Вопросы о демоне Максвелла

[epros]

Nessen8 в сообщении #1045774 писал(а):

Про вечные двигатели там не много.

Но ведь про цикл Карно и про то, когда его КПД мог бы оказаться равным единице, там есть? Вы же про это спрашивали.

[Nessen8]

А что дает практически абсолютный ноль в цикле Карно? Ведь тела с температурой абсолютного нуля на Земле не встречаются, чтобы охладить тело до абсолютного нуля нужно затратить энергию (если это было бы возможно). А затем в цикле Карно оно снова нагреется и его снова придется охлаждать. Смысл в чем? Где здесь ВД 3 рода?

[Pphantom]

Nessen8 в сообщении #1045937 писал(а):

Где здесь ВД 3 рода?

А можно встречный вопрос - где Вы нашли само понятие "ВД 3 рода"?

[Nessen8]

Pphantom в сообщении #1045942 писал(а):

Nessen8 в сообщении #1045937 писал(а):

Где здесь ВД 3 рода?

А можно встречный вопрос - где Вы нашли само понятие "ВД 3 рода"?

Вообще-то оно не часто встречается, но иногда проскальзывает. Невозможность достижения абсолютного нуля по шкале Кельвина связывают с невозможностью создания ВД третьего рода. Вот мне и любопытно, как практически выглядело бы это чудо, если конечно было бы возможно. Т.е. какие рабочие тела использывались бы, откуда их взять и сколько энергии нужно было бы затратить на их создание, откуда куда переходило бы тепло, что происходило бы с энтропией и т.п.
Ну, к примеру:

Цитата:

Попытаемся воспроизвести ход рассуждений Нернста. Проведем цикл Карно в интервале между, скажем, комнатной и более низкой температурой. При этих условиях можно получить некоторое количество работы, но так как для нашей цели необходимо отбирать теплоту от источника теплоты с более низкой температурой, то цикл непригоден для производства работы. Однако если мы можем достигнуть абсолютного нуля и использовать его как наинизшую температуру цикла, то тогда согласно второму началу источник теплоты с этой температурой совсем не получит теплоты. Мы имеем, таким образом, систему, которая получает теплоту при более высокой температуре и превращает все количество теплоты в работу. Но тогда подобная машина окажется вечным двигателем второго рода. Чтобы избежать этого следствия, Нернст постулировал невозможность достижения абсолютного нуля. Нернст полагал, что доказал эту теорему на основании исчезновения теплоемкостей при абсолютном нуле и второго начала.

http://chem21.info/info/938947/

Что к примеру означает выражение: "Однако если мы можем достигнуть абсолютного нуля и использовать его как наинизшую температуру цикла, то тогда согласно второму началу источник теплоты с этой температурой совсем не получит теплоты."? И откуда вообще первоночально можно взять такое тело? Ведь в природе на Земле нет тел с температурой ниже -80 С. Значит на его создание нужно было бы затратить энергию, а оно потом нагрелось бы и тут же утратило свои "магические" свойства и т.п.

[Pphantom]

Nessen8 в сообщении #1045955 писал(а):

Вообще-то оно не часто встречается, но иногда проскальзывает. Невозможность достижения абсолютного нуля по шкале Кельвина связывают с невозможностью создания ВД третьего рода. Вот мне и любопытно, как практически выглядело бы это чудо, если конечно было бы возможно.

А, да, это старая шутка: поскольку ВД $n$-ого рода нарушает $n$-ое начало термодинамики, то "должен" существовать и ВД 3-го рода, нарушающий 3-е начало.

Nessen8 в сообщении #1045955 писал(а):

Что к примеру означает выражение: "Однако если мы можем достигнуть абсолютного нуля и использовать его как наинизшую температуру цикла, то тогда согласно второму началу источник теплоты с этой температурой совсем не получит теплоты."?

Напишите выражение для КПД цикла Карно и подставьте туда нуль в качестве температуры холодильника. Что получится?

[epros]

Nessen8 в сообщении #1045955 писал(а):

Невозможность достижения абсолютного нуля по шкале Кельвина связывают с невозможностью создания ВД третьего рода.

Википедия в статье Perpetual_motion писал(а):

A perpetual motion machine of the third kind, usually (but not always) defined as one that completely eliminates friction and other dissipative forces, to maintain motion forever (due to its mass inertia). Third in this case refers solely to the position in the above classification scheme, not the third law of thermodynamics.

[Nessen8]

Если КПД тепловой машины равен 1 (100%), будет ли это вечный двигатель, и если да то почему?

[Pphantom]

Nessen8 в сообщении #1046587 писал(а):

Если КПД тепловой машины равен 1 (100%), будет ли это вечный двигатель, и если да то почему?

Да, вечный двигатель второго рода. По определению.

[Nessen8]

Pphantom в сообщении #1046589 писал(а):

Nessen8 в сообщении #1046587 писал(а):

Если КПД тепловой машины равен 1 (100%), будет ли это вечный двигатель, и если да то почему?

Да, вечный двигатель второго рода. По определению.

Во-первых, почему именно второго? Если двигатель второго рода приводит к нарушению второго закона термодинамики, т.е. понижает энтропию окружающей среды, то двигатель имеющий КПД=1 может и вообще не приводит к росту энтропии, а поэтому и второй закон нарушать не нужно.
Кроме того, как его практически можно было бы использовать как вечный двигатель? Он что, смог бы горючее не потреблять? В чем его вечность?

