Вечный двигатель и демон Максвелла есть ли разница?

[Nessen7]

В чем разница между вечным двигателем 1-го и 2-го родов? Разве это не одно и тоже?

[kyzic]

На сколько я помню, двигатели первого и второго рода получаются при нарушении соответственно первого и второго закона термодинамики.
Двигатель первого рода нарушает закон сохранения энергии (первый закон термодинамики). Энергия "черпается" из некоторого источника, а назад ничего не отдается.
Двигатель второго рода нарушает второй закон термодинамики, устанавливающий направление протекания самопроизвольных процессов. Такой двигатель работает на энергии нагревателя, ничего не отдавая холодильнику, то есть преобразует все теплоту в работу (КПД=100%).

[Nessen7]

По-моему, для призведения полезной работы, а не просто существования в качестве замкнутой системы, ни один вечный двигатель не сможет обойтись без нарушения именно первого закона-сохранения энергии.Приведу пример: некие спецы все же сварганили демон Максвелла (не важно как он там пашет), и установили на автомобиль что бы он его двигал и значит полезную работу совершал.Автомобиль трется о воздух и об асфальт и следовательно отдает энергию во внешнюю среду.Тепло превращается в ИК лучи и навсегда покидает Землю.Вернуть эти ИК лучи нет никакой возможности.Значит демон Максвелла должен будет создавать энергию именно из ничего т.е. увеличивать общий объем энергии во Вселенной.
Чтобы авто и дальше могло ездить.Разве это не нарушение самого первого закона физики?

[kyzic]

Цитата:

По-моему, для призведения полезной работы, а не просто существования в качестве замкнутой системы, ни один вечный двигатель не сможет обойтись без нарушения именно первого закона-сохранения энергии.Приведу пример: некие спецы все же сварганили демон Максвелла (не важно как он там пашет), и установили на автомобиль что бы он его двигал и значит полезную работу совершал.Автомобиль трется о воздух и об асфальт и следовательно отдает энергию во внешнюю среду.Тепло превращается в ИК лучи и навсегда покидает Землю.Вернуть эти ИК лучи нет никакой возможности.Значит демон Максвелла должен будет создавать энергию именно из ничего т.е. увеличивать общий объем энергии во Вселенной.
Чтобы авто и дальше могло ездить.Разве это не нарушение самого первого закона физики?

согласен. в термодинамической системе в принципе существует вероятность понижения энтропии. но это на уровне флуктуаций. энергию флуктуаций для двигателей использовать невозможно.

[Nessen7]

Цитата:

в термодинамической системе в принципе существует вероятность понижения энтропии. но это на уровне флуктуаций

А каким образом эти флуктуции отражаются на законе сохранения энергии? Если где-то добавляется энергии, значит в другом месте должно убавится? Иначе будет нарушение?
Читал что создали тепловой диод проводящий энергию в одну сторону.Чем он отличается от демона Максвелла?

[EEater]

Nessen7 в сообщении #445931 писал(а):

Приведу пример: некие спецы все же сварганили демон Максвелла (не важно как он там пашет), и установили на автомобиль что бы он его двигал и значит полезную работу совершал.

Демон Максвелла отсеивает быстрые молекулы, и использует их энергию. Но для того, чтобы эта энергия не кончалась, рабочее тело требуется подогревать: никакого противоречия с ЗСЭ нет.

[kyzic]

Цитата:

А каким образом эти флуктуции отражаются на законе сохранения энергии? Если где-то добавляется энергии, значит в другом месте должно убавится? Иначе будет нарушение?

