Являются ли ферменты вечными двигателями второго рода?

[Мансур Фазлуллин]

В 14.02.2026 в 21:34, Мансур Фазлуллин сказал:

Всё это конечно очень интересно (по крайней мере мне), но лишним не будет вытащить из ИИ ссылки на первоисточники и почитать по подробнее.

Для поиска первоисточников ввёл в поисковик с ИИ следующий запрос:

"Увеличение концентрации броуновских частей с помощью воронок."

Получил следующий ответ:

"Идея использования воронок (или асимметричных барьеров) для увеличения концентрации броуновских частиц относится к области статистической физики и часто обсуждается в контексте так называемых «броуновских моторов» или «броуновских храповиков» (Brownian ratchets).

Вот как это работает на физическом уровне:

1. Геометрический диод: Воронкообразные сужения создают асимметрию. Частицам легче пройти через широкое отверстие и «сфокусироваться» к узкому, чем найти узкий вход с обратной стороны.

2. Нарушение равновесия: Важно понимать, что в чисто равновесной системе (где есть только тепловой шум) воронки сами по себе не создадут разность концентраций — это бы нарушило второй закон термодинамики. Для реального «сгущения» частиц нужна внешняя энергия (например, колебания температуры, периодическое изменение потенциала или наличие активных частиц, таких как бактерии).

3. Эффект выпрямления: Если система подвергается внешним флуктуациям, воронки работают как «выпрямители» хаотичного движения. Частицы накапливаются в определенной области, так как геометрия препятствует их диффузии обратно.

Этот принцип находит применение в микрофлюидике для разделения макромолекул, фильтрации ДНК или управления движением самоходных частиц (активной материи)."

 

Обдумав полученный ответ, в особенности пункт 2, я решил переработать предложенную мною 3 января 2026 года конструкцию и принцип работы "Карусели" - гипотетического двигателя способного преобразовывать энергию теплового движения молекул в полезную работу.

Схема новой модели, далее буду именовать её Карусель 2, представлена на рисунке ниже.

Модель Карусели 2

Конструкция Карусели 2

В герметичном резервуаре способном обмениваться теплотой с окружающей средой на дне находится жидкость.

В качестве жидкости можно использовать воду, но лучше использовать жидкости с меньшей теплотой парообразования.

На оси закреплен маховик со спицами,  способный вращаться. На концах спиц находятся пробирки с изогнутыми горлышками к которым прикреплены поверхности для конденсации. 

Конденсационные поверхности сделаны так, чтобы максимальное количество сконденсировавшейся на них жидкости в правой половине маховика попадало в пробирки.

Назначение изгиба горлышек пробирок - предотвратить выливание жидкости из пробирок когда они будут приближаться к нижнему положению.

Принцип работы Карусели 2

В начальный момент времени пробирки пустые. Маховик сбалансирован и неподвижен. Относительная влажность газа внутри емкости 100%. Уровень жидкости на дне постоянен.

Далее в помещении в котором находится описываемая модель двигателя начинает расти температура. Рост температуры в помещении происходит из-за роста температуры на улице. Жидкость на дне начинает испаряться, её уровень уменьшаться.

Затем температура на улице падает. Пары жидкости в емкости начинают конденсироваться.

Часть паров жидкости конденсируется в жидкость находящуюся на дне. Уровень жидкости на дне начинает расти.

Часть паров конденсируется внутри пробирок и на конденсаторах. Жидкость сконденсировавшаяся на конденсаторах в правой части маховика начинает стекать в пробирки. Их масса увеличивается, маховик начинает вращаться. Вращение маховика можно использовать для получения полезной работы. 

После прохождения пробирок нижней точки, жидкость из них выливается и их масса уменьшается, что способствует вращению маховика.

После того как температура внутри ёмкости прекращает падать, маховик сначала замедляется, затем прекращает вращаться. 

Когда температура снова начинает расти - цикл повторяется.

Мысленный эксперимент с тремя комнатами.

Представим что у нас есть три одинаковые комнаты. 

Первая комната пустая.

Во второй расположен двигатель внутреннего сгорания.

В третей находится Карусель 2.

Утром в первой комнате была температура +15 ⁰С . В обед стала +25 ⁰С. Вечером снова стала +15 ⁰С.  

Так как температура в комнатах менялась, то Карусель 2 совершила полезную работу.

Двигатель внутреннего сгорания совершил такую же полезную работу как и Карусель 2. Из-за работы ДВС температура во второй комнате стала чуть выше чем в первой. 

Вопрос. Какая температура стала в третьей комнате с Каруселью 2?