О капле

[EvgenyGR]

BCE в сообщении #341587 писал(а):

photon понятия демона Максвелла и энергетического насоса связаны между собой.

А можно я отвечу. Строго говоря демон Максвелла и «энергетический насос», не одно и тоже. Рассмотрим такой не запрещаемой ни механикой ни статистикой случай. Пусть у нас есть идеальный одноатомный газ, пусть есть некие очень длинные микроскопические невесомые стержни на которые молекулы газа могут насаживаться как бусинке т.е. скользить по стержню без трения. Так вот в равновесном состоянии из гипотезы эргодичности на части этих стержней обязательно будут колебаться ударяясь друг с другом «бусинки» молекул газа. Причем их средняя скорость таких бусинок будет в корень из трех раз меньше средней скорости тех же молекул но летающих свободно. Это стержни чем-то похожие на пресловутых демонов Максвелла не тем неимение ничего не нарушают так как температура свободных и весящих на стержнях молекул одинакова.

[myhand]

EvgenyGR в сообщении #341615 писал(а):

Это стержни чем-то похожие на пресловутых демонов Максвелла не тем неимение ничего не нарушают так как температура свободных и весящих на стержнях молекул одинакова.

Это ровно ничем не похоже на "демонов Максвелла". Что, собственно, Вы сами и ответили. Пожалуйста, точнее опишите аналогию. "В чем-то похожие" - фраза, понятная исключительно Вам.

[BCE]

Моделирование в ANSYS показывает что дробить каплю можно до определённого предела и носителем тепловой энергии на границе сред будут не отдельные молекулы а кластеры молекул.

[myhand]

BCE в сообщении #341619 писал(а):

Моделирование в ANSYS показывает что дробить каплю можно до определённого предела и носителем тепловой энергии на границе сред будут не отдельные молекулы а кластеры молекул.

"Британские ученые обнаружили" (с)

Ну сколько можно. Модель, расчеты - где они? Как проверить Ваше утверждение?

[EvgenyGR]

myhand в сообщении #341616 писал(а):

Пожалуйста, точнее опишите аналогию. "В чем-то похожие" - фраза, понятная исключительно Вам.

Ну пусть это останется понятным только мне. :).

myhand в сообщении #341509 писал(а):

Что за "скорость движения молекул"? Если Вы о средней квадратичной скорости - то нет. В условиях равновесия она будет одинаковой в классической механике. Теорема о равнораспределении.

[myhand]

EvgenyGR в сообщении #341629 писал(а):

myhand в сообщении #341616 писал(а):

Пожалуйста, точнее опишите аналогию. "В чем-то похожие" - фраза, понятная исключительно Вам.

Ну пусть это останется понятным только мне. :).

myhand в сообщении #341509 писал(а):

Что за "скорость движения молекул"? Если Вы о средней квадратичной скорости - то нет. В условиях равновесия она будет одинаковой в классической механике. Теорема о равнораспределении.

Не понял зачем Вы привели цитату. Вы выдрали ее из контекста - там речь шла совершенно о другой и совершенно конкретной ситуации (жидкость + пар). В общем случае - надеюсь Вы не путаете среднеквадратичную скорость с температурой. В теореме о равнораспределении вообще-то говорится не о среднеквадратичной скорости и пример такой ситуации - системы со связями. Как в случае стержней.

Мне кажется, необходимое условие дискуссии - сделать свои мысли доступными для оппонентов. Ежели Вы привели пример "аналогии" демону Максвелла - будьте любезны, поясните в чем аналогия. "В чем-то похожие" (на усмотрение читателей) - это не аналогия.

[vicont]

myhand, попробую описать как я понял то, о чем пытался сказать EvgenyGR.
Есть некоторое количество воды. Во множестве состояний, в которых может существовать это количество воды, есть следующие: 1) вода в жидком состоянии в виде одной капли. 2) вода в газообразном состоянии. (разумеется, каждое из этих состояний характеризуется определенной температурой, давлением, объемом и т.п.) Каждое из этих состояний характеризуется определенным значением энергии. Разницу энергий этих состояний можно посчитать двумя способами.
а) по теплоте парообразования. В первом приближении можно сказать, что эта разница равна теплоте парообразования.
б) по энергии поверхностного натяжения. Газообразное состояние можно представить как набор капель, каждая из которых состоит из одной молекулы. Можно расчитать величину поверности раздела фаз, и энергию поверхностного натяжения. В первом приближении разница энергий состояния 1 и состояния 2 вроде бы должна быть равна разнице в их энергии поверхностного натяжени.