[Pphantom]

Nessen8 в сообщении #1046594 писал(а):

Во-первых, почему именно второго? Если двигатель второго рода приводит к нарушению второго закона термодинамики, т.е. понижает энтропию окружающей среды, то двигатель имеющий КПД=1 может и вообще не приводит к росту энтропии, а поэтому и второй закон нарушать не нужно.

Пожалуй, словосочетание "по определению" достаточно детально описывает ситуацию. Найдите определение вечного двигателя второго рода, а затем - различные формулировки второго начала (оно понадобится). Это можно сделать даже в Википедии.

Nessen8 в сообщении #1046594 писал(а):

Кроме того, как его практически можно было бы использовать как вечный двигатель? Он что, смог бы горючее не потреблять? В чем его вечность?

Ни в чем. Это просто не самое удачное название, однако устоявшееся.

[Nessen8]

Pphantom в сообщении #1046614 писал(а):

Nessen8 в сообщении #1046594 писал(а):

Во-первых, почему именно второго? Если двигатель второго рода приводит к нарушению второго закона термодинамики, т.е. понижает энтропию окружающей среды, то двигатель имеющий КПД=1 может и вообще не приводит к росту энтропии, а поэтому и второй закон нарушать не нужно.

Пожалуй, словосочетание "по определению" достаточно детально описывает ситуацию. Найдите определение вечного двигателя второго рода, а затем - различные формулировки второго начала (оно понадобится). Это можно сделать даже в Википедии.

Nessen8 в сообщении #1046594 писал(а):

Кроме того, как его практически можно было бы использовать как вечный двигатель? Он что, смог бы горючее не потреблять? В чем его вечность?

Ни в чем. Это просто не самое удачное название, однако устоявшееся.

Т.е. тепловой машиной с кпд=1 может даже концептуально быть только демон Максвелла?

Ну, допустим у нас есть бензиновый двигатель с кпд=1, установленный на авто. Он преобразует 100% энергии бензина в работу, т.е. езду по трассе. Потерь на трение и излучение в самом двигателе нет. Скажем двигатель имеющий кпд 0.5 может проехать 100 км на 200 л. бензина, а имеющий кпд=1 200 км. Когда авто проедет определенное расстояние бензин закончится. Как он сможет ехать дальше без бензина если это ВД?

[Pphantom]

Nessen8 в сообщении #1046616 писал(а):

Т.е. тепловой машиной с кпд=1 может даже концептуально быть только демон Максвелла?

Понятие "вечного двигателя", начала термодинамики и т.д. - это, в общем-то, чистая термодинамика. Т.е. формально нас не интересует, как в деталях функционирует устройство, нарушающее второе начало - лишь бы оно это как-то макроскопически делало. Демон Максвелла - некая микроскопическая реализация такого устройства.

Nessen8 в сообщении #1046616 писал(а):

Как он сможет ехать дальше без бензина если это ВД?

Никак. Еще раз повторяю: вечный двигатель второго рода "вечным" в бытовом смысле слова не является.

[Nessen8]

Pphantom в сообщении #1046621 писал(а):

Nessen8 в сообщении #1046616 писал(а):

Т.е. тепловой машиной с кпд=1 может даже концептуально быть только демон Максвелла?

Понятие "вечного двигателя", начала термодинамики и т.д. - это, в общем-то, чистая термодинамика. Т.е. формально нас не интересует, как в деталях функционирует устройство, нарушающее второе начало - лишь бы оно это как-то макроскопически делало. Демон Максвелла - некая микроскопическая реализация такого устройства.

Nessen8 в сообщении #1046616 писал(а):

Как он сможет ехать дальше без бензина если это ВД?

Никак. Еще раз повторяю: вечный двигатель второго рода "вечным" в бытовом смысле слова не является.

Я думаю, это важно, т.к. есть принципиальная разница между понятиями "вечный двигатель" и "вечное движение". Вечный двигатель должен совершать полезную работу в бытовом смысле. Если полезная работа не выполняется, то вечное движение не такой уж феномен. К примеру, круговое движение электронов в сверхпроводнике - макроскопическое "вечное" движение.

[Pphantom]

Nessen8 в сообщении #1046676 писал(а):

Я думаю, это важно, т.к. есть принципиальная разница между понятиями "вечный двигатель" и "вечное движение". Вечный двигатель должен совершать полезную работу в бытовом смысле. Если полезная работа не выполняется, то вечное движение не такой уж феномен. К примеру, круговое движение электронов в сверхпроводнике - макроскопическое "вечное" движение.

Возможно. И что Вы в связи с этим предлагаете?

[DimaM]

Nessen8 в сообщении #1046594 писал(а):

Кроме того, как его практически можно было бы использовать как вечный двигатель? Он что, смог бы горючее не потреблять? В чем его вечность?

Запускаем между двумя тепловыми резервуарами двигатель с КПД 100% (достаточно даже, чтобы КПД был больше, чем у цикла Карно). Этот двигатель, поработав, заберет сколько-то тепла от холодильника. Часть полученной работу используем в тепловом насосе, работающем по циклу Карно, который заберет сколько-то тепла от холодильника и восполнит тепло, забранное у нагревателя. Остаток работы используем в народном хозяйстве. В итоге комбинация машин забрало тепло у холодильника и превратила его в работу - чистой воды ВД 2.
Если подождать, то работа в конце превратится обратно в тепло, и можно начинать по новой .