Conversia totala a caldurii in lucru mecanic

Rezumarea primului mesaj :

Poate fi caldura transformata total in lucru mecanic?
Aceasta e o problema pe care fizica nu a reusit sa o rezolve si neputinta a declarat-o imposibilitate.Pe acest subiect am un studiu teoretic ce demonstreasa ca acest fapt e posibil.Mentionez ca teoria mea e in deplin acord cu toate legile fizicii.Principiul de baza a fost avizat de un institut de cercetare.George.

frig=rece.
Un corp/materie este rece in comparatie cu alta, daca valoarea temperaturii sale este mai mica ca aceleia.
La fel si pentru caldura.

Pe de alta parte, ar trebui poate sa nu scapam din vedere si minimul posibil 0k, si radiatia de fond.

Frigul e mai intai de toate o senzatie.Nu avem o marime fizica ce-l masoara.O sursa poate fi rece doar daca o raportam la una calda,raportata la una si mai rece ,e calda.

Si care e "morala" din tot asta?!

Cum anume raspunde la intrebarea mea anterioara?!

meteor,esti intr-o incapere in care e frig.Poti extrage lucru mecanic din energia interna inmagazionata in aerul din incapere,cu conditia sa accepti sa-ti fie din ce in ce mai frig.Partea frumoasa e ca,oricat de frig va fi ,energia interna a volumului de aer din incapere va fi mereu aceeasi.

george a scris: meteor,esti intr-o incapere in care e frig.Poti extrage lucru mecanic din energia interna inmagazionata in aerul din incapere,cu conditia sa accepti sa-ti fie din ce in ce mai frig.

Daca apare frig, ceea ce era pina acum se poate considera ca mai cald ca acum. Apare o comprimare. Lucru mecanic sa extrag din asa mecanizm, nu stiu cum, dar stiu ca peretii incaperii vor suporta o presiune (din exterior inspre interior).

Eu am avut in vedere o incapere obisnuita ce poate face schimb de substabta cu exteriorul (chiar si prin gaura cheii).In acest caz,energia interna ramane constanta,indiferent de temperatura din incapere.

george a scris: Eu am avut in vedere o incapere obisnuita ce poate face schimb de substabta cu exteriorul (chiar si prin gaura cheii).In acest caz,energia interna ramane constanta,indiferent de temperatura din incapere.

Daca energia interna ramane constanta indiferent de temperatura cum mai poti efectua lucru mecanic ?
Fac aici precizarea din ce este compusa energia interna:
U= Ucin + U pot + Uo unde:
Ucin=energia cinetica sau de miscare
Upot= energia potentiala sau de pozitie
Uo=energia continuta in interiorul moleculelor care este acea energie chimica sau interatomica (in general aceasta energie se poate considera constanta deoarece are o variatie extrem de mica 0
Daca in incinta ai frig si se va face si mai frig prin absurd daca ai avea un piston in acea incinta datorita variatiei de volum vei avea o deplasare a pistonului si se va produce un lucru mecanic.Concomitent cu lucrul mecanic se va produce si o variate a energiei interne de la starea A sa zicem la starea B.
Stii care este expresia matematica a primului principiu al termodinamicii George?
Q=( UA-UB) + L nu iti mai spun ce inseamna fiecare termen al expresiei caci
banuiesc ca stii...

U=i/2 PV=i/2nRT
U=energia interna
i=grad de libertate
P=presiune
V=volum
n=numar de moli
T=temperatura

Intr-un volum V constant,daca mentinem presiunea P constanta si modificam temperatura T,atunci trebuie sa modificam invers proportional cu T cantitatea de substanta n.

CAdi,ai inteles acum de ce U ramane constant?