А результаты, полученные по методу а) и по методу б) не сходятся. Вот это и озадачило EvgenyGR. Ну а дальше в попытке объяснить это расхождение он договорился и до демонов Максвела...
На мой взгляд все гораздо прозаичнее. Любые теории, любые уравнения имеют область применимости. В том числе и уравнение Ленгмюра для энергии поверхностного натяжения. При применении этого уравнения для газообразного состояния мы просто выходим из области его применимости.

Кстати, насколько я помню, с точки зрения термодинамики абсолютно не важно каким путем система переходит из состояния 1) в состояние 2). Это важно только при расчете кинетики процесса. myhand
, поэтому мне не совсем понятно, почему вы так акцентируете внимание на способе или механизме диспергирования. В конце концов, испарение тоже ведь является одним из вариантов диспергирования.

[myhand]

vicont в сообщении #341652 писал(а):

б) по энергии поверхностного натяжения. Газообразное состояние можно представить как набор капель, каждая из которых состоит из одной молекулы. Можно расчитать величину поверности раздела фаз, и энергию поверхностного натяжения.

Можно, только так не делают. Ерунда на входе (сей "метод") породит ерунду на выходе - только и всего.

vicont в сообщении #341652 писал(а):

Кстати, насколько я помню, с точки зрения термодинамики абсолютно не важно каким путем система переходит из состояния 1) в состояние 2). Это важно только при расчете кинетики процесса.

Не важно, до тех пор пока начальное и конечно состояния одинаковы. У EvgenyGR, как я понял, на выходе получается несколько другое равновесное состояние, если использовать вариант с диспергированием. Фактически, Вы определенным способом "катализируете" переход в равновесное состояние, дробя капли каким-то способом. Вы уверены, что это можно сделать "бесплатно" - в изолированной системе (энергия которой постоянна)?

vicont в сообщении #341652 писал(а):

В конце концов, испарение тоже ведь является одним из вариантов диспергирования.

Не является. Даже с большой натяжкой. Чем меньше капля - тем существеннее флуктуации. Поэтому налицо качественные различия: мелкие капли банально каплями-то назвать нельзя (а уж тем более применять в таких усоловиях какую-то "термодинамику"). Они постоянно формируются или "взрываются". Ни о каких "разделах фаз" речи, конечно, нет (вместе с термодинамикой). Крупная капля - вполне макроскопических объект, в частности может служить и объектом исследования в термодинамике.

[EvgenyGR]

myhand в сообщении #341634 писал(а):

Не понял зачем Вы привели цитату. Вы выдрали ее из контекста - там речь шла совершенно о другой и совершенно конкретной ситуации (жидкость + пар).

Механика описывает поведение не реальных систем, а поведение моделей. Если говорить о жидкости плюс пар, причем речь о воде, то разумно использовать модель несжимаемой жидкости. Несжимаемость накладывает серьезные связи (насколько эти связи серьезны как раз и показывает статья, на которую я давал ссылку), но даже без количественных оценок чисто качественно эти связи есть. А раз так, то число степеней свободы некоторого количества молекул воды в жидком состоянии меньше числа степеней свободы тех же молекул в состоянии пара. Следовательно средняя скорость движения молекул воды в жидком состоянии меньше чем средняя скорость движения тех же молекул в состоянии пара при одинаковых температурах жидкости и пара. Так что Ваше утверждение о одинаковости скоростей неверно даже для классической механики. Если разумеется брать адекватную модель.

[myhand]

EvgenyGR в сообщении #341665 писал(а):

Механика описывает поведение не реальных систем, а поведение моделей. Если говорить о жидкости плюс пар, причем речь о воде, то разумно использовать модель несжимаемой жидкости. Несжимаемость накладывает серьезные связи (насколько эти связи серьезны как раз и показывает статья, на которую я давал ссылку)

В механике понятие "связи" совершенно иное. Несжимаемость - плохая аналогия, из другой области (гидродинамика). А статью ведь не читали, нет? Где конкретно статья показывает то, что Вам хочется?

