Entropie

[Samec]

Vlákno čisté, odstraněn plevel více méně můj, jinak beze změn. 14.6.2012 SDK

Presne to je oblast ktora podla mna ma zmysel a ktorou sa zaoberam. Zakladne informacie o tejto problematike su napriklad na http://en.wikipedia.org/wiki/Maxwell's_demon, ale zaroven je tam aj vela dezinformacii. Nebudem tu teraz podrobne vysvetlovat co ako nesedi v oficialnych tvrdeniach. Ked som pred casom nahodil tuto temu tuna na chate, tak sa nikto somnou o tom nechcel bavit, vsetci radsej nieco stlkali v pivnici. Vymyslanie perpetum mobile vo forme zazracnej elektrolyzy je proste nezmysel. Avsak to, ze vsade okolo nas je plno energie vo forme tepla, nepoprie ziaden fyzik. Teda hladanie sposobu ako prakticky ziskat tuto eneriu ma zmysel. A ma zmysel aj vedecke uvazovanie, lebo paradoxom je, ze prave elektrolyza urcitym sposobom potvrdzuje moznost vyuzivania tepla z okolia. Skoda len, ze si to nikto z kutilov na tomto fore neuvedomuje. Ja som donedavna nemal cas venovat sa tomu inak ako teoreticky, ale momentalne uz zacinam.

[Akord]

Tak začni Carnotom. Nie je to vzorec, ale prírodný princíp, ešte"horší" a tvrdší, než MM, alebo čosi na vodu. Pokiaľ nejdem na urán a podobne, tak sa mu dá 100percent veriť. Urobiť Maxwellovho démona je obyčajné nedorozumenie a hlavolam porovnateľný s MM. Je postavený proti Carnotovmu princípu. Tento princíp je rovnocenný základným termodynamickým princípom. Hovorí zároveň asi toľko, že ak teplo nemá kam odtekať, nebude tiecť vôbec. Teda rozdiel teplôt je náramne dôležitý. Je to ako s vodou, tá tiež, ak nemá kam odtekať, nebude odovzdávať energiu. Žiaden démon to za ňu neurobí.

[Samec]

Tak začni Carnotom. Nie je to vzorec, ale prírodný princíp, ešte"horší" a tvrdší, než MM, alebo čosi na vodu. Pokiaľ nejdem na urán a podobne, tak sa mu dá 100percent veriť. Urobiť Maxwellovho démona je obyčajné nedorozumenie a hlavolam porovnateľný s MM. Je postavený proti Carnotovmu princípu. Tento princíp je rovnocenný základným termodynamickým princípom. Hovorí zároveň asi toľko, že ak teplo nemá kam odtekať, nebude tiecť vôbec. Teda rozdiel teplôt je náramne dôležitý. Je to ako s vodou, tá tiež, ak nemá kam odtekať, nebude odovzdávať energiu. Žiaden démon to za ňu neurobí.

Nechcem ta urazat, ale nerozumies tomu. Podstata je v tom, ze tepeny stroj pracuje s makroskopickymi velicinami ako je teplota, objem, tlak. Toto su statisticke veliciny opisujuce velke mnozstvo castic. A v beznej praxi su to tak obrovske mnozstva castic, ze kineticka energia jednotlivych castic narazajucich na steny nadoby sa prejavuje ako staticky tlak. Jednoducho tak velkym tepelnym strojom nemozes uskutocnit interakciu s jednou casticou. Takze pre tepelny stroj platia vsetky tie statisticke pravidla vratane entropie, ktora je tiez statisticka. Avsak ak sa jedna o zariadenie porovnatelne s rozmermi samotnych castic, tam uz sa prejavuju mikroskopicke veliciny a v sucinnosti s principmi, ktore termodinamika nevie ani nemoze vysvetlit, sa otvaraju moznosti novych rozmerov. To ze prave Maxwell vymyslel toho hypotetickeho demona tiez nebolo len tak zo srandy. Maxwell totiz zformuloval rovnice popisujuce elektromagnetizmus. Problem na ktory narazil je velmi podobny, ak nie uplne totozny s termodynamikou. Vsetky maxwelove rovnice su totiz linearne, popisujuce linearny priestor. Ale neda sa nimi popisat dioda, tranzistor, ci ine nelinearne prvky. A teda podla Maxwellovej teorie elektromagnetizmu tieto prvky nemozu existovat. A staci! Na zvysok si skuste prist sami. Ja som si dlho lamal hlavu, kym som prisiel na vsetky suvislosti.