Exista o metoda extrem de simpla, aplicata de omenire de sute de ani, de conversie a energiei termice (dar combinata cu cea gravitationala) in energie mecanica. Culmea, energia obtinuta este mult supraunitara. Deci conversia este mai mult decat totala.
Jules Verne stia:
http://ro.wikipedia.org/wiki/Cinci_s%C4%83pt%C4%83m%C3%A2ni_%C3%AEn_balon

"Inventatorul Samuel Fergusson, însoțit de servitorul Joe și de prietenul său Dick Kennedy, traversează continentul african — pe vremea aceea explorat doar în parte — cu ajutorul unui balon umflat cu hidrogen. El a inventat un dispozitiv care, înlăturând necesitatea de a elibera gaz sau de a arunca lest pentru a regla altitudinea, permite călătorii îndelungate."

Inventia se consta in faptul ca hidrogenul din balon putea fi incalzit,astfel capata volum si lua altitudine.

george a scris:U=i/2 PV=i/2nRT
U=energia interna
i=grad de libertate
P=presiune
V=volum
n=numar de moli
T=temperatura

Intr-un volum V constant,daca mentinem presiunea P constanta si modificam temperatura T,atunci trebuie sa modificam invers proportional cu T cantitatea de substanta n.


CAdi,ai inteles acum de ce U ramane constant?

Ce legatura are legea gazelor perfecte cu intrebarea pe care i-ai pus-o lui Meteor ?
Dar chiar si asa iti amintesc ca legea gazelor perfecte este valabila in conditii identice de presiune si temperatura
pe cand tu l-ai intrebat urmatoarele ;

meteor,esti intr-o incapere in care e frig.Poti extrage lucru mecanic din energia interna inmagazionata in aerul din incapere,cu conditia sa accepti sa-ti fie din ce in ce mai frig.Partea frumoasa e ca,oricat de frig va fi ,energia interna a volumului de aer din incapere va fi mereu aceeasi.
Cum avem pV = nRT unde p este presiunea gazului, V este volumul de gaz, n este numărul de moli de gaz, R este constanta universală a gazelor, iar T este temperatura poti deduce foarte repede ce se intampla cu gazul atunci cand temperatura, presiunea sau volumul se schimba.Astfel la o temperatura constanta (ceea ce nu este cazul in problema pusa de tine ) reducerea volumului de gaz face sa creasca presiunea deci asupra moleculelor va avea loc clar o modificare a energiei lor interne ,adica doar acea parte care este responsabila de energia cinetica si potentiala Ucin + Upot si mai putin energia interatomica , iar la ridicarea temperaturii sau scaderea temperaturii gazului (cazul nostru) trebuie s creasca, fie volumul sau presiunea sau ambele deci alta modificare a energiei interne conform primului principiu al termodinamicii: Q=(U1-U2) + L

Nu eu l-am intrebat pe meteor ci el pe mine.Intrebare,tie ti-am adresat,n-o face pe chinezu.

Chiar si asa iti amintesc ca legea gazelor perfecte este valabila in conditii identice de presiune si temperatura :

Cum avem pV = nRT unde p este presiunea gazului, V este volumul de gaz, n este numarul de moli de gaz, R este constanta universala a gazelor, iar T este temperatura poti deduce foarte repede ce se intampla cu gazul atunci cand temperatura, presiunea sau volumul se schimba.Astfel la o temperatura constanta (ceea ce nu este cazul in problema pusa de tine ) reducerea volumului de gaz face sa creasca presiunea ,deci asupra moleculelor va avea loc clar o modificare a energiei lor interne ,adica doar acea parte care este responsabila de energia cinetica si potentiala
Ucin + Upot si mai putin energia interatomica Uo , iar la ridicarea temperaturii sau scaderea temperaturii gazului (cazul nostru) trebuie sa creasca sau sa scada , fie volumul sau presiunea sau ambele ,deci alta modificare a energiei interne conform primului principiu al termodinamicii: Q=(U1-U2) + L

"Astfel la o temperatura constanta (ceea ce nu este cazul in problema pusa de tine ) reducerea volumului de gaz face sa creasca presiunea ,deci asupra moleculelor va avea loc clar o modificare a energiei lor interne ..."
Comform legii energiei interne,aceasta depinde numai de temperatura si nu depinde de volum sau presiune.

