"Вечный" двигатель второго рода Андреева

[Xey]

Ошибку надо искать где то здесь.

alvin80 в сообщении #933242 писал(а):

В вакууме не обязательны наноотверстия. Можно обойтись и обычными, потому что скорость вылета потока газа в вакуум максимальна и не очень сильно отличается тепловой скорости молекул. Но в атмосфере при избыточном давлении внутри цилиндра 0,01 кгс/$cm^2$ скорость потока через обычные отверстия будет в сотни раз меньше тепловой скорости молекул. Поэтому только наноотверстия и одиночные молекулы.

Почему "только наноотверстия и одиночные молекулы" , что дают наноотверстия, кроме воображаемой линии , упомянутой ниже?

SciSimba в сообщении #933064 писал(а):

Здесь в рассуждениях есть нечто странное. Молекулы, которые вылетели за воображаемую линию, отделяющую части 2-3 от части 1 на чертеже, никому ничего не сообщили.

Такую линию можно вообразить и в большом отверстии. При наличии перепада давлений в одном из направлений линию будет пересекать большее число молекул. Это и будет потоком воздуха.
Импульс будет определяться скоростью этого потока , а не скоростью теплового движения молекул.

[Xey]

Автор уже возразил на это

alvin80 в сообщении #933291 писал(а):

Pyotr_, через мембрану не течёт разреженный газ, а вылетают отдельные молекулы.

На это можно сказать , что через каждую область (сравнимую с длиной пробега молекул) воображаемой линии пролетают отдельные молекулы.

(Оффтоп)

Vnyk , пожалуйста не засоряйте тему пространными рассуждениями и картинками.
В этой теме очередному ВД обычно посвящается менее страницы.

Хорошо бы все это перенести в отдельную тему.

[alvin80]

Всё очень просто. Есть цилиндр с мембраной с отверстиями. Давление внутри и снаружи равны. В стенку ударяется и отскакивает (для наглядности) 5 молекул (синие). Эти молекулы создали силу F. В мембрану ударяется и отскакивает с наружной стороны 4 молекулы (чёрные). 1 молекула попадает в отверстие и влетает внутрь. Так как давление внутри равно наружному, то из цилиндра вылетает 1 молекула (зелёная). Влетевшую и вылетевшую молекулы можно представить в виде 1 наружной молекулы (красная), которая ударилась и отскочила от мембраны. В результате в мембрану ударилось и отскочило как бы 5 молекул, которые создали силу F1. Сила F и F1 равны. Эффект такой же, как если бы мембрана была непроницаемой.

Давление внутри избыточное. Из цилиндра вылетает больше молекул. Каждые 2 избыточные молекулы, вылетевшие наружу можно представить в виде 1 избыточной наружной молекулы, которая ударилась и отскочила от мембраны. То есть, вылетающие молекулы создают такой же эффект, как если бы давление наружного газа со стороны мембраны увеличилось. Давление со стороны мембраны как бы увеличилось. F1 больше F.
Давление внутри пониженное. Меньше молекул вылетает из цилиндра. Каждые 2 невылетевшие молекулы можно представить в виде 1 наружной молекулы, которая как бы исчезла. То есть, результат этого таков, как если бы в наружную сторону мембраны стало ударяться меньше внешних молекул. Что равносильно уменьшению силы F1. Сила F больше силы F1.
2 влетевшие или вылетевшие молекулы заменяют 1 ударившуюся и отскочившую молекулу. В торец ударяется N молекул, которые создают силу F. Через суммарную площадь отверстий равной площади торца вылетает такое же количество молекул. Но эти молекулы создадут силу F/2. Чтобы вылетающие молекулы смогли уравновесить силу давления на торец, суммарная площадь отверстий должна быть в 2 раза больше площади торца.
Xey, скорость потока равна векторной скорости всех молекул этого потока. При избыточном давлении 0,01 атм. скорость потока в сотни раз меньше тепловой скорости. И сказанное вами говорит только о том, что вы так и не поняли. Пролетать то они будут. С этим никто не спорит. Только толку от такого пересечения 0.

[Pyotr_]

SciSimba в сообщении #933327 писал(а):

Pyotr_
И куда же направлена тяга в вакууме у системы без неподвижной части 1? Куда полетит спутник? В направлении мембрана-стенка или стенка-мембрана?

И ещё странное. При нулевой проницаемости (ничего не покидает систему) тяга начинает стремиться к бесконечности. Точнее, к бесконечности стремится импульс, который изначально конечен. Это тоже сразу вызывает серьёзные вопросы.

