Фейнмановские лекции по физике.

[Vnyk]

В Фейнмановских лекциях по физике есть глава 46 "Храповик и собачка". В ней автор приводит пример с вертушкой. На первый взгляд вертушка вроде как нарушает 2НТ. Но потом автор доказывает, что это не так и вертушка не может нарушить 2НТ. Правда у меня при этом возникает несколько вопросов. Хотелось бы на них получить ответ.
Цитата: " Но при этом гашении энергия собачки перейдет к храповику и примет вид тепловой энергии. Выходит, что по мере вращения храповик будет все сильнее нагреваться. Для простоты пусть газ вокруг храповика уносит часть тепла. Во всяком случае, вместе с храповиком начнет нагреваться и сам газ." То есть кинетическая энергия молекул переходит в тепло, которое нагревает храповик. И он постоянно теплее, пока молекулы ударяют по крыльям вертушки и колеблют её. Для производства работы нужна разность чего-то (температуры, давления, потенциалов и т.д.). В данном случае есть разность температур между храповиком и окружающим газом. Это уже само по себе как бы нарушает 2НТ. Ибо как написано у Фейнмана " Для простоты пусть газ вокруг храповика уносит часть тепла." Не может же газ уносить тепло от храповик, если у храповика и газа температуры одинаковые. Как эта разность температур согласуется с 2НТ? Есть разность температур. С помощью термопары получаем бесплатное электричество, подключаем электромоторчик и тянем блошку вверх.

[Neloth]

Vnyk в сообщении #703067 писал(а):

Не может же газ уносить тепло от храповик, если у храповика и газа температуры одинаковые. Как эта разность температур согласуется с 2НТ? Есть разность температур. С помощью термопары получаем бесплатное электричество, подключаем электромоторчик и тянем блошку вверх.

Этот механизм вроде как и есть тот самый моторчик, который будет крутиться, если от него отводить тепло.
Если разности температур изначально не было, крутиться он не будет. Просто с самого начала не очевидно, за счет чего работает механизм, поэтому он и приведен в качестве примера.

[Vnyk]

Давайте сначала с нагревом храповика. Вертушка заторможена. Система в термодинамическом равновесии. Отпустим вертушку - храповик нагреется. Храповик нагревается и он будет теплее окружающего газа, пока удары молекул покачивают вертушку. Скорость молекул уменьшается, так как часть их энергии уходит на подъём собачки, которая стукается о храповик, нагревая его. Температура газа понижается, а храповика повышается. Постулат Клаузиуса: Невозможен процесс, единственным результатом которого являлась бы передача тепла от более холодного тела к более горячему.

[Neloth]

Vnyk в сообщении #703111 писал(а):

Давайте сначала с нагревом храповика. Вертушка заторможена. Система в термодинамическом равновесии.

Там разве не сказано, что из такого состояния система не выйдет?

[Vnyk]

Нет. Там только говорится, что одностороннего вращения не будет. Но для получения электричества с помощью термопары одностороннего вращения и не нужно.

[Vnyk]

Заменим храповик колесом без выступов. Поверхность колеса гладкая. Собачка с помощью пружинки прижимается к колесу. Теперь при врашении вертушки в любую сторону происходит нагревание колеса и собачки за счёт трения. И это не зависит от направления врашения вертушки. Пусть не будет одностороннего вращения вертушки, но колесо нагреется в любом случае. Собачку можно заменить термопарой. При хаотических поворотах вертушки туда-сюда термопара за счёт трения нагревается и генерирует очень маленький ток. Соединив множество таких термопар в батарею, получим разность потенциалов, достаточную для работы небольшого моторчика, который поднимет блошку. Получается, что второе начало нарушается. Или я в чём-то ошибаюсь?

[Neloth]

Или, например, вообще нет никакого колеса. Другой конец вертушки жестко зафиксирован во втором резервуаре и любые попытки повернуться сразу же приводят к нагреву.

[anik]

А я вообще не понимаю, почему вертушка должна крутиться туда-сюда, она (вертушка), дура что ли?

[Xey]

Vnyk в сообщении #703067 писал(а):

Цитата: " Но при этом гашении энергия собачки перейдет к храповику и примет вид тепловой энергии. Выходит, что по мере вращения храповик будет все сильнее нагреваться. Для простоты пусть газ вокруг храповика уносит часть тепла. Во всяком случае, вместе с храповиком начнет нагреваться и сам газ."

Кажется Фейнман говорит, что храповик будет стучать о собачку , нагревать ее она будет случайно дергаться и перестанет притормахивать колесо в нужное мгновение.

Vnyk в сообщении #703067 писал(а):

Есть разность температур. С помощью термопары получаем бесплатное электричество, подключаем электромоторчик

Можно взять резистор , на нем будет тепловой шум. Но выпрямить его диодом не удастся по той же причине , что и не удается сделать движение храповика направленным.

anik в сообщении #703426 писал(а):

А я вообще не понимаю, почему вертушка должна крутиться туда-сюда, она (вертушка), дура что ли?

Не крутиться, а слегка дергается.

[anik]

Xey в сообщении #703463 писал(а):

Не крутиться, а слегка дергается.

А почему она должна слегка дёргаться, у неё что, Паркинсон начинается?

[myhand]

anik в сообщении #703464 писал(а):

А почему она должна слегка дёргаться, у неё что, Паркинсон начинается?

Это броуновская частица.

[anik]

Броуновская частица - это споры растений.
"Трудно переоценить значение открытия Роберта Брауна в молекулярно-кинетической теории, ведь броуновское движение является мостом между наблюдаемым макромиром, где царит механика Ньютона, и миром молекул, погруженным в беспорядочное тепловое движение, поддающееся лишь статистическому описанию."
Всякие пружины, храповики и т.п. это вещи из макромира. В микро масштабе нет многих понятий с которыми работает термодинамика. Например, температура, давление, теплота... Может быть здесь имеется в виду демон Максвелла? Так это чисто умозрительный эксперимент.

[parton aka]

(Оффтоп)

Vnyk в сообщении #703325 писал(а):

Пусть не будет одностороннего вращения вертушки....Получается, что второе начало нарушается. Или я в чём-то ошибаюсь?

Нет...и да, во всём. :)
Весна... ? "сферы, поршни, пластины, лепестки уже проехали". Теперь вот "вертушки с собачками" начались.

[Vnyk]

Эта вертушка не плод моего воображения, а плод рассуждений Фейнмана. Храповик поворачивается взад-вперёд под действием ударов молекул по крыльям вертушки. И по его рассуждениям храповик от ударов собачки нагревается. Вот мне интересно, как это согласуется со вторым началом. Одно тело теплее другого.

[anik]

Vnyk в сообщении #703515 писал(а):

Эта вертушка не плод моего воображения, а плод рассуждений Фейнмана.

Это неправильный ход рассуждений Фейнмана.