхностью с кривизной r = 0 при тех же условиях, (сигма) - поверхностное натяжение жид-кости, (ню) - молярный объем жидкости, R - универсальная газовая постоянная, Т - температура. Из (3) следует,  что давление насыщенного пара над каплями малых размеров больше, чем над кап-лями больших размеров и над плоской жидкостью, т.к. в этом случае r = бесонечность. То есть, в разных час-тях системы, включающей поверхности жидкости с  разной кривизной, при прочих равных услови-ях может возникать разность давлений,  обусловленных молекулярными силами. Этот теоретиче-ский вывод  был подтвержден экспериментально М. Лазаревым в 1979 году: он разделил сосуд с жидкость на
две равных части мембранно-пористой перегородкой с игольчатыми испарителями.  В этой системе самопроизвольно возникала и поддерживалась макроскопическая


[ Ответить на это ]


Re: Энтропия - для философов и популистов (Всего: 0)
от Гость на 01/03/2012
циркуляция жид-кости и пара. Изобретение это было зарегистрировано под названием
 "Устройство для преобразования тепловой энергии в механическую", что не
совсем точно отражает суть процесса, (по ре-комендации эксперта была изменена
 формулировка), регистрационный номер SU1437573A1 от 23.01.89. 4F 03 G 7/06.
Циркуляция возникала благодаря разным условиям испарения и конденса-ции
жидкости на границах разделов фаз в различных частях сосуда. Интересно то, что при  отсут-ствии нагревателя и холодильника жидкость нагревалась в  нижней части сосуда из-за конденса-ции пара, а в верхней охлаждалась вследствие испарения с  выпуклых менисков под пористой пе-регородкой, т.е. весь процесс работал по уравнению (3). Что из этого эксперимента следует? Крайне неожиданный вывод:  такое изменение температуры в системе соответствует  самопроиз-вольному уменьшению её энтропии, что противоречит второму закону термодинамики.


[ Ответить на это ]


Re: Энтропия - для философов и популистов (Всего: 0)
от Гость на 01/03/2012
4. Сила тяготения.
Л.Д. Ландау и Е.М. Лифшиц, не утруждая себя доказательством, предлагают принять на веру "посто-янство температуры вдоль тела", находящегося в стационарном состоянии в поле тяжести [Ландау Л.Д., Е.М. Лифшиц. Теоретическая физика. Т.5. Статистическая физика. М., Наука, 1964]. Так же без доказательств К.А. Путилов [Путилов К.А. Курс физики. Т. 1, М. Физматгиз, 1962, стр. 332-334] и Д.В. Сивухин [Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т. 2, М.,Наука,1979, стр. 279-280] утверждают, что газ в стационарном состоянии в поле тяжести должен быть изотермичен.В 1923 году доказательству изотермичности газа, находящегося в стационарном состоянии в поле "тяже-сти" П. Эренфест посвятил отдельную статью [Эренфест П.
Об одном заблуждении относительно рав-новесия газа в поле тяжести. Эренфест П. Относительность. Кванты. Статистика. М., Наука, 1972, стр. 116-118]. Однако, доказательство Эренфеста нельзя признать строгим. Действительно, он использует распределение Максвелла по скоростям молекул, но распределение Максвелла получено и справед-ливо лишь для систем, находящихся в термостате. Поэтому, как только мы воспользуемся распреде-лением Максвелла, мы в дальнейшем будем иметь дело с термостатом, где ни о каком распределе-нии температур не может быть и речи.


[ Ответить на это ]


Re: Энтропия - для философов и популистов (Всего: 0)
от Гость на 01/03/2012
Что же по этому вопросу говорит математика? Покажем строго, что в газе в стационарном состоянии в поле тяжести любой конечной разности высот dН  соответствует определенная дельта температур dТ, а отношение (dТ/dН)dh стремится к 0 не равно 0. Под символом d мы понимаем дельту греческую  (треугольничек такой в математике часто применяется). Выражение в левой части называется температурным градиентом, математически удобнее выразить его как  grad(h)T, т.е покажем, что:

grad(h)T не равен 0 (4) символы в круглых скобках подстрочные

Исходя из закона сохранения энергии, мы рассмотрим падение массы газа m с высоты dН, тогда потенциальная энергия газа изменится на величину:
  dE = mg dH  (5)
Но с учетом МКТ газов изменение потенциальной энергии молекул газа приводит к изменению кинетической энергии молекул газа, т.е. приводит к сообщению газу
тепла:
    
  dQ = mC(v)dT   (6) символы в круглых скобках подстрочные



[ Ответить на это ]