EvgenyGR в сообщении #341665 писал(а):

А раз так, то число степеней свободы некоторого количества молекул воды в жидком состоянии меньше числа степеней свободы тех же молекул в состоянии пара. Следовательно средняя скорость движения молекул воды в жидком состоянии меньше чем средняя скорость движения тех же молекул в состоянии пара при одинаковых температурах жидкости и пара. Так что Ваше утверждение о одинаковости скоростей неверно даже для классической механики. Если разумеется брать адекватную модель.

И "чисто качественно" и "чисто количественно" - нету никаких связей. В среднем, молекулы жидкости более близки друг к другу, чем в паре. Вот и все отличие. Постарайтесь разобраться самостоятельно, почему высказанное мной ранее утверждение верно. Для этого таки надо вспомнить теорему о равнораспределении. Не получится - разжую более подробно.

[EvgenyGR]

myhand в сообщении #341667 писал(а):

В механике понятие "связи" совершенно иное. Несжимаемость - плохая аналогия, из другой области (гидродинамика).

Если Вы не понимаете почему несжимаемость накладывает связи я сдаюсь. :).

[R-o-m-e-n]

vicont в сообщении #341652 писал(а):

Газообразное состояние можно представить как набор капель, каждая из которых состоит из одной молекулы. Можно расчитать величину поверности раздела фаз, и энергию поверхностного натяжения.

Т.е. у "капли", состоящей из одной молекулы, есть поверхностное натяжение?

[myhand]

EvgenyGR в сообщении #341669 писал(а):

myhand в сообщении #341667 писал(а):

В механике понятие "связи" совершенно иное. Несжимаемость - плохая аналогия, из другой области (гидродинамика).

Если Вы не понимаете почему несжимаемость накладывает связи я сдаюсь. :).

Имеет в каком-то смысле. Просто это очень плохой пример связи - к классической механике (не гидродинамике), статмеханике и тем более теореме о равнораспределении отношения абсолютно никакого не имеющий. Ну нельзя сказать что "число степеней свободы некоторого количества молекул воды в жидком состоянии меньше числа степеней свободы тех же молекул в состоянии пара". Смиритесь с этим.

[EvgenyGR]

По поводу статьи вот что делает автор. Он приравнивает энергию на испарение к энергии связей (причем прямым образом без дробления на капли «врывая» молекулы по отдельности) плюс энергия которую он называет энергией распаковки, а по сути эта энергия которую надо затратить чтобы расширить объем который занимала молекула если ее считать жидкой до объема если ее считать паром. Или говоря по человечески если взять какой то объем жидкости и мгновенно убрать связи то оказывается надо будет еще приложить работу чтобы расширить этот объем от объема чуть большего чем объем этой самой жидкой капли (видимо это как раз и учитывает эффективный радиус) до объема который занимает пар соответствующего количества. Получается что сами молекулы из жидкости за счет свей внутренней энергии расшириться не могут, т.е. их средняя скорость движения или что тоже самое температура если их понимать как молекулы пара, а не жидкости ниже и существенно чем то же для уже существующего пара.

-- Пт июл 30, 2010 19:09:38 --

vicont в сообщении #341652 писал(а):

Кстати, насколько я помню, с точки зрения термодинамики абсолютно не важно каким путем система переходит из состояния 1) в состояние 2).

Посмотрите на эту задачу с точки зрения молекулярно-кинетической теории. И так имеем некий Гамильтониан причем потенциальная энергия определяется степенями свободы системы (обобщенными координатами) а кинетическая производными от этих координат. Состояние системы это точка в соответствующем фазовом пространстве значит переход из одного состояния системы в другое это переход из одной фазовой точки в другую, понятно что значение потенциальной энергии не зависит от пути.

[myhand]

EvgenyGR в сообщении #341675 писал(а):

говоря по человечески если взять какой то объем жидкости и мгновенно убрать связи то оказывается надо будет еще приложить работу чтобы расширить этот объем от объема чуть большего чем объем этой самой жидкой капли

Простите, что значит "убрать связь". Убрать взаимодействие между молекулами? Если так - газ просто расширится, никакой дополнительной работы для этого не нужно. Газ самопроизвольно займет весь предоставленный ему объем.