пожалуй, эта "каббалическая" тема годится для легкого офтопа
Братья и сестры! здесь, в каментах у о.Андрея, у меня периодически возникают разногласия с парой оппонентов по поводу фейка, известного под названием "цикл Карно" к сожалению, один из оппонентов не догоняет, что такое равновесный процесс в термодинамике, а другой дискутирует не со мной, а с какой-то своей тенью
поэтому я все-таки собрался и выдавил из себя научно-популярный текст
пожалуйста, именно кто не знает, что такое термодинамика, прочитайте, оставьте комментариев ++
В этой заметке мы покажем, что происходит в т.н. "цикле Карно". От читателя требуется подготовка ровно в объеме того самого школьного учебника ровно до того места, как там начинают "проходить" цикл Карно.
Нашей целью не является критика "официальной науки". Важно понимать, что мы не собираемся ничего ниспровергать, ни единого закона физики. Мы только покажем, как эти законы работают в схеме "идеального" эксперимента, придуманного Карно, как там направлены потоки энергии на самом деле.
Что делать с этим знанием дальше, решать вам самим. Мы не призываем вас ни к каким революциям. Достаточно того, что вы будете это знать. **
Здесь мне придется немного позанудствовать, но это совершенно необходимо, если вы забыли, что такое энергия, и как она складывается, если на тело действуют две силы одновременно.
Энергия - это работа. Работа - это произведение силы, приложенной к телу на перемещение этого тела.
Есть стол шириной 2 метра. В центре стола лежит кубик. У стола, напротив друг друга стоят Маша и Вася.
Если Маша передвинет кубик к Васе, прилагая силу 1 Н, она совершит работу 1 Дж. Куда делась энергия, потраченная Машей? Маша преодолевала силу трения кубика о столешницу, энергия затрачена на истирание стола. (Вместо истирания стола можете придумать любую другую "полезную" работу.)
Вася, передвигая кубик обратно в центр стола, делает это с силой 3 Н. Он совершит работу 3 Дж, энергии на истирание стола уйдет в три раза больше.
Очевидно, что Вася передвинет кубик быстрее, чем Маша. Но скорости и ускорения нас сейчас не интересуют.
Теперь пусть Маша и Вася одновременно из центра стола двигают кубик друг к другу. Что произойдет? Произойдет ровно то же самое, как если бы кто-нибудь один просто двигал кубик в сторону Маши с силой 2 Н.
На истирание стола уйдет 2 Дж энергии, вся энергия Маши уйдет на попытку сдвинуть Васю, Вася отобьется от Машиных домоганий одним ньютоном, а 2 Н потратит на истирание стола. Вместо того, что бы тратить энергию с пользой, они потратили каждый по 1 Дж просто на то, чтобы компенсировать усилия друг друга. Они совершили работу друг против друга, и сумма их энергий равна нулю, как не было. Могли бы ничего не делать с тем же успехом.
Так и случится, если место Маши займет Петя, и они с Васей станут прилагать свои силы, каждый по 3 Дж, к кубику одновременно.
Кубик не сдвинется с места. На него с двух сторон давят очень сильные люди. Но кубик крепкий, его так просто не раздавишь. Фактически, кубик передает усилие со стороны Васи к Пете, а со стороны Пети - к Васе. Вася с Петей давят друг на друга, кубик можно вообще убрать, никакой работы совершено не будет.
Теперь позовем к столику другую пару: Сережу с Вовой. Сережа может давить на кубик с силой 3 Н. А Вова может давить на кубик с силой 3.00000000000000000000000000000000000000000000000000000001 Н. Что произойдет?
Да, кубик медленно-медленно двинется в сторону Сережи. Но нас опять не интересует скорость процесса. Нас интересует энергетический баланс. Сколько энергии будет потрачено на истирание стола?
Энергии - полезной энергии, на полезную работу истирания стола! - будет потрачено 0.00000000000000000000000000000000000000000000000000000001 Дж. И источником этой энергии, безусловно, является Вова.
Всего Вова потратил 3.00000000000000000000000000000000000000000000000000000001 Дж.
Коэффициент полезного действия Вовы составил очень маленькую величину, и мне лень уже умещать столько нулей на одной строчке.
Перейдем уже к выводам? Выводы будут такие: Любая девочка или мальчик могут совершить очень большую работу, каждый отдельно. Но если дело обстоит так, что если без партнера они работать отказываются, то КПД у них будет низок.