Re: Энтропия - для философов и популистов (Всего: 0)
от Гость на 01/03/2012
Приравнивая правые части (5) и (6) получим выражение для значения вертикального температурного градиента в атмосфере:

  dT/dH = - g/C(v)  (7)   символы в круглых скобках формул подстрочные
     
Нетрудно видеть, что это результат вытекает из того следствия, что g не равно 0 и C(v)не равно 0, а гипотеза Больцмана о распределении молекул одноатомного
идеального газа в потенциальном поле, приводящая к выражению:

 grad(h)T=0  (8)  cимволы в круглых скобках формул подстрочные

ошибочная, т.к. он выводил зависимость давления столба газа из условия Т(h)=const, и получил чисто барометрическую зависимость:

P = Pнач exp{mgH/kT} (9)

Для (7) был позднее введен сухоадиабатический вертикальный температурный градиент, который выводится более строго и имеет выражение:
  
dT/dH = - g/C(p)    (10)    символы в круглых скобках формул подстрочные


[ Ответить на это ]


Re: Энтропия - для философов и популистов (Всего: 0)
от Гость на 01/03/2012
продолжение

Из (7) Циолковский получил значение grad(h)T = 14 К/км, второе приближение по (10) дает величину градиента для земной тропосферы примерно grad(h)T = 9.8  К/км. Заметим, что (10) получено при условии отсутствия теплообмена между частями рассматриваемой массы газа, т.е. без учета теплопроводности. Если учесть теплопроводность, то в соответствии с законом Фурье, любой температурный градиент, в том числе и адиабатический вертикальный, вызывает поток  тепла. Поэтому в вертикальном столбе газа в поле гравитации возникнет стационарный поток тепла снизу вверх, который определяется grad(h)T и теплопроводностью среды  a:
  
q = - a{dH/dT}(st)     (11)    символы в круглых скобках подстрочные
  
Этот вертикальный тепловой поток компенсируется потоком механической энергии падения моле-кул газа в вязкой среде, направленным противоположно, и  определяется как градиентом потенциала, выражаемым как:

  df/dH = -g  (12) под символом f надо понимать  fi-греческую

так и динамической вязкостью среды eta, которая выражается как:
  
G = (eta)df/dH = -(eta)g (13)

Так как в стационарном состоянии потоки (11) и (13) взаимно уравновешиваются, т.е. G+q=0, то
  
{dH/dT}(st)= -(eta)g/a (14)  символы в круглых скобках формул подстрочные

Из МКТ газов известно, что отношение  a/(eta)C(p)  для одноатомных и двухатомных газов равно 1.4 и 1.5 соответственно, следовательно, стационарный вертикальный температурный градиент с учетом теплопроводности газа (смеси газов) имеет вид:

  {dH/dT}(st) = - g/1.4C(p) (15) символы в круглых скобках подстрочные
  
То есть теоретический стационарный вертикальный температурный градиент в тропосфере Зем-ли составляет ~ 7 К/км, что близко к наблюдаемому градиенту  равному ~ 6.5 К/км. Здесь в (15) нет поправок на критерии Грасгофа и Рейнольдса, которые описывают различные режимы движения среды и движение среды.


[ Ответить на это ]


Re: Энтропия - для философов и популистов (Всего: 0)
от Гость на 01/03/2012
продолжение

Итак, с математической точки зрения показано, что температурный градиент во-первых имеет ме-сто быть, во-вторых - он не равен нулю. Что же показали
экспериментальные исследования? То же, что предсказала математика. В тропосфере Венеры gradНT?8.5 К/км линейный до высоты око-ло 56км [Опарин Е.Г. О
температурном градиенте тропосфер планет (в печати)], Лошмидт нашел зависимость Т воды от глубины в артезианских колодцах, Яковлев показал
экспериментально на центрифугах, что в потенциальном поле центробежных сил Т газа зависит от его потенциальной энергии [Яковлев В.Ф. Экспериментальное
обнаружение стационарных градиентов температур во вращающихся газах. ЖРФМ. 1993. №1-6 стр. 42-45]. Таким образом, всюду, где нельзя пренеб-речь
действием потенциальных полей, в макроскопических системах устанавливается стационар-ный температурный градиент. Но что это значит с точки зрения
термодинамики? Ведь для под-держания стационарного температурного градиента тепло, вопреки второму началу термодина-мики, переходит от более холодных
областей с большей потенциальной энергией к более теп-лым областям с меньшей потенциальной энергией! Это показывает экспериментально неполноту второго
начала как минимум и мутит умы физиков.

