Я прочитал, спасибо. Думаю, как часто бывает, мы выражаем одни и те же мысли разными способами, отсюда и непонимание.
Но вот что хочу подчеркнуть - у Вас изложена история термометрии и обсуждается физический смысл понятия температура, но надо сказать, что теоретическое понятие о температуре и внятное понимание того, что температура и теплота разные феномены, сложились тогда, и благодаря тому, что практика термометрии достигла достаточно высокого уровня практики. Ключевое событие для становления термодинамики - эксперименты Джоуля по измерению механического эквивалента теплоты - стали возможны благодаря наличию термометров с достаточной чувствительностью и воспроизводимостью. В результате стали возможны работы Клаузиуса - ну и фантастическое развитие теоретической физики вообще.
И далее у меня возникает вот какой вопрос - представим, что атмосферные условия на Земле были бы таковы, что поведение газов сильно (т.е. заметно в простейших экспериментах) отличалось от идеального (ну или разумная жизнь появилась бы в водной среде). В этих условиях ранние эксперименты стали бы невозможны, либо давали бы результаты исключительно сильно зависящие от условий (например, не работал бы закон Дальтона - результаты бы зависели от химического состава рабочего тела). Высокая вязкость среды так же сделала гораздо более сложной задачей формулировку принципа инерции. Возможно ли в таких условиях становление теоретической физики?
По-моему, обсуждение про альтернативные места проживания следует начать с обсуждения практической деятельности. Так, термодинамика появилась как следствие развития паровых / тепловых машин. Поэтому в данном случае следует задуматься, возможно было ли создание тепловых машин в этих условиях.
Если говорить про тепловые машины, то термодинамика явилась прямым следствием. Сомнительно, чтобы этого развития в случае тепловых машин можно было бы избежать.
Если же говорить про другие миры, то все зависит от возможной деятельности существ, которые обсуждаются.
Если говорить про тепловые машины, то термодинамика явилась прямым следствием. Сомнительно, чтобы этого развития в случае тепловых машин можно было бы избежать. Не знаю... Это же очень нелинейное развитие. Мне кажется на любом этапе можно было остановиться. Имели бы флогистон до сих пор.
Остановиться-то, конечно, можно. Но было сильное желание заработать еще больше денег, что, в свою очередь, требовало повышение эффективности. Логики стройотряда "больше взять и дальше кинуть" не хватало.
Но было сильное желание заработать еще больше денег, что, в свою очередь, требовало повышение эффективности. Вот у меня есть значительные сомнения, что непосредственные создатели образцов тепловых машин обладали обширными познаниями в области термодинамики. Ну, вот Уатт - точно нет, он еще до Карно работал. Отто - может быть, но опять же - логика "закачать больше теплоты, а потерять меньше" не требует создания проработанной теории. Тот же Карно прекрасно обошелся без энтропии.
Как пишут, Уатт разработал индикатор паровой машины - прототип диаграммы рабочего цикла в координатах давление-объем. Карно сформулировал вопрос о максимальном к.п.д. парового двигателя и дал первый ответ. Кроме этого Карно придумал структуры нахождения решения, в ее рамках появление энтропия было только делом времени.
>"закачать больше теплоты, а потерять меньше"
Это несколько другой вопрос, связанный с потерями тепла при теплообмене. В данном случае следует вспомнить уравнение теплообмена Фурье. Другой вопрос - изучение равновесия вода-пар, таблицы давления насыщенного пара как функция давления, уравнение Клаузиуса-Клайперона. Там было много разных технических проблем, которые двигали развитие науки.
В то же время ответ из цикла Карно следовал выжный вывод - надо было повышать разность температур нагревателя и холодильника. Это толчок перехода от паровых к тепловым машинам.
In 1791, the English inventor John Barber patented a gas turbine. In 1794, Thomas Mead patented a gas engine. Also in 1794, Robert Street patented an internal-combustion engine, which was also the first to use liquid fuel (petroleum) and built an engine around that time. In 1798, John Stevens designed the first American internal combustion engine. In 1807, French engineers Nicéphore and Claude Niépce ran a prototype internal combustion engine, using controlled dust explosions, the Pyréolophore. This engine powered a boat on the river in France. Так что ДВС начали зарождаться уже до работ Карно.
Другой вопрос - изучение равновесия вода-пар, таблицы давления насыщенного пара как функция давления, уравнение Клаузиуса-Клайперона.
Тоже интересный пример, чтобы рассмотреть. Действительно, данные по парожидкостному равновесию необходимы для строительства паровых агрегатов. Но уравнение К-К для водяного пара плохо работает. Там именно, что таблицы нужны. А для них К-К не нужно, К-К нужно, чтобы понимать.