Представьте себе, что чемпион Вова отказывается работать один. Что он в силу каких-то внутренних причин не может давить на кубик, если с другой стороны на кубик не будет давить Сережа, или Вася, или Петя. Причем с Машей он работать не может ни при каких обстоятельствах.
Согласитесь, судить о возможностях человека в деле истирания столов по этому Вове было бы неверно.
** Ну, теперь мы готовы посмотреть, что там с Карно.
Начинают эту историю обычно с изотермического расширения. Нам будет достаточно одного этого.
Фишка тут в том, как тому Васе, изотермическому расширению необходимо противодействие с другой стороны поршня.
Это противодействие необходимо принципиально, из самой природы процесса, без него никакого изотермического расширения просто не получится.
Если внешнее давление убрать совсем, получится расширение газа в пустоту, газ вытолкнет поршень и разлетится по вселенной, сохранив всю свою температуру и не совершив никакой работы.
Если внешнее давление будет больше, то получится не расширение, а сжатие.
Для изотермического расширения необходимо внешнее давление очень мало отличающееся от внутреннего. Строго говоря - точно такое же. Но для того, чтобы расширение все-таки было - чуть-чуть меньше. В точности как у Вовы с другими мальчиками.
Причем в каждой точке процесса! В изотермическом расширении внутреннее давление уменьшается. И внешнее должно уменьшаться точно так же, все время оставаясь чуть-чуть, меньше.
Учебники врут, что машины Карно нужен только цилиндр и два резервуара с разными температурами. Для машины Карно еще нужен какой-то волшебный механизм, который обеспечивает внешнее давление точно такое же, как внутреннее, но всегда, в каждой точке, чуть-чуть меньше.
**
А вот теперь давайте посмотрим на энергетический баланс этой "идеальной" машины. Собственно, мы его уже подробно рассмотрели, когда наблюдали за кубиком. Да, да. Вася с партнером - это как раз внутреннее и внешнее давления на поршень.
Работа, которую совершает газ в цилиндре, выкачивая тепло из нагревателя, почти полностью, кроме исчезающего чуть-чуть, уничтожается работой внешнего давления. Энергия, которая может быть использована как "полезная", исчезающе мала - это то самое "чуть-чуть". То же самое происходит и при адиабатическом расширении.
И потом, на обратном ходе, когда внешнее давление чуть-чуть больше внутреннего, их работы так же уничтожают друг друга. Причем чуть-чутошный излишек внешнего давления мало отличается от такого же излишка на прямом ходе поршня.
Учебники врут, когда говорят, что разность площадей под верхней и нижней ветками цикла в штанишках Карно показывает "полезную работу".
Штанишки Карно показывают работу только внутреннего давления. А полезная работа этой "машины" определяется разностью внутреннего и внешнего давления. В каждом ходе, прямом и обратном, эти давления практически равны и компенсируют друг друга, так что на полезную работу не остается ничего.
** Теперь можно поговорить и о скорости процесса :) Апологеты штанишек имеют обыкновение снисходительно улыбаться, признавая, что мощность - отношение энергии ко времени - у цикла Карно нулевая...
Им бы понять, что мощность там не нулевая. Мощность там ноль, деленный на бесконечность.
такая наука называется экономика к сожалению, рикардо и смит уже были на службе у магов, а не в христиансом монастыре в Англии не занимались отцы экономикой, Аристотеля вполне хватало кто ж знал, что их детище - наука - приведет к такому папа римский не знал
попытки написать экономику физическими методами имеются нельзя сказать, чтобы очень заметны были успехи
со своей стороны могу предложить собственное (в смысле (с), от анверсера ) определение экономики: экономика - это обмен собственностью
трудно с вами не согласиться, имея ввиду трудовую стоимость с прибавочной вкупе
и если считать алхимию с астрологией от Альберта Великого, то да, лженаука как бы
но если считать от Вавилона (там, где строили башню, то я бы не был столь категоричен тригонометрические таблицы вавилонцы использовали, еще когда предки древних греков кутались в шкуры у костра
и с появлением криптовалюты есть возможность, что экономика таки станет наукой но, разумеется, не в среде ВШЭ
а сами попробуйте ответить, поршень движет давление с одной стороны или разность давлений внешнего и внутреннего
и что будет, если прямо перед поршнем в начале цикла карно с внешней стороны покакает муха вы удивитесь, поршень остановится, будь хоть температура нагревателя миллион градусов
блог этот специализуется на обличении всей и всяческой лжи
Видите ли, можно что-то обсуждать лишь с теми, кто использует сходный лексикон и методы обсуждения. Когда же человек заинтересован лишь в доказательстве своей правоты игнорируя очевидные несуразицы в своих рассуждениях - с таким человеком обсуждать нечего. Он верующий - в зелёных человечков, инопланетян, Йети, вечный двигатель, заговор мировой закулисы. А сверующими логические переубеждения нелепы.
