Se poate converti complet căldura în lucru mecanic?

Rezumarea primului mesaj :

[Provine din topicul „CAdi despre mm”]


CAdi,eu incerc sa demonstrez ca se poate converti caldura in lucru mecanic cu randament unitar;asta inseamna perpetuum mobile de speta II...,ai ceva impotriva?

Din punct de vedere istoric, cel putin dupa cunoasterea mea, intr-adevar, Robert Mayer si Carnot sunt cei care au formulat primele doua principii ale termodinamicii, dar in ziua de astazi punctul de pornire este, dupa cum ti-am spus, altul.

Nu pot afirma ca demersul tau sa fie injust, dar nu sunt de acord cu numirea termodinamicii ca "primitivism stiintific". Poate sa-ti para asa in manuale de liceu sau in carti de termodinamica pentru ingineri, unde discutii principiale nu prea-si au sensul, caci scopul vizat este cel de a dezvolta aplicatii nu neaparat de ultima ora, dar daca vei pune mana pe o carte de mecanica statistica sau de fizica mezoscopica si vei vedea ce inseamna sa incerci sa aplici termodinamica la sisteme din ce in ce mai mici, s-ar putea sa-ti schimbi parerea.

Mult succes in cercetarile tale!

george a scris:Abel,dezvolta,te rog,ideea cu variatia directiei impulsului.

Modulul impulsurilor este singurul care contează pentru a determina energia totală a unui sistem. Dacă modificăm modulul impulsurilor, producem lucru mecanic.

Dar impulsul mai are şi direcţie. Dacă modificăm numai direcţia impulsului, atunci nu modificăm energia sistemului, ci modificăm altceva. Ei bine, acel altceva eu zic că este temperatura sistemului.

Aşadar, dacă vrei să converteşti total căldura în lucru mecanic, trebuie să converteşti total direcţia impulsului în modul. Mai precis, asta înseamnă (din punctul meu de vedere) să rectiliniarizezi traiectoriile tuturor particulelor din sistem, ceea ce înseamnă să le permiţi să meargă (cu viteza luminii în vid) în linie dreaptă.

Abel,viteza moleculelor unui gaz e data de agitatia termica si difera pentru fiecare gaz.
Pornind de la ecuaţia de stare a gazului ideal, avem pentru viteza termică expresia:Vt=radical din 3RT/M , M fiind masa molară a gazului.Pana la viteza luminii in vid e cale lunga.Eu vreau numai sa obtin atat cat se poate intr-un ciclu,restu de caldura s-o recuperez si s-o redau ciclului urmator.Dintre ciclurile actuale,doar ciclul Stirling permite recuperare regenerativa,motorul meu fiind in fapt o modernizare a acestuia.

alefzero,treaba mea e sa demonstrez ca se poate extrage energie din mediul ambiant(motor monoterm),dupa care ,cei ce se pricep n-au decat sa despice firu-n patru...
Am in minte povestea celui ce-a descoperit motorul electric cu rotorul in scurtcircuit;in timpul prezentarii acestuia,fiind in sala ,a adormit.Cand s-a trezit,tabla era plina de ecuatii...,exclama:daca stiam ca-i asa complicat,nu-l mai faceam.

Variatia directiei impulsurilor ce inseamna ?
Dar cum au aparut aceste impulsuri din nimic ?
Sa analizam un explozibil aflat initial la 0 gr K, apoi il detonam. Apar din nimic tot felul de particole cu miscari, impulsuri, care nu erau initial. Si in plus se mai elibereaza o mare cantitate de energie sub forma de fotoni.
Sper ca pe unii i-am pus serios pe ganduri. Nu va grabiti cu raspunsul, energia inmagazinata si transformata la explozie nu e totuna cu impulsul. Sper sa nu vina cineva sa o tranteasca, ca au fost inmagazinate si impulsurile, cand s-a fabricat explozibilul.

Abel,sa rectiliniarizezi traiectoriile tuturor particulelor intr-un sistem termodinamic inseamna sa ai o miscare ordonata;inseamna ca poti extrage intreaga energie din sistem..., practic e imposibil.
Exista doar posibilitatea compunerii vectoriale.Cand sistemul e dezechilibrat termodinamic,poate ceda lucru mecanic si caldura.Cand e dezechilibrat termic,cedeaza doar caldura.
Daca dorim sa transformam caldura in travaliu,trebuie sa-i lasam sistemului dreptul de as mentine energia interna intre anumite limite si sa ne preocupe doar sa avem echivalent in lucru mecanic pentru caldura intrata in sistem.