Тяга направлена туда, куда действует больший импульс, т. е. от мембраны к стенке, а неподвижная часть есть - позволить неподвижному поршню стать подвижным означает, что мы "отпилили" ранее неподвижный поршень от рельса, на котором он был закреплен, загерметизировали место его стыка с образующей цилиндра, в котором он ранее свободно перемещался, тем самым жестко соединив его с мембраной и начали измерять тягу в вакууме.

При нулевой проницаемости не будет стационарного решения, которое только и описывается моделью, а при сколь угодно низкой, но отличной от нуля, - будет, именно оно и приведено. Интересно, как без суммирования геометрических прогрессий можно оценить, например, установившееся давление внутри двигателя при проницаемости, стремящейся к нулю?

[alvin80]

Вот такой эффект возникает. Мембрана позволяет как бы увеличивать или уменьшать количество ударов молекул во внешнюю поверхность мембраны за счёт изменения внутреннего давления. Внутри избыточное давление и давление снаружи на мембрану тоже избыточное, потому что как бы больше молекул ударяется снаружи в мембрану. Внутри разрежение - снаружи давление на мембрану меньше, потому что как бы меньше молекул ударяется в мембрану снаружи.

[SciSimba]

Pyotr_ в сообщении #933399 писал(а):

именно оно и приведено

То есть из газа выкачивается бесконечный импульс?

Цитата:

как без суммирования геометрических прогрессий можно оценить

Вы не стой стороны подходите к вопросу. Суммированием прогрессий ничего нельзя оценить. Это наглядно показывает ваша формула. При полностью проницаемой мембране у Вас нет тяги, при изменении $s$ на $[0,1]$ у Вас нет смены знака тяги, для любого сколь угодно большого $P$ -- суммарного импульса всех частиц газа -- у Вас можно подобрать такую $c$, что поршень получит импульс больше $P$. Это всё простые проверки, которые должны были навести Вас на мысль, что в рассуждениях не всё гладко.

А что не гладко?

Если Вы хотите решить линейную задачу, то есть вылетевшие молекулы не влияют на изотропность распределения, то никакой прогрессии не нужно. Каждое $\Delta t$ у Вас один и тот же процесс. Если Вы хотите найти стационарное решение, то придётся учесть тот факт, что с каждой вылетевшей молекулой функция распределения теряет изотропность. В этом случае придётся решать уравнение Больцмана.

Всё остальное, в том числе и какое-то там суммирование прогрессий, к физике дела отношения не имеет. Это чьи-то фантазии.

[Pyotr_]

SciSimba в сообщении #933436 писал(а):

Pyotr_ в сообщении #933399 писал(а):

именно оно и приведено

То есть из газа выкачивается бесконечный импульс?

Цитата:

как без суммирования геометрических прогрессий можно оценить

Вы не стой стороны подходите к вопросу. Суммированием прогрессий ничего нельзя оценить. Это наглядно показывает ваша формула. При полностью проницаемой мембране у Вас нет тяги, при изменении $s$ на $[0,1]$ у Вас нет смены знака тяги, для любого сколь угодно большого $P$ -- суммарного импульса всех частиц газа -- у Вас можно подобрать такую $c$, что поршень получит импульс больше $P$. Это всё простые проверки, которые должны были навести Вас на мысль, что в рассуждениях не всё гладко.

А что не гладко?

Если Вы хотите решить линейную задачу, то есть вылетевшие молекулы не влияют на изотропность распределения, то никакой прогрессии не нужно. Каждое $\Delta t$ у Вас один и тот же процесс. Если Вы хотите найти стационарное решение, то придётся учесть тот факт, что с каждой вылетевшей молекулой функция распределения теряет изотропность. В этом случае придётся решать уравнение Больцмана.

Всё остальное, в том числе и какое-то там суммирование прогрессий, к физике дела отношения не имеет. Это чьи-то фантазии.

Опять поток сознания.
1. В стационарном решении из газа НЕ ВЫКАЧИВАЕТСЯ бесконечный импульс, а при нулевой проницаемости стационарного решения нет.
2. Решена полная, а не непонятно какая линейная задача.
3. Прямое моделирование методом DSMC обеспечивает численное решение стационарной задачи как раз в рамках именно уравнения Больцмана. Неудобно напоминать, что в уравнении Больцмана нет никаких предположений относительно вида функции распределения молекул по скоростям (какая изотропность теряется?), само уравнение записывается относительно функции распределения молекул по скоростям, каковая функция и отыскивается в процессе решения, а параметры течения, такие, например, как потоки массы и импульса - суть моменты этой функции распределения.
4. Обсуждаемая модель не предшествовала численным исследованиям, а была сформулирована именно для интерпретации результатов численного решения уравнения Больцмана и, как видно, вполне удовлетворительно их описывает.