я на пальцах показал, что выводы из карно игнорируют работу, совершаемую давлением с внешней стороны поршня
это давление изменяется - по условиям задачи, без этого давления нет никакого изоцикла! - с точностью до бесконечно малой так же, как внутреннее, но направлено в противоположную столрону
по закону сохранения энергии суммарная работа этих давлений равна нулю
здесь нет ничего, кроме закона сохранения энергии и арифметики для первоклашек
ок. вот тут вы меня поймали я перелистал несколько разных книжек ни в одной не нашел, чтобы приводился энергетический баланс на поршне с учетом того, что в каждой точке движения поршня давление на него с обоих сторон одинаково с точностью до бесконечно малой
ну, не нашел ленивый дурак, это со мной бывает часто
вы поступите как настоящий христианин, если укажете книгу и страницу, в которой я точно найду подобный анализ
Только для вас (уж извольте с английского перевести сами): "The Carnot cycle consists of the following four processes:
1. A reversible isothermal gas expansion process. In this process, the ideal gas in the system absorbs qin amount heat from a heat source at a high temperature Th, expands and does work on surroundings. 2. A reversible adiabatic gas expansion process. In this process, the system is thermally insulated. The gas continues to expand and do work on surroundings, which causes the system to cool to a lower temperature, Tl. 3. A reversible isothermal gas compression process. In this process, surroundings do work to the gas at Tl, and causes a loss of heat, qout. 4. A reversible adiabatic gas compression process. In this process, the system is thermally insulated. Surroundings continue to do work to the gas, which causes the temperature to rise back to Th."
Click to view
Братья и сестры!
здесь, в каментах у о.Андрея, у меня периодически возникают разногласия с парой оппонентов по поводу фейка, известного под названием "цикл Карно"
к сожалению, один из оппонентов не догоняет, что такое равновесный процесс в термодинамике, а другой дискутирует не со мной, а с какой-то своей тенью
поэтому я все-таки собрался и выдавил из себя научно-популярный текст
пожалуйста, именно кто не знает, что такое термодинамика, прочитайте, оставьте комментариев
++
В этой заметке мы покажем, что происходит в т.н. "цикле Карно".
От читателя требуется подготовка ровно в объеме того самого школьного учебника ровно до того места, как там начинают "проходить" цикл Карно.
Нашей целью не является критика "официальной науки".
Важно понимать, что мы не собираемся ничего ниспровергать, ни единого закона физики.
Мы только покажем, как эти законы работают в схеме "идеального" эксперимента, придуманного Карно, как там направлены потоки энергии на самом деле.
Что делать с этим знанием дальше, решать вам самим. Мы не призываем вас ни к каким революциям. Достаточно того, что вы будете это знать.
**
Здесь мне придется немного позанудствовать, но это совершенно необходимо, если вы забыли, что такое энергия, и как она складывается, если на тело действуют две силы одновременно.
Энергия - это работа.
Работа - это произведение силы, приложенной к телу на перемещение этого тела.
Есть стол шириной 2 метра. В центре стола лежит кубик. У стола, напротив друг друга стоят Маша и Вася.
Если Маша передвинет кубик к Васе, прилагая силу 1 Н, она совершит работу 1 Дж. Куда делась энергия, потраченная Машей? Маша преодолевала силу трения кубика о столешницу, энергия затрачена на истирание стола. (Вместо истирания стола можете придумать любую другую "полезную" работу.)
Вася, передвигая кубик обратно в центр стола, делает это с силой 3 Н. Он совершит работу 3 Дж, энергии на истирание стола уйдет в три раза больше.
Очевидно, что Вася передвинет кубик быстрее, чем Маша. Но скорости и ускорения нас сейчас не интересуют.
Теперь пусть Маша и Вася одновременно из центра стола двигают кубик друг к другу. Что произойдет?
Произойдет ровно то же самое, как если бы кто-нибудь один просто двигал кубик в сторону Маши с силой 2 Н.
На истирание стола уйдет 2 Дж энергии, вся энергия Маши уйдет на попытку сдвинуть Васю, Вася отобьется от Машиных домоганий одним ньютоном, а 2 Н потратит на истирание стола.
