Суперсфера или вд2.

[petrovic11]

zask в сообщении #687521 писал(а):

"Молекула", которая находится внутри поршня, совершенно несущественна.

Эта "молекула" как раз и совершает работу по движению поршня. За счёт чего тогда будет двигаться система поршень-молекула? Не было бы молекулы, поршень стоял на месте и всё. Тут вообще нечего было бы обсуждать. Такой пример. Поршень посередине трубы. В поршне груз со сжатой пружиной. Освобождаем пружину. Груз в одну сторону, поршень в другую. Груз и поршень сместились в противоположные стороны, но центр масс остался на месте. Теперь расположим поршень с грузом и сжатой пружиной у стенки трубы. Освобождаем пружину. Груз двигается в одну сторону, поршень остаётся на месте, так как ему не даёт сдвинуться стенка трубы. А труба закпеплена на поверхности Земли и, можно сказать, имеет массу Земли. В неподвижный поршень ударяется груз. Вполне естественно, что поршень приходит в движение. Вот и всё. А если в движушемся поршне повторить такой опыт, то это не повлияет на скорость центра масс.

zask в сообщении #687521 писал(а):

Не видно самой идеи вд2.

Молекула тратит свою энергию на движение поршня. Скорость её падает. "Температура" её, если так можно выразиться применительно одной молекуле, падает. Сталкиваясь со стенками поршня, она за счёт тепла стенок поршня восстанавливает свою энергию. Температура стенок поршня понизилась. За счёт теплообмена стенки поршня получают тепло от стенок трубы. А труба от окружающей среды. В конечном итоге, за счёт тепла окружающей среды поршень совершает своё движение. И если при своём движении он будет совершать некоторую работу, то забирая тепло от окружающей среды, он будет охлаждать окружающую среду. Это и есть вд2.

[zask]

Как все трудно.

petrovic11 в сообщении #687501 писал(а):

в). Молекула ударяется в правую стенку поршня. Так как ни что не мешает поршню, то он начинает движение вправо. Так как поршень пришёл в движение, то он получил какую-то энергию от молекулы. А молекула отдала часть своей энергии поршню. Поэтому молекула отскакивает с уменьшенной скоростью.

Система "поршень-молекула" имела до столкновения молекулы с правой стенкой поршня определенные энергию и импульс. После столкновения эти величины не изменились. Где выигрыш-то?

Например, пусть в момент, когда поршень прислонили к левой стенке камеры он имел нулевую скорость. После удара "молекулы" о левую стенку поршня импульс системы изменил знак и она полетела себе спокойно вправо. С сохраняющимся импульсом и энергией. Где система взяла энергию? Да нигде, она уже была у нее ровно в том же количестве.

В другом варианте, когда система "поршень-молекула" имеет нулевой импульс и в момент касания поршнем стенки камеры одновременно происходит удар молекулы о правую стенку поршня, поршень может болтаться около стенки камеры. С сохраняющимся импульсом и энергией.

Я думаю, Вам очевидно, что любые варианты взаимодействия около стенки камеры сохраняют энергию системы поршень-молекула (естественно, если столкновения упругие)?

-- 24.02.2013, 16:06 --

petrovic11 в сообщении #687533 писал(а):

Эта "молекула" как раз и совершает работу по движению поршня. За счёт чего тогда будет двигаться система поршень-молекула? Не было бы молекулы, поршень стоял на месте и всё. Тут вообще нечего было бы обсуждать.

Какая мешанина. Надо говорить, как уже Вам было сказано, о суммарном импульсе и энергии системы поршень-молекула.

petrovic11 в сообщении #687533 писал(а):

Молекула тратит свою энергию на движение поршня. Скорость её падает.

Да не "молекула тратит", а обмен происходит внутри системы поршень-молекула, обратимый. В некоторых случаях скорость молекулы падает, в некоторых растет.

petrovic11 в сообщении #687501 писал(а):

г). Поршень не соприкасается с торцевыми стенками трубы. Поэтому столкновения молекулы со стенками поршня не оказывают влияние на скорость движения центра масс (поршень - молекула). Молекула, отдавшая часть энергии поршню, в это время восстанавливает свою энергию за счёт тепла окружающей среды.