ЗЫ - чтобы не создалось ложного впечатления. Я не пытаюсь доказать, что фундаментальные знания не нужны. Просто взаимоотношения инженерных и технологических достижений и фундаментальной науки очень сложное. Фундаментальная наука, конечно, этому делу способствует, но очень, на мой взгляд, непрямыми и окольными путями. Отсюда, кстати, исключительно опасны все попытки из под палки ориентировать науку на практический результат.
Кстати, вы неправы относительно уравнения Клаузиуса-Клайперона. Вы по всей видимости имеете в виду простейшую аппроксимацию - пар как идеальный газ и пренебрежение мольным объемом воды по сравнению с мольным объемом пара. Но ведь никто не заставляет так делать.
С точки зрения термодинамики уравнение Клаузиуса-Клайперона точное, просто он требует знания термических уравнений состояния пара и воды, а также энтальпии испарения как функции температуры. В этом смысле оно полезно при совместной обработке разнородных данных.
Кстати, вы неправы относительно уравнения Клаузиуса-Клайперона. Вы по всей видимости имеете в виду простейшую аппроксимацию - пар как идеальный газ и пренебрежение мольным объемом воды по сравнению с мольным объемом пара. Но ведь никто не заставляет так делать. Я привык, что точное уравнение называют уравнением Клапейрона. А К-К - аппроксимация.
С точки зрения термодинамики уравнение Клаузиуса-Клайперона точное, просто он требует знания термических уравнений состояния пара и воды, а также энтальпии испарения как функции температуры. Мне очень нравится Ваше "просто"))) Достаточно подробные уравнения состояния всегда содержать эмпирические параметры. Теплоемкость паровой фазы надежно определить - та еще задача. В результате, если нужно учесть неидеальности пользуются костылями вроде уравнения Антуана.
В этом смысле оно полезно при совместной обработке разнородных данных.
На самом деле много для чего полезно. Например ту же энтальпию испарения либо сублимации чаще всего именно из температурных зависимостей давлений пара достают, а не наоборот.
Использование термодинамики основано на знания эмпирической информации, которую можно только определить в экспериментах. В то же время термодинамика задает зависимости между разными экспериментами. Я в свое время работал в области, связанной с фазовыми диаграмми, правда в основном без газовой фазы. Подход был такой - записать энергию Гиббса фазы с неизвестными, а затем провести совместную обработку данных всех подходящих экспериментов, включая фазовые равновесия. В этом случае получается оптимальный набор неизвестных коэффициентов в энергиях Гиббса фаз, который наилучшим образом воспроизводит доступные экспериментальные данные.
Такое же можно себе представить для равновесия вода-пар, но, опять же, я не занимался подобными системами.
Я прочитал, спасибо. Думаю, как часто бывает, мы выражаем одни и те же мысли разными способами, отсюда и непонимание.
Но вот что хочу подчеркнуть - у Вас изложена история термометрии и обсуждается физический смысл понятия температура, но надо сказать, что теоретическое понятие о температуре и внятное понимание того, что температура и теплота разные феномены, сложились тогда, и благодаря тому, что практика термометрии достигла достаточно высокого уровня практики. Ключевое событие для становления термодинамики - эксперименты Джоуля по измерению механического эквивалента теплоты - стали возможны благодаря наличию термометров с достаточной чувствительностью и воспроизводимостью. В результате стали возможны работы Клаузиуса - ну и фантастическое развитие теоретической физики вообще.
И далее у меня возникает вот какой вопрос - представим, что атмосферные условия на Земле были бы таковы, что поведение газов сильно (т.е. заметно в простейших экспериментах) отличалось от идеального (ну или разумная жизнь появилась бы в водной среде). В этих условиях ранние эксперименты стали бы невозможны, либо давали бы результаты исключительно сильно зависящие от условий (например, не работал бы закон Дальтона - результаты бы зависели от химического состава рабочего тела). Высокая вязкость среды так же сделала гораздо более сложной задачей формулировку принципа инерции. Возможно ли в таких условиях становление теоретической физики?
Reply
Reply
Так ведь вот что интересно: термодинамика - это же довольно-таки необязательное следствие.
Reply
Если говорить про тепловые машины, то термодинамика явилась прямым следствием. Сомнительно, чтобы этого развития в случае тепловых машин можно было бы избежать.
Если же говорить про другие миры, то все зависит от возможной деятельности существ, которые обсуждаются.
Reply
Не знаю... Это же очень нелинейное развитие. Мне кажется на любом этапе можно было остановиться. Имели бы флогистон до сих пор.