Вместо того, что бы тратить энергию с пользой, они потратили каждый по 1 Дж просто на то, чтобы компенсировать усилия друг друга. Они совершили работу друг против друга, и сумма их энергий равна нулю, как не было. Могли бы ничего не делать с тем же успехом.
Так и случится, если место Маши займет Петя, и они с Васей станут прилагать свои силы, каждый по 3 Дж, к кубику одновременно.
Кубик не сдвинется с места. На него с двух сторон давят очень сильные люди. Но кубик крепкий, его так просто не раздавишь. Фактически, кубик передает усилие со стороны Васи к Пете, а со стороны Пети - к Васе. Вася с Петей давят друг на друга, кубик можно вообще убрать, никакой работы совершено не будет.
Теперь позовем к столику другую пару: Сережу с Вовой. Сережа может давить на кубик с силой 3 Н.
А Вова может давить на кубик с силой 3.00000000000000000000000000000000000000000000000000000001 Н.
Что произойдет?
Да, кубик медленно-медленно двинется в сторону Сережи. Но нас опять не интересует скорость процесса. Нас интересует энергетический баланс. Сколько энергии будет потрачено на истирание стола?
Энергии - полезной энергии, на полезную работу истирания стола! - будет потрачено 0.00000000000000000000000000000000000000000000000000000001 Дж. И источником этой энергии, безусловно, является Вова.
Всего Вова потратил 3.00000000000000000000000000000000000000000000000000000001 Дж.
Reply
Коэффициент полезного действия Вовы составил очень маленькую величину, и мне лень уже умещать столько нулей на одной строчке.
Перейдем уже к выводам?
Выводы будут такие:
Любая девочка или мальчик могут совершить очень большую работу, каждый отдельно.
Но если дело обстоит так, что если без партнера они работать отказываются, то КПД у них будет низок.
Представьте себе, что чемпион Вова отказывается работать один.
Что он в силу каких-то внутренних причин не может давить на кубик, если с другой стороны на кубик не будет давить Сережа, или Вася, или Петя. Причем с Машей он работать не может ни при каких обстоятельствах.
Согласитесь, судить о возможностях человека в деле истирания столов по этому Вове было бы неверно.
**
Ну, теперь мы готовы посмотреть, что там с Карно.
Начинают эту историю обычно с изотермического расширения. Нам будет достаточно одного этого.
Фишка тут в том, как тому Васе, изотермическому расширению необходимо противодействие с другой стороны поршня.
Это противодействие необходимо принципиально, из самой природы процесса, без него никакого изотермического расширения просто не получится.
Если внешнее давление убрать совсем, получится расширение газа в пустоту, газ вытолкнет поршень и разлетится по вселенной, сохранив всю свою температуру и не совершив никакой работы.
Если внешнее давление будет больше, то получится не расширение, а сжатие.
Для изотермического расширения необходимо внешнее давление очень мало отличающееся от внутреннего.
Строго говоря - точно такое же. Но для того, чтобы расширение все-таки было - чуть-чуть меньше.
В точности как у Вовы с другими мальчиками.
Причем в каждой точке процесса! В изотермическом расширении внутреннее давление уменьшается. И внешнее должно уменьшаться точно так же, все время оставаясь чуть-чуть, меньше.
Учебники врут, что машины Карно нужен только цилиндр и два резервуара с разными температурами.
Для машины Карно еще нужен какой-то волшебный механизм, который обеспечивает внешнее давление точно такое же, как внутреннее, но всегда, в каждой точке, чуть-чуть меньше.
**
А вот теперь давайте посмотрим на энергетический баланс этой "идеальной" машины.
Собственно, мы его уже подробно рассмотрели, когда наблюдали за кубиком.
Да, да. Вася с партнером - это как раз внутреннее и внешнее давления на поршень.
Работа, которую совершает газ в цилиндре, выкачивая тепло из нагревателя, почти полностью, кроме исчезающего чуть-чуть, уничтожается работой внешнего давления.
Энергия, которая может быть использована как "полезная", исчезающе мала - это то самое "чуть-чуть".
То же самое происходит и при адиабатическом расширении.
И потом, на обратном ходе, когда внешнее давление чуть-чуть больше внутреннего, их работы так же уничтожают друг друга. Причем чуть-чутошный излишек внешнего давления мало отличается от такого же излишка на прямом ходе поршня.