[Xey]

alvin80 в сообщении #933394 писал(а):

скорость потока равна векторной скорости всех молекул этого потока. При избыточном давлении 0,01 атм. скорость потока в сотни раз меньше тепловой скорости.

Скорость $v$ потока равна объему $V$, проходящему в единицу времени, деленному на площадь $S$ сечения потока.

$v=V/S$

Давления у вас почти одинаковые (перепад маленький), сечения потока в цилиндре и в отверстиях мембраны близки.
И как из разумной скорости в малом цилиндре появляется сверхзвуковая в отверстиях?


Видимо поток в отверстии на мгновение разрывается, а на месте вылетевшей молекулы образуется локальный вакуум (дырка), который, как присоска, присасывается к воздуху снаружи мембраны.
Сила "присоски" комперсирует отдачу, обеспеченную вылетевшей молекулой.
В случае вылета в вакуум , этой силы нет.

[alvin80]

Поток состоит из множества хаотично двигающихся молекул. И скорость этого потока равна векторной скорости всех молекул этого потока. В этом потоке в любое время есть множество молекул, которые двигаются против потока. Эти молекулы в основном и снижают скорость потока газа. При очень небольшой разнице давлений, скорость потока в сотни раз меньше тепловой скорости молекул этого потока. Через мембрану нет как такового потока газа. Есть пролёты отдельных молекул. А тепловая скорость молекул выше скорости звука. Через мембрану молекулы пролетают поодиночке. Но на выходе из мембраны они снова, сталкиваясь с внешними молекулами, двигаются в виде потока газа.
Не может вакуум присасывать и что-то компенсировать, так как у него нет массы. Это пустота. Вспомните магдебургские полушария. Там не вакуум притягивает полушария, а удары молекул воздуха прижимают полушария друг к другу.

[Pyotr_]

SciSimba

Предлагаю закончить дискуссию о недостатках модели. На моем счету много подобных моделей, посвященных разнообразным газодинамическим явлениям, но обсуждаемая модель, на мой взгляд, одна из самых удачных. Она проста, включает в себя все определяющие параметры течения и хорошо воспроизводит результаты численных экспериментов. Если Вам кажутся сомнительными предсказания модели для какого-то набора определяющих параметров - сообщите, и я проведу расчет соответствующего варианта в рамках уравнения Больцмана. В знаке тяги я уверен на 100%, абсолютная величина тяги может слегка отличаться от предсказаний модели в ту или иную сторону.

А теперь о другом. Ваша критика модели возбудила автора данного Вечного Двигателя и на Портале Естественных Наук он написал мне следующее личное письмо: "Пригласите SciSimba сюда. Или боитесь, что мы не оставим камня на камне от ваших доказательств." Меня это письмо весьма позабавило, поскольку напомнило анекдот "Кто на нас с Васей?" Так вот, чтобы не превращаться в такого "Васю", которого любители альтернативных наук причисляют к своим сторонникам, пожалуйста, не разбрасывайтесь ярлыками типа "не стоит выеденного яйца". Ничего личного, просто дружеский совет.

[alvin80]

Этот ВД аналог двигателя Стирлинга. Простейшая схема работы Стирлинга. Рис. А.

