Два слова о Термодинамике...

Дата публикации: Dec 15, 2012 11:59:51 AM

Термодинамика это серьезная наука,но к счастью ничего общего с Природой не имеет.

Вкратце - термодинамика, это заумное пересказывание ( высоким штилем и для ограниченного контингента) всех трех Законов Ньютона из которых и вытекает фундаментальный Закон сохранения.

Если Вы уже знаете Термодинамику - придется все же познакомиться с ее основами - классической механикой.

Зачем?

Чтобы знать следующее:

Законы Термодинамики - абсолютно Законны,имеют силу сейчас,имели её и при создании Вселенной, и впредь будут иметь - оную.

Основные Законы термодинамики по-русски звучат так:

  • Невозможно охладить тело - без нагрева другого тела вообще,

  • Холодное тело не может самопроизвольно нагреть другое тело(требуется подвод энергии).

  • Скорость(температура) движения(или колебаний) молекул всегда идет в одном направлении - от теплого тела к холодному.

Многие "теоретики"

даже поэмы пишут на тему опровержения Законов Ньютона

(читай -термодинамики)

уповая на чудеса "теплового насоса" к примеру ...не понимая даже о чем собственно идет речь.

Иногда даже и говорят - мол "тепловой насос" это холодильник наоборот!!!

Никаких "наоборотов" нет и быть не может - если знать Термодинамику.

А не зная термодинамики - невозможно(в нашем случае) построить вакуумную МикроГЭС.

Да что там - построить!

Даже принцип дается почти всем с трудом,а большинству - не дается и вовсе...

Итак,смотрим на рисунок и начинаем понимать (то что учили еще в школе) - о чем все же говорит нам наука термодинамика - с точки зрения физики.

Задачу( №1)

Начнем с постановки условий к рисунку:

На рисунке даны две одинаковые по объёму комнаты, в общую стену которых - встроен холодильник.

Холодильник не включен в розетку.

Температура воздуха за окнами - минус 10 градусов,но поскольку комнаты не имеют отопительных приборов - то и температура возуха в каждой комнате - тоже равна = 10 градусам мороза.

Условия понятны?

Теперь нам остается включить холодильник в сеть ( запустить в работу).

Вопрос:

Изменится ли температура в комнатах(тепло выделяемое компрессором и электродвигателем - не учитывать)?

Задача №2.

Холодильник включен и продолжает работать но в комнате № 1 - предварительно была поднята температура воздуха до 10 градусов тепла.

Изменится ли температура воздуха в комнате №2?

Задача №3

В комнате №2 подняли температуру до 10 градусов тепла (а в комнате №1 - опять снизили до - минус 10 градусов мороза).

Изменится температура воздуха в комнате №1?

После правильного решения этих задач - Вы сможете переходить в раздел Сифоны Gravio - для дальнейшего изучения вакуумных МикроГЭС.

Нашим "двоечникам" - посвящается....

Тепловые насосы и "академики" РАЕН.

Вначале о РАЕН - это общественная организация "альтернативная" ...научным организациям всего Мира.

Сборище безграмотных изобредателей и прочих "гениев" - гонимых (натурально) и по- полной...

Пользуясь своими личными (в том числе и материальными)соображениями, всевозможные "академики" РАЕН грузят Правительство РФ лептонами,гравитонами,альтшулеронами,и прочими Петриковыми графенами - и...действительно не знают что такое тепловой насос.

Те немногие гуси,которые действительно знают и понимают принцип действия всевозможных "бытовых генераторов тепла" - помалкивают,- ибо можно схлопотать в личико от своих же собратьев - безвылазно тусующихся то в Сколково,а то и на Коллегии министров.

Гранты и фонды на "разработку" дело серьезное...

А интернет забит всевозможными ВД ,БГХТ, и прочей абракадаброй - ну куда, спрашивается,- податься бедному изобретателю?

Понятно куда, - на помойку - Скифы,Новофизы,Тризы и прочую хрень.

Больше того - многие вполне вменяемые изобретатели - всерьез говорят,и думают, что "тепловой насос" это

холодильник наоборот..

Увы.

Термодинамика запрещает нагревать теплое тело - холодным.

Кастрюлю с борщом - можно охладить и заморозить - тут все верно.

Но но вскипятить вновь - (куском льда) - тот же борщ - невозможно.

Но тепловые насосы - производятся?

Вполне.

Они экономят энергию?

Нет.И никогда этого делать не будут.

Они экономят лишь ЭЛЕКТРО-энергию,потребленную на обогрев.

И делается это вот таким простым способом:

Имеется неотапливаемое жилище в котором стоит мороз минус 10 градусов и ведро со льдом(вода замерзла).