закон сохранения не нарушается. второй закон термодинамики вообще-то о другом. в нем имеется ввиду, что нельзя например всю тепловую энергию хаотического движения молекул превратить в работу.
приведу пример. есть адиабатический сосуд с молекулами, у которых средняя скорость 100 м/c (цифра из головы). мы разделяем сосуд на две части, и смотрим что происходит. если выполняется второе начало термодинамики, то в течении очень долгого времени ничего кроме равномерного распределения молекул в сосудах мы не увидим. но допустим мы поставили демона на щель между сосудами и в одну часть сосуда молекулы пропускаем, а в другую - нет. тогда через некоторое время в одной части сосуда соберутся все молекулы, а в другой части будет пусто. теперь за место демона поставим турбину. газ расширится и совершит полезную внешнюю работу. которую мы изымем. но теперь в примеру, средняя скорость молекул стала уже 50 м/c. мораль сей басни: закон сохранения (первый закон термодинамики) не нарушен: за счет внутренней энергии за мы совершили работу, теплом система ни с кем не обменивалась. вторая часть морали: мы совершили работу только за счет энергии нагревателя (системы), ничего не отдав холодильнику. второй закон термодинамики нарушен. в реальности то же все же существует вероятность перехода всех молекул в одну часть сосуда. но она во-первых крайне мала, а во вторых случайна. извлекать у такой системы работу можно с таким же успехом, что и разгоняться за счет броуновского движения.

Цитата:

Читал что создали тепловой диод проводящий энергию в одну сторону.Чем он отличается от демона Максвелла?

второй закон термодинамики не является чем-то фундаментальным. это просто обобщенный опыт. мы же например фильтруем воду от твердых включений, и ничего, никто по этому поводу не жалуется о том, что мол общая энтропия от этого падает и это конец всей физики. так что если и создали такой тепловой диод, то в этом нет чего-то сверхъестественного. обратимые процессы возможно создавать. но конечно в случае теплообмена на макроуровне это практически невозможно.

[Vince Diesel]

Тогда, может, точнее говорить, что получать энергию без теплового обмена можно, только мощность будет мала (зависит от энтропии и энергии, например)? Обратно пропорциональна энтропии, скажем.

[Munin]

Nessen7 в сообщении #445931 писал(а):

Приведу пример: некие спецы все же сварганили демон Максвелла (не важно как он там пашет), и установили на автомобиль что бы он его двигал и значит полезную работу совершал.Автомобиль трется о воздух и об асфальт и следовательно отдает энергию во внешнюю среду.Тепло превращается в ИК лучи и навсегда покидает Землю.Вернуть эти ИК лучи нет никакой возможности.

Это означает, что вы рассматриваете движение автомобиля в окружающей среде с понижающейся температурой. На самом деле средняя температура Земли постоянна, так что у автомобиля всегда не будет проблем с источником энергии. Вечный двигатель 2 рода - "вечный" именно в условиях термостата с постоянной температурой. Понижать температуру внешними условиями, или задавать её равной абсолютному нулю - это, конечно, нарушит его "вечность", но он и не для этих условий придумывался.

По поводу ИК-лучей: тепловой баланс Земли как целого основан на усреднённом равенстве двух потоков: с Земли улетает тепло в виде ИК-лучей, а на Землю поступает с Солнца в виде лучей оптического диапазона. Между прочим, при этом энтропия улетающих лучей намного выше энтропии падающих лучей, и именно за счёт этой разницы на поверхности Земли могут безостановочно бурлить всякие разные процессы "за счёт энергии Солнца". Это геологические круговороты веществ, волнения и циркуляции воды и воздуха, и самое интересное - жизнь.

[Nessen7]

А почему вы уверенны что та энергия которую автомобиль потратит на трение в точности равна той тепловой энергии которую он поглатит из окружающей среды? Больше она быть не может?

[Munin]

Подразумевается, что вечный двигатель второго рода нарушает второе начало термодинамики, но не нарушает первого.

[Nessen7]

А можно теоретически использовать для выполнения полезной работы движения того же авто уже существующие тепловые насосы или схожие устройства? Дает ето какой-то выигрыш в энергии?

[Munin]

Существующие тепловые насосы тратят энергию. Причём не меньше, чем перекачивают (потому что работают не в нарушение второго начала термодинамики). Поэтому они дают только проигрыш энергии, в КПД теплового насоса и за счёт прочих потерь.

[Nessen7]

Цитата:

Поэтому они дают только проигрыш энергии

Не понял, если они дают только проигрыш, то какой смысл их вообще использовать?

[Munin]

Как какой смысл? Просто они не предназначены, чтобы потом разницу температур извлекать и совершать работу. Они предназначены непосредственно для того, чтобы перекачивать тепло, что-то охлаждать. Это очень часто встречающася задача, возьмите хотя бы холодильник у себя на кухне.