О вечном двигателе и термодинамике (не популярное). Часть 1.
Недавно в СМИ просочилась старость (новость, которой больше года) о том, что Роспатент зарегистрировал вечный двигатель. Многие над этим посмеялись и забыли, а зря. Я ещё раньше этого патента писал, что с ЭМ энергией не работает ни закон сохранения энергии, ни закон сохранения импульса, приводил примеры и термодинамика с этим даже не спорит. Тогда почему считается, что вечных двигателей (ВД) и без топливных генераторов (БТГ) не может быть? Может стоит это положение пересмотреть и разобраться подробнее?
Давайте начнём с КПД.
КПД - коэффициент полезного действия - характеристика эффективности системы (устройства, машины) в отношении преобразования или передачи энергии. Определяется отношением полезно использованной энергии к суммарному количеству энергии, полученному системой.
Вникаем в выделенные буквы. Другими словами, есть полезно используемая и бесполезно не используемая энергии - разные потери и излучения. Пока ни слова ни о каком сохранении энергии, а только о наших возможностях её использовать и преобразовывать. На эти возможности накладывает свои ограничения термодинамика, что мы не можем получить больше энергии, чем затратили. Якобы... Но давайте посмотрим на ограничения самой термодинамики:
Термодина́мика - раздел физики, изучающий наиболее общие свойства макроскопических систем и способы передачи и превращения энергии в таких системах.
В термодинамике изучаются состояния и процессы, для описания которых можно ввести понятие температуры. Термодинамика - это феноменологическая наука, опирающаяся на обобщения опытных фактов. Процессы, происходящие в термодинамических системах, описываются макроскопическими величинами (температура, давление, концентрации компонентов), которые вводятся для описания систем, состоящих из большого числа частиц, и не применимы к отдельным молекулам и атомам, в отличие, например, от величин, вводимых в механике или электродинамике.
Современная феноменологическая термодинамика является строгой теорией, развиваемой на основе нескольких постулатов. Однако связь этих постулатов со свойствами и законами взаимодействия частиц, из которых построены термодинамические системы, даётся статистической физикой. Статистическая физика позволяет также указать пределы применимости термодинамики и описать такие явления, как, например, флуктуации.
Законы термодинамики носят общий характер и не зависят от конкретных деталей строения вещества на атомарном уровне.
Опять обращаем внимание на выделенный текст: "общие свойства макроскопических систем", "описываются макроскопическими величинами (температура, давление, концентрации компонентов)", "не применимы к отдельным молекулам и атомам", "на основе нескольких постулатов".
Во-первых, сразу видны границы применимости самой термодинамики, например: тот же электродвигатель - в нём нет использования температуры, давления, концентрации для получения движения из электроэнергии, а значит термодинамика не может описать его работу и её законы в данном случае не применимы.
Во-вторых, термодинамика не имеет никакого отношения к системам, работающим на атомарном уровне - это прямо прописано в определении и если 100 лет назад это не имело большого значения, то теперь это ограничение вышло на первый план, но про него почему-то забывают.
Ну и в-третьих - в термодинамике нет законов. Попробуйте поищите. То, что называется тремя законами термодинамики является только постулатами, выведенными на основании статистики и опытов, которые проводились сотни лет назад и не страдали особой точностью. На их основании так до сих пор и не смогли вывести каких-то твёрдых законов. Они работают только на больших масштабах и с довольно большими погрешностями, но для народного хозяйства годится и ладно.
В общем, в разрез привычному мнению, никакая термодинамика никаких ограничений на ВД и БТГ не накладывает и вообще не имеет к ним никаких претензий.
В следующей части я постараюсь доступно описать примеры устройств, которые могут иметь КПД выше единицы.
Давайте начнём с КПД.
КПД - коэффициент полезного действия - характеристика эффективности системы (устройства, машины) в отношении преобразования или передачи энергии. Определяется отношением полезно использованной энергии к суммарному количеству энергии, полученному системой.
Вникаем в выделенные буквы. Другими словами, есть полезно используемая и бесполезно не используемая энергии - разные потери и излучения. Пока ни слова ни о каком сохранении энергии, а только о наших возможностях её использовать и преобразовывать. На эти возможности накладывает свои ограничения термодинамика, что мы не можем получить больше энергии, чем затратили. Якобы... Но давайте посмотрим на ограничения самой термодинамики:
Термодина́мика - раздел физики, изучающий наиболее общие свойства макроскопических систем и способы передачи и превращения энергии в таких системах.
В термодинамике изучаются состояния и процессы, для описания которых можно ввести понятие температуры. Термодинамика - это феноменологическая наука, опирающаяся на обобщения опытных фактов. Процессы, происходящие в термодинамических системах, описываются макроскопическими величинами (температура, давление, концентрации компонентов), которые вводятся для описания систем, состоящих из большого числа частиц, и не применимы к отдельным молекулам и атомам, в отличие, например, от величин, вводимых в механике или электродинамике.
Современная феноменологическая термодинамика является строгой теорией, развиваемой на основе нескольких постулатов. Однако связь этих постулатов со свойствами и законами взаимодействия частиц, из которых построены термодинамические системы, даётся статистической физикой. Статистическая физика позволяет также указать пределы применимости термодинамики и описать такие явления, как, например, флуктуации.
Законы термодинамики носят общий характер и не зависят от конкретных деталей строения вещества на атомарном уровне.
Опять обращаем внимание на выделенный текст: "общие свойства макроскопических систем", "описываются макроскопическими величинами (температура, давление, концентрации компонентов)", "не применимы к отдельным молекулам и атомам", "на основе нескольких постулатов".
Во-первых, сразу видны границы применимости самой термодинамики, например: тот же электродвигатель - в нём нет использования температуры, давления, концентрации для получения движения из электроэнергии, а значит термодинамика не может описать его работу и её законы в данном случае не применимы.
Во-вторых, термодинамика не имеет никакого отношения к системам, работающим на атомарном уровне - это прямо прописано в определении и если 100 лет назад это не имело большого значения, то теперь это ограничение вышло на первый план, но про него почему-то забывают.
Ну и в-третьих - в термодинамике нет законов. Попробуйте поищите. То, что называется тремя законами термодинамики является только постулатами, выведенными на основании статистики и опытов, которые проводились сотни лет назад и не страдали особой точностью. На их основании так до сих пор и не смогли вывести каких-то твёрдых законов. Они работают только на больших масштабах и с довольно большими погрешностями, но для народного хозяйства годится и ладно.
В общем, в разрез привычному мнению, никакая термодинамика никаких ограничений на ВД и БТГ не накладывает и вообще не имеет к ним никаких претензий.
В следующей части я постараюсь доступно описать примеры устройств, которые могут иметь КПД выше единицы.