Ядерщик


[ Ответить на это ]


Re: Энтропия - для философов и популистов (Всего: 0)
от Гость на 01/03/2012
продолжаю...

Вывод: второе начало термодинамики не есть всеобщий физический принцип, применимый ко всем физическим и химическим процессам при всех возможных  условиях, а ограниченным част-ным законом, справедливым лишь в макроскопических системах, в которых возможно пренебречь действием потенциальных полей, в частном случае, гравитационным полем. Этот вывод рушит второе начало термодинамики напрочь, так как стационарная температурная дельта в гравитационных полях (даже искусственных, полученных вращением больших космических объектов) позволяет построить не двигатель второго рода а так называемый бестопливный двигатель. Эту температурную дельту можно использовать для получения механической энергии с помощью тепловой машины или для получения электрической энергии с помощью применения
термопар. Но если рассмотреть два столба газа одинаковой высоты с разными теплоемкостями в поле тяжести, то получим аналогичный результат. Опуская  математические преобразования, нетрудно видеть, что темепратаурная дельта составит:

dT = {1/1.4}g dH{1/C(p1) - 1/C(p2)} (16)  символы в круглых скобках подстрочные
 
где C(p1) и C(p2) теплоемкости первого и второго газа соответственно. 


[ Ответить на это ]


Re: Энтропия - для философов и популистов (Всего: 0)
от Гость на 01/03/2012
продолжаю...

Что же значит (18) в другой интерпретации? Ведь тепло циркулирует в поле гравитации, охлаждая столбы газа ниже Т окружающей среды вопреки второму началу термодинамики. Это демоны Максвелла, и имя им - гравитация. Замечу, что по теории гравитации не так уж и много публика-ций, и это понятно, та страна, которая
первой решит эту задачу, во - первых получит океан эколо-гически чистой энергии, во-вторых выведет из энерготехнологий уголь, газ, нефть, уран. Для тех стран,
экономика которых построена на добыче и продаже нефти и газа, это означает крах. Экс-периментальные доказательства были получены еще в 1991г [Опарин Е.Г.
Решающий экспери-мент по прямому определению разности температур в газе в стационарном состоянии в поле тя-жести.  ЖРФМ. 1991. №1, стр. 40-46].  Итак, рассмотрев все аргументы, мы убедились, что второе начало термодинамики:
" не имеет ни одного строгого доказательства
" зависит от путей преобразования рабочего тела
" зависит от природы рабочего тела
" зависит от силы потенциальных полей (тяготения)
и является фактически научной догмой, принятой по умолчанию и возведенной ученым миром в принцип без всяких доказательств и экспериментальных проверок.
Заметим, что второй закон никто не опровергает, для него лишь устанавливаются рамки применимости, он исключается как принцип и становится частным случаем  более общего закона о монотермии (холодильник в этом случае не обязателен).

вот такие пироги...


[ Ответить на это ]


Re: Энтропия - для философов и популистов (Всего: 0)
от Гость на 01/03/2012
продолжаю...

На чем строится критика приведенных доказательств? Заметим, что математически опровергнуть выкладки, приводящие к неравенству нулю температурной дельты
в гравитационном поле, доста-точно сложно. Опровергнуть результаты экспериментов невозможно. Возможно отказывать в ре-гистрации заявок (макетов),  использующих приведенные законы и голословно критиковать, что реально и делается. Для примера приведу выдержки из статьи академиков Е.П. Велихова, А.М.  Прохорова и Р.З. Сагдеева: "...по инициативе П. Ощепкова создан так называемый Обществен-ный институт энергетической инверсии. Это организация объединила  представителей самых раз-ных профессий, увлеченных ... несбыточной мечтой воплотить его идеи в реальные энергетиче-ские установки... пропагандируются антинаучные идеи...советской науке наносится ущерб" ["Чудо не состоялось". Правда, 22.06.1987]. Итак, никаких ссылок на эксперименты, на математические выкладки.