Восстановит, если было охлаждение. Но его не было - взаимодействие молекулы, как уже сказано, обратимо. Кроме того, при взаимодействии с тепловым резервуаром должен меняться и импульс системы.

[petrovic11]

zask в сообщении #687550 писал(а):

Например, пусть в момент, когда поршень прислонили к левой стенке камеры он имел нулевую скорость. После удара "молекулы" о левую стенку поршня импульс системы изменил знак и она полетела себе спокойно вправо. С сохраняющимся импульсом и энергией. Где система взяла энергию? Да нигде, она уже была у нее ровно в том же количестве.

Поршень прислонён к левой стенке и имеет нулевую скорость. Кинетическая энергия поршня равна 0, а молекулы максимальна. После удара молекулы в левую стенку импульс поршня не изменяется. Он также имеет нулевую скорсть. Только импульс молекулы поменял знак. А по модулю он не изменился. После удара молекулы в правую стенку поршня он получает импульс. Поршень движется вправо. То есть поршень имеет кинетическую энергию. Если поршень после удара молекулы начал движение вправо, то молекула отскочила влево с меньшей скорстью. Скорость меньше, кинетическая энергия молекулы меньше. Куда делась часть энергии молекулы? Она пошла на движение поршня. Энергия системы не изменилась, она перераспределилась между молекулой и поршнем. Кинетическая энергия молекулы уменьшилась, а у поршня появилась. За счёт теплообмена кинетическая энергия молекулы увеличивается до прежнего уровня. То есть энергия система возрастает.

zask в сообщении #687550 писал(а):

Да не "молекула тратит", а обмен происходит внутри системы поршень-молекула, обратимый.

Да. Когда поршень не касается стенок трубы. Так как это замкнутая система. Тогда обмен обратимый. Но когда поршень касается стенки трубы, то обмен не обратимый. Часть кинетической энергии молекулы переходит к поршню необратимо. При этом энергия сохраняется, но она перераспределяется между молекулой и поршнем. У молекулы уменьшается, у поршня возрастает. Но в сумме не изменяется.

zask в сообщении #687550 писал(а):

Кроме того, при взаимодействии с тепловым резервуаром должен меняться и импульс системы.

Молекула восполняет свою энергию от теплового резервуара, поэтому суммарная энергия системы возрастает.

[Sergey K]

для этого нужно, чтобы тепловой резервуар был нагрет сильнее молекулы. и где тут ВД?

[petrovic11]

Sergey K в сообщении #687602 писал(а):

для этого нужно, чтобы тепловой резервуар был нагрет сильнее молекулы. и где тут ВД?

А если молекула, совершив работу, "охладилась"? И совсем не обязательно, чтобы тепловой резервуар был нагрет сильнее. Потому и ВД2, что охлаждает окружающую среду.

[zask]

petrovic11 в сообщении #687598 писал(а):

Поршень прислонён к левой стенке и имеет нулевую скорость. Кинетическая энергия поршня равна 0, а молекулы максимальна. После удара молекулы в левую стенку импульс поршня не изменяется. Он также имеет нулевую скорсть. Только импульс молекулы поменял знак. А по модулю он не изменился. После удара молекулы в правую стенку поршня он получает импульс. Поршень движется вправо. То есть поршень имеет кинетическую энергию. Если поршень после удара молекулы начал движение вправо, то молекула отскочила влево с меньшей скорстью. Скорость меньше, кинетическая энергия молекулы меньше. Куда делась часть энергии молекулы? Она пошла на движение поршня. Энергия системы не изменилась, она перераспределилась между молекулой и поршнем. Кинетическая энергия молекулы уменьшилась, а у поршня появилась. За счёт теплообмена кинетическая энергия молекулы увеличивается до прежнего уровня. То есть энергия система возрастает.