Учебники врут, когда говорят, что разность площадей под верхней и нижней ветками цикла в штанишках Карно показывает "полезную работу".
Штанишки Карно показывают работу только внутреннего давления. А полезная работа этой "машины" определяется разностью внутреннего и внешнего давления. В каждом ходе, прямом и обратном, эти давления практически равны и компенсируют друг друга, так что на полезную работу не остается ничего.
**
Теперь можно поговорить и о скорости процесса :)
Апологеты штанишек имеют обыкновение снисходительно улыбаться, признавая, что мощность - отношение энергии ко времени - у цикла Карно нулевая...
Им бы понять, что мощность там не нулевая. Мощность там ноль, деленный на бесконечность.
Reply
(The comment has been removed)
к сожалению, рикардо и смит уже были на службе у магов, а не в христиансом монастыре в Англии
не занимались отцы экономикой, Аристотеля вполне хватало
кто ж знал, что их детище - наука - приведет к такому
папа римский не знал
попытки написать экономику физическими методами имеются
нельзя сказать, чтобы очень заметны были успехи
со своей стороны могу предложить собственное (в смысле (с), от анверсера ) определение экономики:
экономика - это обмен собственностью
Reply
(The comment has been removed)
и если считать алхимию с астрологией от Альберта Великого, то да, лженаука как бы
но если считать от Вавилона (там, где строили башню, то я бы не был столь категоричен
тригонометрические таблицы вавилонцы использовали, еще когда предки древних греков кутались в шкуры у костра
и с появлением криптовалюты есть возможность, что экономика таки станет наукой
но, разумеется, не в среде ВШЭ
Reply
Впрочем, я бы дал этот текст ученикам 9-го - 10-го класса с вопросом - найдите 10 неточнотей и ошибок (хотя найдут наверняка 20)
Reply
а сами попробуйте ответить, поршень движет давление с одной стороны или разность давлений внешнего и внутреннего
и что будет, если прямо перед поршнем в начале цикла карно с внешней стороны покакает муха
вы удивитесь, поршень остановится, будь хоть температура нагревателя миллион градусов
блог этот специализуется на обличении всей и всяческой лжи
Reply
Не, нащёт вечных двигателей, всё ж, в соседнюю комнату...
Reply
есть физика
и есть исковерканные мозги, в том числе и такой вещью, как "цикл Карно"
вы - типичный продукт этой школы
и вот ради того, что бы хоть кто-то смог избежать подобного, об этом стоит говорить
Reply
Так что продолжайте на здоровье верить... :-)
Reply
я на пальцах показал, что выводы из карно игнорируют работу, совершаемую давлением с внешней стороны поршня
это давление изменяется - по условиям задачи, без этого давления нет никакого изоцикла! - с точностью до бесконечно малой так же, как внутреннее, но направлено в противоположную столрону
по закону сохранения энергии суммарная работа этих давлений равна нулю
здесь нет ничего, кроме закона сохранения энергии и арифметики для первоклашек
но ваш мозг это не воспринимает
вы - зомби
Reply
Почему бы вам учебник не почитать - непонятно. Или просто поговорить? :)
Reply
я перелистал несколько разных книжек
ни в одной не нашел, чтобы приводился энергетический баланс на поршне с учетом того, что в каждой точке движения поршня давление на него с обоих сторон одинаково с точностью до бесконечно малой
ну, не нашел
ленивый дурак, это со мной бывает часто
вы поступите как настоящий христианин, если укажете книгу и страницу, в которой я точно найду подобный анализ
а еще лучше - скрин в студию
Reply
"The Carnot cycle consists of the following four processes:
1. A reversible isothermal gas expansion process. In this process, the ideal gas in the system absorbs qin amount heat from a heat source at a high temperature Th, expands and does work on surroundings.
2. A reversible adiabatic gas expansion process. In this process, the system is thermally insulated. The gas continues to expand and do work on surroundings, which causes the system to cool to a lower temperature, Tl.
3. A reversible isothermal gas compression process. In this process, surroundings do work to the gas at Tl, and causes a loss of heat, qout.
4. A reversible adiabatic gas compression process. In this process, the system is thermally insulated. Surroundings continue to do work to the gas, which causes the temperature to rise back to Th."
Reply
об энергетическом балансе?
а работе двух сил (давление * площадь), действующих на поршень?
или тебе поболтать?
иди, покажи своим студентам
ребятам чисто поржать, а ты сделаешь, что сможешь
Reply
Leave a comment