Возможен ли вечный двигатель?

[Wergilius]

Уважаемый Wergilius, объясните, пожалуйста, мне (вот остался у меня еще с института такой пробел в термодинамике) - недостижимость нуля К^о - следствие технической невозможности его достигнуть? Возможно ли принципиально достичь температуры ниже нуля по Кельвину?

Невозможность достижения нуля кельвина - принципиальная вещь. Можно лишь бесконечно близко к нему приблизится. Сейчас ученые получают температуры порядка 10^-6 К

 

Я выше сказал не совсем методически верно: нуль кельвина недостижим, т.к. невозможен иделальный цикл карно с КПД = 1 - это второе начало термодинамики

 

Также недостижимость 0 к вытекает из третьего начала термодинамики: энтропия при 0K стремится к своему конечному значению, и энтропия при нуле кельвина не зависит от других внешних условий.

 

Скажем, вы хотите достичь нуля кельвина. При этом надо уменьшать температуру. Это вы будете делать т.е. проводить какой-то процесс. При этом когда уменьшается температура, другие параметры постоянными оставаться не могут. Например для уменьшения температуры вы проводите адиабатическое расширение - при этом уменьшается температура, но увеличивается обьем и уменьшается давление. Далее вы проводите изотермическое сжатие до первоначального обьема. При этом температура не изменяется, но уменьшается обьем и увеличивается давление. А т.к энтропия зависит, кроме температуры и от других параметров(от объема например) , то

при изотермическом сжатии энтропия уменьшается. А раз энтропия при нуле кельвина не зависит от других внешних условий, то значит, что за конечное число стадий нельзя достигнуть нуля кельвина. Можно к нему лишь бесконечно близко (асимптотически) приближаться.

 

Вот степень этого асимптотического приближения (10^{-(большое число)} К) и определяется уровнем техники

[Wergilius]

Это только классическая физика. В неклассической некоторые физики предполагают, что возможен.

Скажите, предполагается возможность создания вечного двигателя первого или второго рада?

 

Что очень возможно в будущем - так это создание способа преобразования других источников энергии. Например как перешли от преобразования энргии химической связи (сжигание топлива) к преобразованию энергии связи нуклонов (ядерный реактор)

[FilIgor]

И как столь ясная логика не пришла мне в голову, я же знаю третье начало термодинамики...

Спасибо Вам, коллега, всё мне стало ясно.

[721]

Это только классическая физика. В неклассической некоторые физики предполагают, что возможен.

Это такие фиэики. :blink:

[FilIgor]

Скажем, вы хотите достичь нуля кельвина. При этом надо уменьшать температуру. Это вы будете делать т.е. проводить какой-то процесс. При этом когда уменьшается температура, другие параметры постоянными оставаться не могут. Например для уменьшения температуры вы проводите адиабатическое расширение - при этом уменьшается температура, но увеличивается обьем и уменьшается давление. Далее вы проводите изотермическое сжатие до первоначального обьема. При этом температура не изменяется, но уменьшается обьем и увеличивается давление. А т.к энтропия зависит, кроме температуры и от других параметров(от объема например) , то

при изотермическом сжатии энтропия уменьшается. А раз энтропия при нуле кельвина не зависит от других внешних условий, то значит, что за конечное число стадий нельзя достигнуть нуля кельвина. Можно к нему лишь бесконечно близко (асимптотически) приближаться.

 

Вот степень этого асимптотического приближения (10^{-(большое число)} К) и определяется уровнем техники

 

Вот будь моя воля, поместил бы этот абзац в учебники по термодинамике. И по физической химии.

Интересно, что с этим вопросом в свое время я обратился к преподавателю, но внятного ответа не услышал. Кадровый голод в вузах... Причем я учился 10 лет назад, что там сейчас делается, просто не представляю.

[Wergilius]

И как столь ясная логика не пришла мне в голову, я же знаю третье начало термодинамики...

Спасибо Вам, коллега, всё мне стало ясно.

Эта мысль тоже не моя

[Organik]

А нельзя ли сказать что конформационная изомерия алканов (вернее сам процесс перехода одной конформации в другую) приближенно считать вечным двигателем если поддерживать постоянную температуру среды. конечно проще да и точнее будет рассмотрение в данном случае этана как первого претендента на роль двигателя: все заместители-водороды одинаковы и вращение происходит вокруг только одной оси. Как вам такой расклад? Правда как суметь защитить молекулу от столкновения с другими я еще не придумал Какое будет ваше мнение?

[ksvs]

Обычно на многих форумах эта тема забита в правилах - запрещается обсуждение.

[Wergilius]

А нельзя ли сказать что конформационная изомерия алканов (вернее сам процесс перехода одной конформации в другую) приближенно считать вечным двигателем если поддерживать постоянную температуру среды. конечно проще да и точнее будет рассмотрение в данном случае этана как первого претендента на роль двигателя: все заместители-водороды одинаковы и вращение происходит вокруг только одной оси. Как вам такой расклад? Правда как суметь защитить молекулу от столкновения с другими я еще не придумал Какое будет ваше мнение?

Тема этой темы - возможен ли вечный двигатель. Ответ - нет. Почему - потому что законы термодинамики (первое начало как частный случай закона сохранения энергии) это запрещают.

 

Вечный двигатель первого рода это устройство, которое производит работы больше, чем получает из вне тепла.

А как этан может давать энергию из неоткуда?

 

Да, в зависимости от угла вращения, потенциальная энергия молекулы меняется. Есть несколько одинаковых максимумов и минимумов.

Минимум - нормальное состояние, в котором молекула проводит большую часть своего времени. Но вследствие теплового движения молекул (т.е. за счет соударения с молекулой, имеющей большую кинетическую энергию, скажем поступательную или колебательную ) возможен переход в другой минимум с преодолением энергии активации (максимум на кривой ППЭ). Предположим молекула получила дополнительную энергию, достаточную для перехода в состояние с максимальной энергией. В этом состоянии молекула будет оставаться не долго, ибо F = -gradU , и молекула перейдет в минимум своей потенциальной энергии. Высвободившаяся энергия превратится в кинетическую (перейдет на колебательные или поступательные степени свободы). Энергии высвободится ровно столько, сколько молекула поглотила ранее.

И "энергии ниоткуда" здесь нет.

 

Такие переходы возможны т.к. молекулы в газе имеют разные скорости - распределение Максвелла по скоростям:

 

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B0%...%BB%D0%BB%D0%B0

 

[chemist]

Обычно на многих форумах эта тема забита в правилах - запрещается обсуждение.

Практика показывает, что бывают не вечные двигатели, а вечные тормоза .