Mai pe inteles,la T constant,asa cum ai spus,reducerea volumului de gaz face sa creasca presiunea.Produsul acestor marimi P si V,in acest caz e constant.Incerci sa fii mai atent?

Ar fi adevarat cele ce ai spus tu daca gazul ar fi izolat .Ai presupus ca se face schimb si prin gaura cheii Nu exista in realitate un echilibru termic absolut .Insa stii si tu ca prin comprimare creste temperatura si implicit presiunea si prin destindere scade presiunea si se mareste volumul. Este clar deci ca are loc si o modificare a energiei interne a gazului respectiv .

CAdi,in discutie,prin voia ta,sunt doua probleme.Una se refera la energia interna a unei incaperi obisnuite (schimba substanta cu exteriorul). A doua,ridicata de tine;"Astfel la o temperatura constanta (ceea ce nu este cazul in problema pusa de tine ) reducerea volumului de gaz face sa creasca presiunea ,deci asupra moleculelor va avea loc clar o modificare a energiei lor interne ..."

Pentru prima problema,energia interna ramane constanta deoarece
scaderea/cresterea energie cinerice a moleculelor datorate scaderii/cresterii temperaturii e compensata prin cresterea/scaderea cantitatii de substanta din incapere.

Pentru a doua problema:intr-un cilindru cu piston,unui gaz perfect i se variaza volumul izoterm.Si in acest caz energia interna ramane constanta deoarece surplusul de caldura ce apare in timpul comprimarii este eliminat in exterior(transformarea e la temperatura conatanta).

Ambele probleme pot fi demonstrate matematic cu ecuatia
PV=nRT.

Spui ca:"Nu exista in realitate un echilibru termic absolut ."
Asta se intampla doar cand discutam de gazul perfect.In realitate,avem gaze reale al caror comportament deviaza de la cel al gazului ideal,cu abateri de-o parte si de alta.Totusi,fiecare gaz are la o anumita temperatura specifica fiecaruia,un comportament identic cu cel al gazului ideal.Aceasta temperatura poarta numele de "temperatura Boyle" si intamplator,in cazul aerului corespunde temperaturii de 307K,temperatura mediului.

De ce schimbi tu in permanenta datele problemei ?
Iti amintesc ce-ai scris :
meteor,esti intr-o incapere in care e frig.Poti extrage lucru mecanic din energia interna inmagazionata in aerul din incapere,cu conditia sa accepti sa-ti fie din ce in ce mai frig.Partea frumoasa e ca,oricat de frig va fi ,energia interna a volumului de aer din incapere va fi mereu aceeasi.
Avand in vedere ca Temperatura variaza de la cald la frig si se efectueaza si un lucru mecanic cum singur afirmi,
se schimba energia interna a volumului de aer existent in incapere da sau nu ?

CAdi,energia interna se poate calcula,e o chestie elementara in fizica.Esti de acord cu ecuatia:
U=i/2nRT ?

Nu sunt de acord . Iar ma iei cu legea gazelor perfecte ....Deoarece se face un schimb de caldura cu mediul ,adica de la cald la frig (in exterior frig , in incapere fiind cald ) ajungem la o cedare de caldura in exterior (concomitent cu scaderea temperaturii in interior ) cu efectuare de lucru mecanic de la interior la exterior,, pentru ca tu ai pus conditia aceasta !
Si atunci conform primului principiu avem :



Adica :

U2-U1= Q2,1 - L1,2

Si se vede din relatia de mai sus ca variatia energiei interne a aerului din incapere , este egala cu diferenta dintre cantitatea de caldura schimbata cu mediul inconjurator si lucrul mecanic efectuat asupra aerului (sau de catre aer catre exterior).
Conventional , caldura este pozitiva daca este primita de un sistem din exterior si negativa daca este cedata de sistem exteriorului, iar lucrul mecanic este pozitiv daca este efectuat de sistem asupra exteriorului ...

