Фотонный газ

[Degen1103]

[quote="realeugene в [url=http://dxdy.ru/post1149186.html#p1149186]
Антенна, грубо говоря - это зеркало, принимает излучение радиоприёмик.[/quote]

Да, конечно, спасибо, какое точное название - радиоприёмник, т.е. приёмник радиации! Так не выходит ли,что приёмник более высокой температуры совершает работу, получив энергию от тела с более низкой температурой?

[realeugene]

Degen1103 в сообщении #1149201 писал(а):

Так не выходит ли,что приёмник более высокой температуры совершает работу, получив энергию от тела с более низкой температурой?

Нет.

[Degen1103]

Я понимаю, что нет, но почему- не понимаю. Возьмём какой-нибудь мазер космический, примем излучение - и в моторчик! При комнатной температуре. Заработает? Или электростанцию орбитальную с микроволновым лучом и т.п...

[realeugene]

У моторчика тоже есть своя температура. При равенстве температур что пришло, то и ушло. При неравенстве - обычная тепловая машина.

Тепловое излучение от Солнца около шести тысяч градусов, на Землю приходит с малого телесного угла на фоне холодного неба, благодаря чему равновесная температура Земли гораздо меньше, и могут работать электростанции.

[Degen1103]

Но почему обычная тепловая машина, если электроэнергия обращается в работу без всякого Карно?! А чем от неё отличается направленное излучение? Вот чего понять не могу. А про солнце понятно.

[realeugene]

Degen1103 в сообщении #1149209 писал(а):

Но почему обычная тепловая машина, если электроэнергия обращается в работу без всякого Карно?!

Потому что тепловой шум в электрической цепи - это не "электроэнергия". У него есть температура. Тепловая машина - это не только цикл Карно, но и любая машина, делающая полезную работу в замкнутом цикле из разности температур. Ваш моторчик именно такая машина.

[Degen1103]

Да, конечно, спасибо.
Но тогда не получается ли (возвращаясь к фотонному газу), что изотропное и однонаправленное излучение равной плотности способны произвести равную работу, хотя энтропия последнего явно ниже?

-- 05.09.2016, 11:52 --

(Шёпотом): а не может ли быть так, что отношение эксергии к энергии для изотропного фотонного газа ограничено отношением Карно, а для однонаправленного - равно 1, как для электрического тока?

[realeugene]

У вас не получится обойти термодинамику. Если энтропия меньше - работу получить можно больше.

Направленное излучение можно фокусировать, повышая плотность энергии в фокусе. Но не выше температуры в фокусе, равной температуре источника, если это было излучение от удалённого теплового источника, например, от Солнца. Изотропное тепловое излучение фокусировать не получится.

[Xey]

Degen1103 в сообщении #1149209 писал(а):

Но почему обычная тепловая машина, если электроэнергия обращается в работу без всякого Карно?! А чем от неё отличается направленное излучение? Вот чего понять не могу.

Машина то обычная , но от совсем обычных отличается огромной разницей спектральных температур, поэтому КПД около 1.
Почти монохроматичное излучение можно запустить через узкополосный фильтр в котел, который будет нагреваться до тех пор, пока его чернотельное излучение не будет уносить через этот фильтр столько же энергии сколько приходит.
Понимаете, что в принципе нагреть можно хоть до миллионов градусов, как и электрическим током.
Да об этом уже было.

amon в сообщении #1148832 писал(а):

Переменный ток и направленное излучение это почти одно и тоже.

[Degen1103]

Так я не обойти хочу, а разобраться - почему у электричества эксергия равна энергии, а у направленной радиации вдруг Карно вылезает!

М.б., как-то по разному систему выделяют?...

[realeugene]

Degen1103 в сообщении #1149218 писал(а):

почему у электричества эксергия равна энергии

Если просто, то у электрического тока в цепи низкая энтропия тогда и только тогда, когда он не случаен. Тепловой шум случаен, а переменный ток в сети довольно хорошо предсказуемая синусоида.

[Degen1103]

Фотоны тоже движутся стройной колонной, так что дело не в этом.
Вероятно, когда говорят, что у электрического тока эксергия равна энергии, то исключают процесс генерации, рассматривают ток как длинный шток поршня, забывая о цилиндре. Оценка работоспособности излучения выполняется иначе...

[realeugene]

Degen1103 в сообщении #1149239 писал(а):

Фотоны тоже движутся стройной колонной, так что дело не в этом.

Иногда они движутся стройной колонной. Иногда - случайно. Чем стройнее колонна, тем меньше её энтропия.

[Degen1103]

...или всё у электричества эксергия не строго равна энергии? Поясните, пожалуйста, про электродвигатель как тепловую машину.

-- 05.09.2016, 13:19 --

realeugene в сообщении #1149243 писал(а):

Иногда они движутся стройной колонной. Иногда - случайно. Чем стройнее колонна, тем меньше её энтропия.

Мы рассматриваем идеальный однонаправленный поток фотонов. Будет ли его эксергия равна энергии, либо будет ограничена кпд Карно?

[realeugene]

Degen1103 в сообщении #1149244 писал(а):

или всё у электричества эксергия не строго равна энергии

Конечно. Какой-то случайный шум, не меньший теплового, в электрических цепях присутствует всегда. Для подключённого к сети двигателя его мощность гораздо меньше мощности тепловых потерь в обмотках и трении, поэтому, его не учитывают.

Degen1103 в сообщении #1149244 писал(а):

Поясните, пожалуйста, про электродвигатель как тепловую машину.

Вы хотели подать на двигатель тепловой шум и заставить его крутиться. Если температура теплового шума не равна температуре двигателя - то это возможно, по крайней мере, для идеального двигателя и теоретически. Возможно, придётся шум выпрямить, но это детали конструкции. Если все температуры в системе равны, то это невозможно в принципе.

-- 05.09.2016, 13:27 --

Degen1103 в сообщении #1149244 писал(а):

Мы рассматриваем идеальный однонаправленный поток фотонов.

Что это такое? Шум есть всегда. Соответственно, предельный КПД всегда меньше единицы.