Интересно, а как это молекула, находящаяся внутри поршня, получила тепло, минуя поршень? У Вас молекула взаимодействует только с поршнем и вдруг какое-то левое тепло. Кроме того, сам акт получения тепла, если Вам удастся его придумать будет действовать не только в момент когда уменьшилась энергия молекулы за счет передачи поршню, но и в момент, когда ее энергия увеличилась, путем передачи от поршня. В этом случае молекула будет охлаждаться. Наконец, поскольку объекты микроскопические Вы не имеете права говорить о передаче тепла абстрактно, а должны рассматривать его в элементарном акте, аналогичном взаимодействию поршня и молекулы. То есть, Вы обязаны в таком случае с самого начала вводить столкновения с третьим объектом - агентом носителя тепла.

Пока все наивно и шито белыми нитками.

-- 24.02.2013, 20:51 --

petrovic11 в сообщении #687598 писал(а):

Да. Когда поршень не касается стенок трубы. Так как это замкнутая система. Тогда обмен обратимый. Но когда поршень касается стенки трубы, то обмен не обратимый. Часть кинетической энергии молекулы переходит к поршню необратимо. При этом энергия сохраняется, но она перераспределяется между молекулой и поршнем. У молекулы уменьшается, у поршня возрастает. Но в сумме не изменяется.

Приплыли. "Необратимо" до следующего удара. Не говорите ерунды, в чисто механической задаче не может возникать необратимость.

-- 24.02.2013, 20:53 --

Извините, я на этом дискуссию заканчиваю, так как надоело опровергать глупости.

[petrovic11]

zask в сообщении #687638 писал(а):

Интересно, а как это молекула, находящаяся внутри поршня, получила тепло, минуя поршень?

А я этого не утверждаю. Я раньше писал, что молекула получает тепло от стенок поршня при столкновении с ними. Поршень охлаждается. Поэтому он получает тепло от стенок трубы. А уже труба получает тепло от окружающей среды.

zask в сообщении #687638 писал(а):

То есть, Вы обязаны в таком случае с самого начала вводить столкновения с третьим объектом - агентом носителя тепла.

Зачем нужен третий агент? Если бы молекула просто летала в неподвижном поршне, то ничего бы не происходило. Молекула не тратила свою энергию. Ей не надо было восстанавливать свою энергию. Никакой передачи тепла также не было бы. Тепловое равновесие. Но молекула тратит свою энергию на движение поршня. Тепловое равновесие нарушилось. Соответственно тепло от более тёплого тела будет поступать к более холодному. В реальности в поршне будет множество молекул. Эти молекулы тратят свою энергию на движение поршня. Температура газа внутри поршня снижается. Газ будет охлаждать стенки поршня, забирая от него тепло. Стенки поршня будет забирать тепло у стенок трубы. А труба у окружающей среды. И это тепло будет использовано на производство работы двигающимся поршнем.

zask в сообщении #687638 писал(а):

Приплыли. "Необратимо" до следующего удара. Не говорите ерунды, в чисто механической задаче не может возникать необратимость.

Молекула передала часть своей энергии поршню. Под действем этой энергии система (поршень-молекула) начала движение. При последующих столкновених молекулы с поршнем в свободном движении будет происходить обмен энергиями, но энергия молекулы не достигнет своего первоначального уровня, так как часть её была затрачена на движение системы. Восстантвить свою энергию до первоначального уровня молекула может только за счёт тепла окружающей среды.

zask в сообщении #687638 писал(а):

Кроме того, сам акт получения тепла, если Вам удастся его придумать будет действовать не только в момент когда уменьшилась энергия молекулы за счет передачи поршню, но и в момент, когда ее энергия увеличилась, путем передачи от поршня

Энергия молекулы будет меньше максимального значения, когда она отскочила от левой стенки поршня, соприкасающегося с трубой (б). И во время свободного движения поршня энергия молекулы не достигнет этого значения(б). Кроме как за счёт тепла окружающей среды.

[tvman]

petrovic11 в сообщении #687598 писал(а):

Куда делась часть энергии молекулы? Она пошла на движение поршня. Энергия системы не изменилась, она перераспределилась между молекулой и поршнем.

правильно.

petrovic11 в сообщении #687598 писал(а):

За счёт теплообмена кинетическая энергия молекулы увеличивается до прежнего уровня. То есть энергия система возрастает.