Abel spune:" Dacă modificăm numai direcţia impulsului, atunci nu modificăm energia sistemului, ci modificăm altceva. Ei bine, acel altceva eu zic că este temperatura sistemului."
Legea I a lui Joule spune ca energia interna a unui sistem termodinamic depinde doar de temperatura si nu depinde de volum sau presiune.
Daca unui sistem termodinamic ce se afla in echilibru baric cu exteriorul,oricat ai marim temperatura,el va fi incapabil sa produca lucru mecanic.In acest caz nu marim decat dezordinea din sistem.
Ca sa putem obtine mai mult lucru mecanic prin marirea temperaturii,trebuie sa avem o diferenta de presiune intre starea initiala si cea finala.E de preferat ca presiunea sa creasca odata cu temperatura.
Altfel spus,ca sa ordonam energia sistemului trebuie sa micsoram distanta dintre molecule fara a le mari viteza.
Mai precis,marim presiunea fara cresterea temperarurii;scadem entropia...

Cand am denumit termodinamica actuala"primitivism stiintific"(termenul ami apartine) m-am bazat pe faptul ca actualmente se crede ca energia se poate obtine doar daca arzi ceva sau daca ai o sursa termica cu valoare mai mare decat cea a mediului...
Eu consider mediul o "groapa de gunoi" unde ajung toate formele de energie utilizate pe Pamant.
Mai stiu ca energia nu poate fi creata si nici distrusa(prima lege a termodinamicii),prin urmare trebuie doar sa vrem sa reciclam acest deseu energetic.
Stiinta actuala spune ca e imposibil...,imposibil a fost si zborul cu un dispozitiv mai greu decat aerul...
Pot demonstra ca e posibila realizarea unui sistem termodinamic care sa extraga energie dintr-un mediu monoterm...,nimeni nu ma crede;anseamna ca nu este absolut necesar si prin urmare,mai bine nu -l fac.

Foarte frumoasă argumentaţia ta, George! Ea completează armonios cele spuse de mine, făcând o comparaţie necesară între cunoştinţele actuale şi cunoştinţele care derivă din propunerile mele. Ai remarcat bine şi faptul că, în opinia Fizicii actuale, creşterea temperaturii înseamnă creşterea dezordinii, ceea ce scoate în evidenţă încă o dată limitele Fizicii actuale în a înţelege ce se întâmplă de fapt. În acest context, propunerea mea echivalează cu concretizarea a ceea ce se întâmplă la creşterea temperaturii. Mai precis, la creşterea temperaturii se modifică mai mult direcţiile particulelor, ceea ce în Fizica actuală este o simplă creştere a dezordinii. Nu e nicio dezordine acolo, ci e ordine totală!

Să mai facem nişte precizări menite să-ţi răspundă la câteva nedumeriri în legătură cu concepţia formulată de mine aici. Din punctul meu de vedere, toată energia provine din mişcare. La nivelul cel mai intim, „substanţa” se deplasează cu viteza luminii în vid, viteză care nu poate fi modificată în modul, ci doar în direcţie. Deci, la nivelul cel mai intim, nu putem modifica modulul vitezelor, ci doar direcţiile lor. Atunci, orice „acţiune” asupra materiei nu face decât să modifice cumva direcţiile particulelor intime.

Dar (tot din punctul meu de vedere) la nivel macroscopic situaţia este puţin mai complexă. Două elice diferite pot avea aceeaşi axă chiar dacă au forme diferite (curburi şi torsiuni diferite). Faptul că au aceeaşi axă înseamnă că au acelaşi raport între curbură şi torsiune. Aşadar, două corpuri macroscopice pot avea „aceeaşi direcţie” deşi se mişcă diferit (parcurg aceeaşi porţiune de axă în intervale diferite de timp (adică au „viteze” diferite în modul dar identice în direcţie)). Prin aceasta vreau să spun că la nivel macroscopic putem modifica şi modulul vitezei cu care se deplasează corpurile, ceea ce ne lasă impresia că putem modifica şi energia lor, nu doar temperatura.

Şi pentru că nu am fost suficient de plictisitor încă, mai vreau să menţionez ceva. Dacă raportul (dintre curbură şi torsiune) este atât de important pentru direcţia de deplasare, atunci el este atât de important şi pentru temperatură. Mai precis, până nu modificăm raportul dintre curbură şi torsiune, nu modificăm nici direcţia de deplasare, deci nu modificăm nici temperatura (ci doar presiunea şi volumul). Deci, direcţia de deplasare se modifică numai în salturi, atunci când reuşim să modificăm cumva însuşi raportul dintre curbură şi torsiune. Precizarea (matematică) pe mai departe a acestor consideraţii nu poate fi făcută altfel decât prin teorema de recurenţă a formulelor lui Frenet.