[Akord]

Nechcem ta urazat, ale nerozumies tomu. Podstata je v tom, ze tepeny stroj pracuje s makroskopickymi velicinami ako je teplota, objem, tlak...
...maxwelove rovnice su totiz linearne, popisujuce linearny priestor. Ale neda sa nimi popisat dioda, tranzistor, ci ine nelinearne prvky. A teda podla Maxwellovej teorie elektromagnetizmu tieto prvky nemozu existovat.

Mňa nemá čo uraziť, ani keby som tomu nerozumel. Ja som sa tiež snažil prísť na súvislosti.
Myslím, že si sa urazil skôr Ty, na moju poznámku - začni Carnotom - nebola vôbec myslená z výšky, malo to byť upriamenie pozornosti bez bočného úmyslu. Ak by si písal od začiatku priamo k veci, asi by k tomu neprišlo. Problém je v tom, že si žiadny argument nepredostrel. Z mojho textu nevyplýva, že by som nechápal, že ide o makroskopické veličiny, skôr naopak, takáto dedukcia je nesprávna. Mal by si pribrzdiť, kurz fyziky na fakulte som absolvoval a čítanie z knižky ma rovnako netrápi. Hádam sú tie akékoľvek nelineárne prvky energeticky ziskové? Naopak. Nelinearita nie je žiadny dôvod na to, aby neplatila termodynamika, nech si vezmeš na pomoc akúkoľvek štatistiku. Termodynamika hovorí, že z neporiadku sa samovoľne nestáva trvale poriadok. Nič na tom nemenia ani nám známe živé organizmy. Rovnako ani Maxwellova teória nevysvetľluje mechanizmus obyčajného ohrevu vodiča, iba ho popisuje. Vodivosť plynu má dokonca oblasť záporného odporu a nikto z toho neobviňuje Maxwella. Podobných príkladov je more. Nezahmlievaj to popredu odbornými pojmami a napíš rovno, o akú vec Ti ide.

Edit: Pozeral som Tvoje postrehy na chate, takže som trochu v obraze, o čo Ti asi ide. Trochu Ti možno uniká, že usmerňovač na teplo máme. A nie jeden. Prvý z nich je normálny kremíkový článok na slnko posunutý do ďalekej infračervenej oblasti. Avšak každý z tých fotočlánkov musí teplo aj odvádzať. Je to podmienka funkcie, často sa to dezinterpretuje. Práve odvod tepla je prekážkou zostrojenia stroja, ktorý by iba odoberal teplo(perpetuum mobile 2.druhu). Druhý príklad je obyčajná konvekcia-prúdenie teplého vzduchu alebo kvapaliny v gravitačnom poli. Gravitačné pole predsa tiež funguje ako Maxwellov démon a oddeľuje teplé molekuly smerom hore a studené smerom dole. Všetci o tom vieme. Napriek tomu to nefunguje tak, ako sa to na prvý pohľad zdá, a tiež to vyžaduje odvod tepla, môžeš hádať prečo, aby si sa zase toľko pri mne nenudil.

[Habo]

Touto temou som sa aj ja zaoberal a asi sa nad nou este zamyslim
Ak by sa nam podarilo urobit mriezku atomov kde by sa striedali vodive s nevodivymi a tu napojili na rovnaku mriezku diod - resp. urobit mriezku 1 dokopy tak by ju stacilo umiestnit niekde doionizovaneho prostredia (najjednoduchsie voda+sol) vtedy by sa nabite iony priblizovali a vzdalovali ku/od mriezke/y a tak by vznikal v kazdom vodici (hrubka 1 atomu!) striedavy prud ktory by po usmerneni diodamy mohol byt premeneny na jednosmerny (ono by bolo NUTNE ho premenit pretoze sucet prudov by sa inak rovnal 0)
samozrejme nieco take vyrobit je narocne ale to je iba teoria...
druha moznost kt. mi napadla je ovplyvnit drahu ionov ale to by muselo byt nieco co by nevyzadovalo vela energie (najlepsie nieco "staticke" - magnet, nabity kondenzator...)
Mimochodom zostrojenie takejto "baterie" by malo perfekne moznosti (do mobilov notebookov a i. - "bateria" by sa nikdy nevybila)

[Eter]

Druhý príklad je obyčajná konvekcia-prúdenie teplého vzduchu alebo kvapaliny v gravitačnom poli. Gravitačné pole predsa tiež funguje ako Maxwellov démon a oddeľuje teplé molekuly smerom hore a studené smerom dole. Všetci o tom vieme. Napriek tomu to nefunguje tak, ako sa to na prvý pohľad zdá, a tiež to vyžaduje odvod tepla, môžeš hádať prečo, aby si sa zase toľko pri mne nenudil.

A aky je rozdiel medzi teplou molekulou a studenou?

[Dvell]

Etere..