Ну о том как нам Женя термоядом голову морочит все наверное знают?... Да?

Ядерщик


[ Ответить на это ]


Re: Энтропия - для философов и популистов (Всего: 0)
от Гость на 01/03/2012
Основная причина кроется в том, что можно построить действующий макет, но построить действующую силовую установку гораздо сложнее потому что:
" она будет иметь огромные размеры (сложно скрыть установку)
" для нее нужен проект с дорогими материалами
" нужна инфраструктура производства
" нужно достаточное финансирование
" нужны дерзкие ученые и инженеры
в современной России этого нет. Но это не значит что этой темой не занимается DARPA США!  ЕЩЕ КАК ЗАНИМАЕТСЯ! И основной мозг там - русские инженеры и ученые.


[ Ответить на это ]


Re: Энтропия - для философов и популистов (Всего: 0)
от Гость на 01/03/2012
продолжаю...

Кроме того, понятие вечного двигателя второго рода требуется пересмотреть не только с приведенных позиций, а именно - такие машины будут не вечными не с  позиций второго начала, а с позиций разрушения движущихся  частей машины либо термоциклируемых частей машины, что было показано на макетах. Но если ввести понятие самовосстановления движущихся (термоциклируемых) частей, то, возможно, мы приблизимся к идеалу. Понятие самовосстановления на  сегодняшний день ученые пытаются реализовать в нанотехнологиях. Основной поток работ применительно к бестопливным машинам проводится в США учеными  DARPA, в России об это и не знают ничего да и не понимают сути таких дерзких идей.

вот такие дела мужики... а все эксеприменты еще в 1978 году провел... рбочее тело было уникальным - гелий. Я его выбрал из условий космоса (по слухам - там холоно очень...)

Ядерщик


[ Ответить на это ]


Re: Энтропия - для философов и популистов (Всего: 0)
от Гость на 01/03/2012
В завершение

Удельная энергонапряженность у такой установки будет минимальна, тут все по законам механики - выигрываем в одном, проигрываем в другом. Полагаю, время  таких установок придет при промышленном освоении космоса. В этом случае понадобятся установки высокой надежности, долговечности, экономичности и, конечно  же, не требующие топлива. Топливо понадобится только для перемещений и ориентирования больших промышленных космических объектов, а обеспечение жизнедеятельности и производства в космических объектах будут выполнять силовые ин-версионные установки (машины второго рода). Бесспорно, выгодно это  будет только для косми-ческих станций, имеющих размеры и массу более некоторой критической, так как сама силовая установка будет больших размеров. Размеры  геометрические станции определяются достижи-мыми температурными градиентами и потребными энергетическими параметрами. Расчеты, выполненные мной еще  в 1978г. показали нижний порог массы брутто такого космического объекта - 200 тыс. тонн. Замечу, что в прошлом году НАСА опубликовала свои оценки массы
брутто таких космических аппартов - это что то 400тыс. тонн. Отсюда горький вывод для наших космистов - США в космос будут уходить с другими энергетическими
аппаратами, с самовосстановлением (самремонтом) на основе нанотехнологий. Поэтому их интересуют именно такие энергоустановки. Они не боятся 2 начала термодинамики, у них другие задачи. Да и работы Стивена Хокинга они читают внимательней.

Ядерщик


[ Ответить на это ]


Re: Энтропия - для философов и популистов (Всего: 0)
от Гость на 01/03/2012
И в заключение.

Космическая отрасль и атомная отрасль являются мультиплицирующими отраслями - т.е. они выставляют крайне высокие требования к смежным отраслям по целому спектру направлений. То есть они "тянут" вверх к качеству и новейшим технологиям остальные отрасли. Но атомная отрасль утрачивает это свойство, поскольку задача сменилась - извлечение прибыли как основной критерий получения бонусов менеджерами. А космос уже провален - в этой конторе нет даже вразумительной программы освоения  ближнего космоса! Поэтому эти две отрасли стали невосприимчивы к новым и дерзким идеям и инновациям. А на старом багаже они не продержатся, мир уходит вперед, мир развивается. Нам - России -  в этом мире скоро места вообще не будет, если будем тк зашорены и слабовольны.