Abel,stiinta actuala e sufocata de modele cu grad inalt de abstractizare,din pacate,fara suport in lumea reala.M-am ferit sa cad in plasa aprofundarii acestui tip de cunoastere...Nu ma intereseaza Frenet,Gibbs,Laplace...,chiar daca am pierdut examene din aceasta cauza.
Ma intereseaza modele inspirate din natura,functionale...
Daca ne vom abate de la modelele
intalnite pretutindei in acest Univers vom sfarsi prin a "crea"universuri noi care nu vor"functiona" decat in spatiul dintre urechile celui ce l-a imaginat.
Cel mai viu exemplu e ciclul Carnot,un ciclu termodinamic ce nu poate fi reprodus in mod real si totusi sta la temelia termodinamicii,mama tuturor stiintelor.

Incerc sa gasesc un raspuns pentru acest topic.
Caldura poate fi convertita total doar daca este regenerata total caldura reziduala destinata sursei reci.Dintre toate ciclurile termodinamice existente,unul singur e capabil sa faca regenerarea caldurii,ciclul Stirling.Din pacate acesta nu ofera,nici macar teoretic,posibilitatea unei regenerari totale.Asta pentru ca regenerarea nu se poate face decat in cele doua transformari izobare unde avem gradient de temperatura.In celelalte doua transformari (izoterme) regenerarea nu e posibila deoarece evolutia se face la temperatura constanta.La acest ciclu,cu o regenerare maxim posibila,se poate egala randamentul ciclului Carnot pentru aceleasi limite de temperatura.Avantajul ciclului Stirling fata de Carnot e ca Stirling e un ciclu real;ciclul Carnot e doar un ciclu ipotetic,imposibil de transpus in practica.Urmand aceasta logica,trebuie gasit un ciclu termodinamic care sa permita,macar teoretic,o regenerare totala.Altfel,vom continua sa ne facem treaba cu niste motoare termice ce sunt mai degraba sobe.
Inca ceva...,cred ca trebuie abandonata ideea de motor termic;motoarele termice fac parte din familia masinilor termice...
O masina termica poate functiona dupa un ciclu termodinamic direct (motor) sau dupa un ciclu inversat (masina frigorifica).
Motoarele termice sunt masini ce primesc din exterior energie sub forma de caldura si cedeaza exteriorului energie sub forma de lucru mecanic.
Masinile frigorifice sunt masini termice ce primesc din exterior lucru mecanic si cedeaza exteriorului caldura preluata de la o sursa rece.
Asta e situatia la o prima vedere,daca consideram sistemul o "cutie opaca".Daca consideram ca avem o "cutie transparenta" vom vedea ca in sistem,atat in cazul motorului cat si al frigiderului,se consuma lucru mecanic la comprimare si se produce lucru mecanic la destindere.Suma algebrica a acestor doua energii ne da un rezultat pozitiv in cazul motorului si unul negativ in cazul frigiderului.Ne punem intrebarea;Putem realiza o masina frigorifica la care efortul comprimarii sa fie mai mic decat cel de destindere? In acest fericit caz am avea o masina frigorifica ce produce lucru mecanic.
Cum facem comprimare eficient? Asta intrebare.














]]]

george a scris:Putem realiza o masina frigorifica la care efortul comprimarii sa fie mai mic decat cel de destindere?

Parcă s-a răspuns deja la întrebarea asta. Răspunsul este: NU. Putem crea iluzia că folosim mai puţină energie decât producem (cu energie ieftină luată din mediul înconjurător), dar nu putem crea această realitate. Pentru că există pierderi.

Abel,eu consider ca se poate construi o masina termica ce poate raci mediul in care functioneaza.Nu trebuie decat sa comprimi aerul eficient,asta e tot secretul.Iti amintesc ca un Kmol de aerlla aceeasi temperatura,are o energie interna constanta,indiferent de presiunea la care il avem.Asta inseamna ca aerul comprimat nu inmagazineaza energie.

george a scris:Nu trebuie decat sa comprimi aerul eficient,asta e tot secretul.

De acord cu tine. Dar oricât de eficient ai comprima aerul, tot nu vei putea converti complet căldura în lucru mecanic. Pentru că există pierderi incontrolabile.

Tehnologia viitoare, bazată pe Fizica elicoidală, va putea controla mişcarea moleculelor prin gaz, iar eficienţa comprimării va creşte enorm. Dar nici atunci nu va fi totală.