2 цилиндра, соединённые перемычками. В цилиндра двигаются поршни, соединённые между собой. Нагреватель холодный - поршни неподвижны. Нагреватель нагрет - внутренний газ нагревается, давление повышается. Но так как площадь большого поршня больше, то и сила давления на него больше. Поршни двигаются влево. Малый поршень вытесняет газ в большой цилиндр. В нагревателе газ нагревается, увеличивается в объёме. Это расширение газа компенсирует увеличение объёма в большом цилиндре и поддерживает внутреннее давление. Если бы каким-то образом можно было сделать так, что при движении поршней влево внутренний объём не увеличивался, а уменьшался. Тогда после первоначального толчка давление внутри повышалось. Сила давление на большой поршень двигала бы поршни влево, что ещё больше увеличивало внутреннее давление и силу давления на большой поршень. Процесс происходил бы лавинообразно и без нагревателя. Но сделать так, чтобы при движении поршней влево внутренний объём уменьшался как бы и невозможно. Но на самом деле возможно. Рис. Б. Малый цилиндр закреплён и неподвижен. Большой поршень - это цилиндр с мембраной. Внутренний объём малого цилиндра соединяется гибкой трубкой, которая не мешает движению большого поршня. В двигателе Стирлинга силу давления на поршни создавали удары молекул. В этом двигателе силу давления на малый поршень создают также удары молекул. А вот силу на большой поршень создают вылетающие молекулы. Если сдвинуть поршни влево, то давление внутри повыситься. На малый поршень действует сила внутреннего давления. На большой поршень действует сила от вылетающих молекул. Достаточно создать условия, чтобы сила на большой цилиндр была больше силы на малый поршень и двигатель заработает. Это условие достаточно простое - суммарная площадь отверстий в мембране большого поршня более чем в 2 раза больше площади малого поршня.

[SciSimba]

Pyotr_
Законы природы, которые определяются в физике в виде некоторых балансов, зачастую не являются следствием друг друга. Используя законы Ньютона невозможно "доказать" или "опровергнуть" второе начало термодинамики, как нельзя доказать постулат Евклида о параллельных прямых. С точки зрения физики как науки опровержение машины Томсона столь же абсурдно, сколь и её создание, обоснование. Если Вы считаете себя человеком просвещённым и отвергаете машину Томсона, то должны понимать, что сделать это исходя из законов Ньютона, пусть и для ансамбля частиц, нельзя. Остаётся только найти ошибку в рассуждениях. До определённого момента мне было интересно узнать где именно.

Если Вы хотите заниматься работой по опровержению предложений построения тепловых машин, противоречащих началам термодинамики, не моё дело Вам это запрещать. Но я вполне могу указать Вам на бесперспективность этого дела и на его абсурдность.

Pyotr_ в сообщении #933698 писал(а):

чтобы не превращаться в такого "Васю"

Здесь я бессилен. Любой человек может заявить, что угодно. И без моего ведома. Люди вообще склонны к тому, чтобы говорить от имени других. Не пойду же я драться.

Если интересно моё мнение, то я не буду заниматься опровержением никаких двигателей. Тем паче я не настроен заниматься
доказательством работоспособности.

[rustot]

alvin80 в сообщении #933741 писал(а):

Этот ВД аналог двигателя Стирлинга. Простейшая схема работы Стирлинга. Рис. А.

на рисунке А если давление между поршнями больше внешнего то они двигаются вправо пока давление между поршнями за счет увеличения объема не снизится до внешнего, которое за счет того же движения повышается. если меньше внешнего то влево. это банально заменяется на единственный поршень, разделяющий объемы с постоянной и переменной температурами с увеличением эффективности. а к двигателю стрирлинга это и вовсе отношения не имеет.

[Xey]

alvin80 в сообщении #933741 писал(а):

Этот ВД аналог двигателя Стирлинга.

alvin80, Ваши моторчики , основанные на мембране , не работают, потому что не работает сама мембрана. Не теряли бы Вы время на их изобретение и не загромождали ими тему.

Лучше поясните, чем по-вашему отличается прохождение "лишней" молекулы через условную плоскость раздела в большом отверстии, по сравнению с прохождением "лишней" молекулы через отверстия мембраны?

[alvin80]

rustot, объём между поршнями свободно сообщается с окружающей средой. Надо было мне это указать. Вот так правильней.

Xey, в большом отверстии нельзя указать чёткой границы между внутренними молекулами и внешними..

Молекула столкнулась с внутренней молекулой и отскочила. Пролетела длину свободного пробега и столкнулась с внешней молекулой (красной). Она за время свободного пробега как бы поменяла свой статус. Была внутренняя, а после свободного пробега стала внешняя. В этом случае цилиндр получает импульс от каждой вылетевшей молекулы. После столкновения с внешней молекулой она ударяется в мембрану и воздействует на мембрану точно также, как другая внешняя молекула, ударившаяся в мембрану. Мембрана как раз и служит этой чёткой границей. А в большом отверстии невозможно установить такой чёткой границы между внутренними молекулами и внешними. Можно в такой же тонкой мембране установить большое отверстие и сказать, что это тоже чёткая граница. Но это не так. Через большой отверстие будет выходить поток газа, а это уже совсем другая история.