Пожелание специалистам - коллеги, учите математику! Учитесь мыслить строго и беспощадно!

Ядерщик



[ Ответить на это ]


Re: Энтропия - для философов и популистов (Всего: 0)
от Гость на 01/03/2012
Ядерщик, спасибо за науку, вы большой умница. С первым весенним днем вас!


[
Ответить на это ]


Re: Энтропия - для философов и популистов (Всего: 0)
от Гость на 01/03/2012
Ну мужик ты и МОЗГ!!!!


[ Ответить на это ]


Re: Энтропия - для философов и популистов (Всего: 0)
от Гость на 02/03/2012
Автору и Ядерщику респект !Великолепно,точно и кратко! А главное,доходчиво!
К Олегу Викторовичу Двойникову просьба открыть на сайте раздел для научных и технических статей и заметок, где, в удобной для чтения форме, авторы и участники обсуждения моглибы публиковать свои статьи ,заметки и комментарии ,
с рисунками, формулами и фотографиями. Существующий раздел пусть останется для публицистики таким, как он есть. С уважением,Боцман.


[ Ответить на это ]


Re: Энтропия - для философов и популистов (Всего: 0)
от Гость на 03/03/2012
Ну, хотя-бы Рейфа почитайте, чтобы не вестись на туфту.


[
Ответить на это ]


Re: Энтропия - для философов и популистов (Всего: 0)
от Гость на 02/03/2012
Возможно понятие "энтропия" является не мерой хаоса, а мерой необратимости?


[ Ответить на это ]


Re: Энтропия - для философов и популистов (Всего: 0)
от Гость на 02/03/2012
Ядерщик и иже с ним - просто сказочник. Выдирает цитаты из книг и склеивает их, как хочет. Никак градиент температуры с высотой не относится к корректному описанию второго начала термодинамики и его доказательству... Надо эти-же книги аккуратнее читать и вчитываться в понятие граничных условий, корректное определение термостата и т.п. Прямо куда ни плюнь, одни опровергатели законов и изобретатели вечных двигателей. Паноктикум...


[ Ответить на это ]


Re: Энтропия - для философов и популистов (Всего: 0)
от Гость на 03/03/2012
Здоровый консерватизм это замечательно, но книга Ньютона о натуральной философии тоже написана как сказка.


[
Ответить на это ]


Re: Энтропия - для философов и популистов (Всего: 0)
от Гость на 08/03/2012
Народ, ау! Вам не студно? Это термодинамика. Какие молекулы? Какая сепарация молекул по скоростям? Бред сивой кобылы. Откройте любой учебник по термодинамике и почитайте самое начало, в котором описана область применимости. Не работает термодинамика с молекулами. И второй закон термодинамики к молекулам никакого отношения не имеет.Если уж взялись что-то обсуждать и приводите примеры, то сначала разберитесь в этом.  


[ Ответить на это ]


Re: Энтропия - для философов и популистов (Всего: 0)
от Гость на 12/03/2012
1. Причём - "пористость"? а чашка чая остывает по-другому?
2. Без комментариев. Причина и следствие - сног на голову. Смерчи возникают на границе "горячих" и "холодных" атмосферных фронтов, остальное - по законам гидродинамики.
3.Гидроудар описал в 1905 году Жуковский. никакого отношения явление ко второму закону не имеет.
Когда-то академик Лаврентьев опубликовал для школьников 3 задачи с обещанием решившего их взять в университет без экзаменов. Может потренируемся?
1. Почему чаинки собираются в центре стакана?
2. Почему пузырёк воздуха всплывает не по линейноу траектории?
3. Если поставить счёты вертикально ("компьютер" 50-ых) и закрутить костяшку, то почему она ползёт вверх,( а потом опускается)?


[ Ответить на это ]






Информационное агентство «ПРоАтом», Санкт-Петербург. Тел.:+7(921)9589004
E-mail: info@proatom.ru, webmaster@proatom.ru. Разрешение на перепечатку.
За содержание публикуемых в журнале информационных и рекламных материалов ответственность несут авторы. Редакция предоставляет возможность высказаться по существу, однако имеет свое представление о проблемах, которое не всегда совпадает с мнением авторов Открытие страницы: 0.17 секунды
Рейтинг@Mail.ru