А вот тут вы зачем-то перестали рассматривать взаимодействие молекул и перешли к понятию теплообмена. Зачем?
За счет чего энергия увеличивается? Распишите этот пункт подробно на уровне столкновений молекул.
Вы по моему не понимаете, что за словами -"за счет теплообмена", лежит взаимодействие отдельных молекул. А вы рассматривая столкновение отдельных молекул вводите понятие "теплообмена" как, что то обособленное и независимое, за счет чего повысится энергия системы (в т.ч. молекул).

[petrovic11]

tvman в сообщении #687991 писал(а):

За счет чего энергия увеличивается?

Молекула передаёт часть своей энергии поршню. Скорость молекулы падает. Хотя применительно к одной молекуле нельзя говорить, что температура молекулы снизилась. Но всё же. "Температура" молекулы понизилась и стала ниже температуры стенок поршня. При столкновении с более теплыми стенками поршня молекула получает от них тепло и повышает свою "температуру", то есть скорость. Температура стенок поршня понижается и поршень получает тепло от стенок трубы. А труба получает тепло от окружающей среды. Тепло окружающей среды через стенки трубы и поршня поступает к молекуле. За счёт этого тепла молекула повышает свою энергию и энергию системы в целом.

[tvman]

tvman в сообщении #687991 писал(а):

За счет чего энергия увеличивается? Распишите этот пункт подробно на уровне столкновений молекул.

[petrovic11]

Стенки поршня состоят из атомов, которые совершают тепловые колебания около положения равновесия. Чем выше температура, тем сильнее колебания атомов. При тепловом равновесии между молекулой и стенкой поршня скорость молекулы не увеличивается и не уменьшается при столкновении с атомами. Когда молекула отдала часть своей энергии поршню, то скорость молекулы уменьшилась. Когда такая молекула сталкивается с атомами стенки, которые в этом случае движутся быстрее молекулы, то они передают молекуле часть своей энергии. И за счёт этой энергии молекула восполняет свою энергию. Примерно так.

[Xey]

petrovic11 в сообщении #688174 писал(а):

Когда такая молекула сталкивается с атомами стенки, которые в этом случае движутся быстрее молекулы, то они передают молекуле часть своей энергии.

Результат зависит от фазы колебания, в которой находится молекула стенки.
В отдельном столкновении молекула газа может как ускориться, так и замедлиться.
Но, при большом числе столкновений с одной и другой стенкой , видимо примет скорость среднюю для данной температуры.

[petrovic11]

Xey в сообщении #688179 писал(а):

видимо примет скорость среднюю для данной температуры.

Да. Но когда молекула передаст часть своей энергии поршню, средняя скорость молекулы уменьшится. Поэтому после столкновения с атомами стенки молекула восстановит свою среднюю скорость. Вот так и будет молекула постоянно восполнять свою энергию.

[parton aka]

(Оффтоп)

petrovic11 в сообщении #688195 писал(а):

Вот так и будет молекула постоянно восполнять свою энергию.

"Вот так..." Ваша "система" приводится в термодинамическое равновесие.
petrovic11 , Вы "птицу", судя по всему, еще не купили? :)

[petrovic11]

parton aka в сообщении #688213 писал(а):

Ваша "система" приводится в термодинамическое равновесие.

Молекула передала поршню часть своей энергии. Поршень пришёл в движение и отошёл от стенки трубы. Скорость молекулы уменьшилась, равновесие нарушилось. Как только поршень отошёл от стенки трубы, молекула уже на может передать поршню ещё часть своей энергии. Центр масс (поршень-молекула) будет двигаться с некоторой скоростью. Это замкнутая система. Будет происходить обмен энергией между поршнем и молекулой. В это время молекула восстанавливает свою энергию за счёт тепла стенок поршня. А поршень за счёт стенок трубы, а труба за счёт окружающей среды. Можно сказать, что система снова приходит в термодинамическое равновесие. Но как только поршень касается стенки трубы, молекула снова отдаёт часть своей энергии поршню. Равновесие снова нарушается. И так до бесконечности, пока Земля не остынет.