Ze by ve mnozstvi energie v ni obsazene?:-) (pokud predpokladas ze molekul je vic latka ma i jinou hustotu)

A ti tvi smajlici vubec nejsou na miste.. spis je mel napsat Akord pod svoji dalsi zpravu:-)

Dvell

[jarop]

Aj keď sa Eter zasmial, je to v skutočnosti dôležitá otázka. nie sú žiadne teplé a studené molekuly, na mikroskopickej úrovni sú len rýchle a pomalé molekuly. Celková teplota média je tvorená zmesou rôzne rýchlych molekúl. Oddeliť rôzne rýchle molekuly sa dá bez problémov.

[jarop]

druha moznost kt. mi napadla je ovplyvnit drahu ionov ale to by muselo byt nieco co by nevyzadovalo vela energie (najlepsie nieco "staticke" - magnet, nabity kondenzator...)

K tymto uvaham som sa dostal aj ja. Tiez si myslim, ze zmena tvaru drahy kmitania molekul je cesta ako dostat energiu z tepla. Pohyb molekul treba zakrivit a zmenit pohyb na rotacny (okolo nejakej centralnej osi). Potom uz pojde lahsie odcerpat kineticku energiu molekul na nieco ine. Samozrejme z media sa bude dat ziskat a transformovat len cast tepelnej energie. Akokolvek je potrebne najprv dodat externu energiu na zmenu toho pohybu. Tym sa obide 2.termodynamicky zakon, pretoze ten hovori o samovolnej zmene neusporiadaneho pohybu na usporiadany. Co mozeme pouzit ? Mame k dispozicii len elektricke a magneticke pole a moznost ionizovat molekuly.
Aby som zbytočne nekopíroval, pridávam odkaz na diskusiu, ktorú sme o tejto téme s Akordom a ďalšími viedli skoro pred 2 rokmi.
http://www.upramene.cz/forum/viewtopic. ... =seg#13495

[Akord]

Oddeliť rôzne rýchle molekuly sa dá bez problémov.

No, ja to viem iba s veľkými problémami Môžem potvrdiť, že sme sa o tom dávnejšie bavili. Obávam sa ale, že to skončilo na tom, ako z chaosu urobiť poriadok bez dodania energie. Ide o oveľa tvrdší princíp, než nejaký napohľad smiešne napísaný zákon.

[jarop]

Akord: písal si toto:

Trochu Ti možno uniká, že usmerňovač na teplo máme. A nie jeden. Prvý z nich je normálny kremíkový článok na slnko posunutý do ďalekej infračervenej oblasti.

Nejde celkom o to ako z chaosu urobiť poriadok bez dodania energie ale o to, ako dostať teplo z média bez gradientu teploty - teda s rovnakou hustotou energie. S dodaním menšieho množstva energie ako získam z toho tepla. A urobiť to inak ako len delením molekúl na rýchle a studené - viď chladnička, tepelné čerpadlo.
Podľa toho čo si kedysi písal, chápeš teplo ako nejakú formu menej hodnotnej energie.
Zrejme to je z definície práce, čo som kedysi opísal z intenetu, že práca je rozptýlenie energie. K čomu si dodal, že je to premena hodnotnejšej energie na menej hodnotnú z hľadiska ďalších možností jej premeny.
Ja si myslím, že žiadna menej hodnotná forma neexistuje. Teplo môže mať len rovnakú hustotu, čo zabráni automatickým výmenám energie.
Žiadne teleso však nie je izolované a tepelný pohyb molekúl vyžaruje IR vlny.
Buď ich prijmú iné molekuly toho istého telesa alebo sa vyžiari do okolia.
Keď si spomenul fotočlánok na slnko posunutý do ďalekej infračervenej oblasti pripomenul si mi niečo. Poznáš pojem absorbcia em vln v supravodičoch ? Počul si o tom niečo ?

[Akord]

Jarop, chápem to ako v nadpise. Citujem z jednej mojej pošty:

Ten Boh, či Univerzum sa samozrejme nebude zaoberať nejakými Ampérmi, Einsteinmi a podobne. Lenže je tu tvrdý základný kameň - princíp, že z chaosu sa samovoľne nestáva poriadok. Túto samozrejmú vec naoko všetci chápu, ale nevedia ju použiť v rôznych prípadoch, a preto tento princíp v skutočnosti odmietajú a brzdia tým sami seba. Čiže nedovolím si povedať, že z bordelu sa urobí poriadok sám. Od tohoto je už iba kúsok k pochopeniu teploty, premeny energie a podobne. Že sa mechanická a elektrická energia navzájom premieňajú skoro so 100percentnou účinnosťou neznamená, že sa tak bude premieňať aj teplo na elektrinu. Pretože mechanika a elektrina sú ako pákový zviazaný systém, kým teplo a elektrina nie, to je systém chaos-poriadok. Ide o zásadný rozdiel.
PV premena by bola možná s účinnosťou skoro 100percent vtedy, ak by išlo o vlnu konkrétnej frekvencie, alebo niekoľko frekvencií. Nie šum, pretože šum už je chaos, na to nestačí argument, že ide o nekonečný počet frekvencií. Nekonečný počet a neurčitý vplyv je už chaos. Elektrina chaos nie je, ide o usporiadaný tok. Keďže svetlo je šum, tak jeho premena s účinosťou blízko 100percent možná nie je, nie preto, že to píšem ja. To je tá termodynamika, obmedzuje premenu energie podľa jej kvality. Nejde vytvoriť rezonančný obvod, ktorý by rezonoval na šume tak, že by z neho bol schopný odobrať väčšinu energie.

No a doplňujem, že neviem o tom, že by sa v supravodiči širokopásmovo absorbovala EM vlna, čo je podmienkou účinnej premeny. Na neširokopásmovú účinnú premenu stačí anténa.

[jarop]

Nikdy som netvrdil, že odobrať energiu tepelnému chaotickému pohybu ide bez dodania externej energie. Z bordelu sa neurobí poriadok sám, s tým súhlasím. Navrhol som len spôsob ako by sa dala odňať energia médiu, kde nie je rozdiel teplot s použitím externej energie.
Neviem aká by bola účinnosť rôznych patentov, ale asi všekty systémy majú logaritmickú závislosť výstupnej energie od vstupnej.

Nejde vytvoriť rezonančný obvod, ktorý by rezonoval na šume tak, že by z neho bol schopný odobrať väčšinu energie.

. Niečo by som sa chcel spýtať. Ak by generátor odoberal z toho chaotického pohybu energiu len z jednou frekvenciou (alebo úzkym intervalom), čo sa deje s tepelným médiom ? Mám za to, že to ovplyvní pohyb celého toho chaotického pohybu - každej molekuly. Teplota o niečo poklesne - spomalí sa rýchlosť molekúl. Niektoré molekuly nadobudnú frekvenciu, ktorú stroj odoberá. Takže tá frekvencia pohybu nezmizne len tak rýchlo z média.
[/quote]

[Akord]

Nikdy som netvrdil, že odobrať energiu tepelnému chaotickému pohybu ide bez dodania externej energie. Z bordelu sa neurobí poriadok sám, s tým súhlasím. Navrhol som len spôsob ako by sa dala odňať energia médiu, kde nie je rozdiel teplot s použitím externej energie.

2.veta je priamy spor s 3.vetou citátu. Si totiž schopný použiť iba zmenu energie, lebo energia ako statický stav Ti je k ničomu. No a keď zmenu, je jasné že Ti pritom zostane nazvyš tá zmenená energia.

Niečo by som sa chcel spýtať. Ak by generátor odoberal z toho chaotického pohybu energiu len z jednou frekvenciou (alebo úzkym intervalom), čo sa deje s tepelným médiom ? Mám za to, že to ovplyvní pohyb celého toho chaotického pohybu - každej molekuly. Teplota o niečo poklesne - spomalí sa rýchlosť molekúl. Niektoré molekuly nadobudnú frekvenciu, ktorú stroj odoberá. Takže tá frekvencia pohybu nezmizne len tak rýchlo z média.

Presne tak, ale ak častice zistia, že odoberáš iba niektoré frekvencie, tak si z ničoho nič samé nezmyslia, že Ti budú generovať práve frekvenciu, ktorú využívaš, lebo je to pre ne najmenej výhodné. Síce tá frekvencia nezmizne, ako hovoríš, ale zároveň podmienkou existencie tej obľúbenej frekvencie v skromnej amplitúde je naopak slušná amplitúda iných frekvencií, čo predstavuje ten termodynamický odpad. Bez väčšiny odpadu nebude to, čo vyberáš, inak by si to predsa ani nemusel vyberať. To je tá termodynamika a usporiadanosť pohybu častíc. Vravím, nejde o nejaký smiešny zákon, ale základný kameň prírody. Skús sa nad tým zamyslieť veľmi pozorne.

[jarop]

Trošku oživím tému o entropii a 2.termodynamickom zákone.
Našiel som zaujímavý pokus http://www.newscientist.com/article/dn2572. Vedci zistili, že v mikroskopických rozmeroch a v krátkych časových intervaloch dochádza k negatívnej entropii.
Je z toho vidieť, že 2. termodynamická veta je len o pravdepodobnosti pohybu. Nie je žiaden fyzikálny zákon ktorý by zakazoval samovoľnej koncentrácii
energie.