CAdi,ma crezi sau nu,energia interna pentru un m^3 de aer,aflat la presiune normala,este de 2,5 x 10^5 J,indiferent de temperatura.
Cum in incaperea din care extragem lucru mecanic,scade temperatura dar presiunea ramane constanta(se egalizeaza prin gaura cheii),energia interna ramane constanta.
Matematic: U=i[i]/2PV PV=constant => U= constant.

George ,imi pare rau ca nu analizezi problema correct.
Ceea ce gresesti tu este ca presiunea aerului din camera scade (e drept infim) de la p2 presiunea din camera la p1 valoarea atmosferica)
In general cand sisteme au stari de incalzire diferite si nu sunt izolate, are loc un transfer de caldura de la un sistem la altul. Cum in cazul nostru , procesul se desfasoara de la sine, transferul se face intr-un singur sens , de la corpul (incaperea) mai cald la corpul mai rece (mediul ambiant). Sa stii ca acest transfer de energie termica se realizeaza si in procesul constituientilor microscopici din cele doua sisteme (componenta moleculara).
Transferul de energie inceteaza in mometul cand sistemele ajung
intr-o stare unica, caracterizat prin acelasi grad de incalzire, numit stare de echilibru termodinamic
( si cred ca tu analizezi acest caz, de aceasta gresesti)

Stii din ce este compusa energia interna ?
U =Ucin+Upot+Uinteratomic
Ucin=mv^2/2= 3/2kT (Ucinetic depide de agitatia termica moleculara .Creste cand temperature este mare si scade cand temperature scade)
Upot=mgz unde z este distanta
Uinteratomic este o cantitate neglijabila deci putem scrie fara sa gresim ca U=Ucin+Upot
In general energia interna depinde de starea sistemului caracterizata de parametrii P,V,T dupa cum bine stii.
Presiunea gazului va fi: dP=nmog dz unde n= nr de molecule din gaz
Dar p=nkT( pentru ca s-a constatat experimental ca daca cresti temperatura va creste si presiunea ) si din egalitate rezulta ca Upot = nkT
Energia interna a aerului din incapere nu s-ar schimba daca nu ai avea un schimb de temperatura si substanta cu mediul George . Dar cum acesta exista are loc un schimb de caldura aerul racinduse de la temperatura T2 ajunge la temperature T1 (T2>T1)
Bineinteles ca se schimba totul in incapere din punct de vedere al energiei interne ,caci dupa cum vezi din formulele exprimate mai sus ambele energii interne si Ucin=3/2kT si Upot =nkT depind de temperatura si atunci avem :

U2= U2cin+U2pot =3/2 kT2 +nkT2= kT2( 3/2+1) =5/2 (kT2) am neglijat numarul de molecule n din gaz pentru ca se face un schimb presupus constant prin gaura cheii si pe sub usa cu mediul iar
U1= U1cin+U1pot=3/2 kT1 +nkT1 = 5/2(kT1) si in final

U2-U1 = (U2cin- U1cin) + (U2pot-U1pot)= 5/2 (kT2 –kT1) deci depinde de temperatura schimbului de substanta (aer interior care iese si aer exterior care intra )ceea ce era de demonstrat .

Conform primului principiu in acest caz avem :
U2-U1= dQ-cantitatea de caldura schimbata cu mediul pentru ca in acest caz avem doar schimb de caldura nu si lucru mechanic cum ai presupus gresit .
Sper ca nu mai este nevoie sa te lamuresc, iar daca ai cumva nelamuriri in acest sens te sfatuiesc sa consulti si un professor de Termotehnica !

http://umfstudent.files.wordpress.com/2011/10/solutii-probleme.pdf

Urmareste problema 3.