Reply
Остановиться-то, конечно, можно. Но было сильное желание заработать еще больше денег, что, в свою очередь, требовало повышение эффективности. Логики стройотряда "больше взять и дальше кинуть" не хватало.
Reply
Вот у меня есть значительные сомнения, что непосредственные создатели образцов тепловых машин обладали обширными познаниями в области термодинамики. Ну, вот Уатт - точно нет, он еще до Карно работал. Отто - может быть, но опять же - логика "закачать больше теплоты, а потерять меньше" не требует создания проработанной теории. Тот же Карно прекрасно обошелся без энтропии.
Reply
>"закачать больше теплоты, а потерять меньше"
Это несколько другой вопрос, связанный с потерями тепла при теплообмене. В данном случае следует вспомнить уравнение теплообмена Фурье. Другой вопрос - изучение равновесия вода-пар, таблицы давления насыщенного пара как функция давления, уравнение Клаузиуса-Клайперона. Там было много разных технических проблем, которые двигали развитие науки.
В то же время ответ из цикла Карно следовал выжный вывод - надо было повышать разность температур нагревателя и холодильника. Это толчок перехода от паровых к тепловым машинам.
Reply
Из вики:
In 1791, the English inventor John Barber patented a gas turbine. In 1794, Thomas Mead patented a gas engine. Also in 1794, Robert Street patented an internal-combustion engine, which was also the first to use liquid fuel (petroleum) and built an engine around that time. In 1798, John Stevens designed the first American internal combustion engine. In 1807, French engineers Nicéphore and Claude Niépce ran a prototype internal combustion engine, using controlled dust explosions, the Pyréolophore. This engine powered a boat on the river in France.
Так что ДВС начали зарождаться уже до работ Карно.
Другой вопрос - изучение равновесия вода-пар, таблицы давления насыщенного пара как функция давления, уравнение Клаузиуса-Клайперона.
Тоже интересный пример, чтобы рассмотреть. Действительно, данные по парожидкостному равновесию необходимы для строительства паровых агрегатов. Но уравнение К-К для водяного пара плохо работает. Там именно, что таблицы нужны. А для них К-К не нужно, К-К нужно, чтобы понимать.
Reply
Я не пытаюсь доказать, что фундаментальные знания не нужны. Просто взаимоотношения инженерных и технологических достижений и фундаментальной науки очень сложное. Фундаментальная наука, конечно, этому делу способствует, но очень, на мой взгляд, непрямыми и окольными путями.
Отсюда, кстати, исключительно опасны все попытки из под палки ориентировать науку на практический результат.
Reply
Я согласен, что отношения между технологиями и наукой крайне не простые. Инженеры - они такие.
Reply
А кто не такой?...
Reply
Да, все мы по своему лошади.
Reply
Кстати, вы неправы относительно уравнения Клаузиуса-Клайперона. Вы по всей видимости имеете в виду простейшую аппроксимацию - пар как идеальный газ и пренебрежение мольным объемом воды по сравнению с мольным объемом пара. Но ведь никто не заставляет так делать.
С точки зрения термодинамики уравнение Клаузиуса-Клайперона точное, просто он требует знания термических уравнений состояния пара и воды, а также энтальпии испарения как функции температуры. В этом смысле оно полезно при совместной обработке разнородных данных.
Reply
Я привык, что точное уравнение называют уравнением Клапейрона. А К-К - аппроксимация.
С точки зрения термодинамики уравнение Клаузиуса-Клайперона точное, просто он требует знания термических уравнений состояния пара и воды, а также энтальпии испарения как функции температуры.
Мне очень нравится Ваше "просто"))) Достаточно подробные уравнения состояния всегда содержать эмпирические параметры. Теплоемкость паровой фазы надежно определить - та еще задача. В результате, если нужно учесть неидеальности пользуются костылями вроде уравнения Антуана.
В этом смысле оно полезно при совместной обработке разнородных данных.
На самом деле много для чего полезно. Например ту же энтальпию испарения либо сублимации чаще всего именно из температурных зависимостей давлений пара достают, а не наоборот.
Reply
Использование термодинамики основано на знания эмпирической информации, которую можно только определить в экспериментах. В то же время термодинамика задает зависимости между разными экспериментами. Я в свое время работал в области, связанной с фазовыми диаграмми, правда в основном без газовой фазы. Подход был такой - записать энергию Гиббса фазы с неизвестными, а затем провести совместную обработку данных всех подходящих экспериментов, включая фазовые равновесия. В этом случае получается оптимальный набор неизвестных коэффициентов в энергиях Гиббса фаз, который наилучшим образом воспроизводит доступные экспериментальные данные.
Такое же можно себе представить для равновесия вода-пар, но, опять же, я не занимался подобными системами.
Reply
Leave a comment