George ,este foarte simplu :
In aceasta clasa nu are loc un schimb de substanta (aer) cu mediul
Aerul se incalzeste in mod constant si este cedat in mod continuu in afara
asa cum spune si problema nu patrunde aer din afara in clasa,in timp ce in problema pusa de tine
are loc un schimb de substanta si se creaza temperaturi diferite iar energia scade cu diferenta de
caldura cedata mediului ambiant.
Daca aplici si lucrul mecanic cum ai spus tu urmareste si problema 7 .

Hai sa luam lucrurile mai simplu :
Daca ai o temperatura de - 10*C( la fel ca a mediului ambiant) intr-o incapere si faci focul ,aerul se incalzeste si ajungi la 25*C ,vrei sa spui ca nu s-a modificat energia interna a aerului din incapere ?
Poti sa pui si problema invers :
Ai 25*C in incapere , si scade temperatura la -10 *C la fel ca a mediului ambiant ....Ce se intampla cu energia interna a aerului ?Ramane constanta ?

Cert,volumul incaperii nu se modifica.Presiunea se modifica?
Nu se modifica,incaperea nu e etansa.
Daca volumul si presiunea sunt constante si energia interna ramane constanta.
Poti sa pricepi odata chestia asta?

Cum adica presiunea nu se modifica daca incaperea nu e etansa ?
Presiunea depinde de temperatura ?
Avem:
pV =nKT si V =ct rezulta p=(nKT)/ V - desi sa stii ca se modifica si volumul molecular in cazul gazelor reale
si ar trebui adaugati factori de corectie la presiune
atunci p2=(nKT2)/V iar
p1=(nKT1)/V

Restul demonstratiei l-am postat la ora 9:59

Noi nu avem un sistem izolat fata de exterior .Dacă sistemul de particule nu interacţioneză cu mediul înconjurător, adică este izolat, atunci energia internă nu se modifică. Aceasta este în concordanţă cu legea conservării energiei sistemelor izolate.

CAdi,gandeam ca vei sfarsi prin a invata ceva de la mine;de fapt nu doresti decat sa-mi dai lectii.Primesc bucuros lectii dar nu de la tine,tu nu afirmi nimic adevarat,totul e doar pseudostiinta.

Cred ca nu stii ce vorbesti si esti in afara subiectului .
As avea ceva de invatat daca ai cunoaste ceva in legatura cu energia interna .
Raspunde la intrebarea :
Presiunea depinde de temperatura? da sau nu si in ce mod ?

Razvan raspunde si tu la intrebarea pusa de mine

Pina una alta, din 7 aprilie 2009, pina azi au trecut mai mult de 3 ani, s-au scris in jur de 12 de pagini!!!, vorbarae baete, nu saga...
Ce e drept, cunostinte cine stie ce in ascet domeniu de stiinta nu am, insa exista vreun utilizator, care ma poate si pe mine lamuri (ca sunt greu de cap... sau toti sunt ca mine ?! simplu, nu incepeti cu avioane si rachete..) care e treaba cu "Conversia totala a caldurii in lucru mecanic"?!
Cica, in prezent, o parte mica din caldura se poate converti in lucru.
Poate, autorul ne prezinta macar vreo 80,90,95% ???
S-au, se amina teatrul, pe o alta zi...?!
Eu am scris aproape 2 pagini, cu la un subiect, cu o tema asemanatoare, acolo practic totul este,unde mai trebue ceva de completat, unde nu, etc. M-am corectat singu unde era nevoe. Dar, aici ce este???!!
george, sau te faci o persoana de conducere (care is profesionali la asa ceva...), sau vedem si noi minunea mult asteptata de un car de ani...

george a scris:Poate fi caldura transformata total in lucru mecanic?
Aceasta e o problema pe care fizica nu a reusit sa o rezolve si neputinta a declarat-o imposibilitate.Pe acest subiect am un studiu teoretic ce demonstreasa ca acest fapt e posibil.Mentionez ca teoria mea e in deplin acord cu toate legile fizicii.Principiul de baza a fost avizat de un institut de cercetare.George.

CAdi a scris:
Presiunea depinde de temperatura? da sau nu si in ce mod ?

Da, la volum constant.