В этом случае - спастись от холода самому и домочадцам - если уж очень лениво топить печку - все же можно.

Можно также и нагреть помещение до плюсовой температуры.

Как?

Тупо:

залезть в погреб - где всегда плюсовая(примерно +5) температура,и ждать весны.

Но можно и не ждать,а взять с собою в погреб ведро со льдом,и когда лед вновь станет жидкостью (и обретет температуру +5)

Отнести его (ведро) в жилище,и ждать пока вновь оно ТАМ замерзнет.

Если повторять этот процесс(таскать ведро туда и обратно) примерно 200 раз в сутки (ведер с водою надо побольше иметь) то и температура воздуха в комнате - повысится.

Теоретически - даже до тех же +5.

Но можно - и не бегать с ведром туда-сюда выхолаживая комнату(нагреваемое тело) и заодно - погреб( здесь - остужая горячее тело),а установить в комнате батарею отопительную и такую же батарею установить в погребе.

Затем изготовить ручной насос и заправить всю эту систему водою.

Если кто-то из родственников - будет круглосуточно крутить насос (чтобы вода циркулировала) комната прогреется до +5 градусов = быстрее.

При такой температуре можно даже и жить..

Ну,скажем, не густо - но тепло все же...

Вот вся "чудесная тайна" теплового насоса".

А как же ..

А как же - нагреть помещение до +18 хотя бы?.

Как обычно - или протопить печь или включить ...холодильник.

Причем не "наоборот" а так как предписано Законами Ньютона,

То есть вот так как и работает холодильник:

Конденсат хладоагента(жидкость) подается в погреб(испаритель) - где он испаряется(подвод к нему тепла) и подумать только! - самопроизвольно, под действием гравитации - посунется обратно вверх(в комнату)

В смысле - ушел обратно - вновь охлаждаться и превращаться в жидкость.

В жидкость он превращается в комнате - там где еще пока - холодно.

Как только температура погреба и комнаты - выравняется,

запоминаем:

Начнется процесс подвода (тепла)- ЭЛЕКТРОэнергии уже из розетки - куда и включен холодильник.

Ибо возможность подводить тепло к хладоагенту(для его испарения) - прекратилась:

(в погребе,комнате,и в самом хладоагенте уже наступило равновесие,- т.е. +5

Но у нас же холодильник!!

Вот именно.

Сжимая газ - компрессор его и нагревает,

(точно таким же способом - каким происходит зажигание рабочей смеси в дизельном двигателе).

То есть - быстрое сжатие газа - это и есть подвод тепла(нагрев)- газа.

Вот теперь можно поднимать температуру в комнате до тех пор - пока ...позволяет степень сжатия - компрессора.

Вот и вся - "наука".

Да еще чуть не забыл:

Кому не понятна роль - гравитации здесь - положите свой холодильник набок и посмотрите - будет ли он охлаждать ..

Думаю теперь - можно уж точно - решить все три задачи и приступить к изучению Вакуумной МикроГЭС.

Тем более - что она выполняется из обычных сантехнических газоводопроводных труб малого диаметра.

И даже "Вакуумный Двигатель Gravio" -

изготавливается на с помощью рук и токарного станка - на коленке..

Включая и вакуумирование.

Но по "Вакуумному Двигателю Gravio"

будет создан целый раздел - посвященный самострою.

Именно он - этот двигатель и являлся - "запретным плодом".

Ничто так не радует школьников,

как тяжелая болезнь любимой учительницы.

  • Почему именно на Луне?

  • А чтобы любителям атмосферное тепло не мешало..Но можно изготовить газовый аккумулятор и на

  • Земле.

  • Достаточно разместить баллон с газом в погребе.

  • Суть рисунка - наглядное пособие по аккумуляторам газовым и МикроГЭС испарительного типа.

  • На плакате показаны газ,и стенка сосуда.

  • Больше ничего не показано и внешнюю среду можно забыть - навсегда.Принцип аккумулирования механической энергии одинаков - что для маховика что для молекул газа.

  • Как Вы уже знаете из учебника газ стремится выйти наружу но стенка удерживает его внутри баллона.

  • Вот эти два слова и есть весь механизм физики процесса.во всех типах механических аккумуляторов энергии,пружинных двигателей и т.д.

  • Тупо:

  • (но доходчиво)

  • Молекулы стенки сосуда под действием механических сил молекул газа = увеличивают свое расстояние между собою.

  • При этом - диаметр сосуда увеличивается.

  • Увеличение расстояния между молекулами и есть "натягивание молекулярной" резинки.

  • Сложно - но надо понять:

  • И пневмодрель (молот.шина автомобиля,- и все пневмодвигатели) используют в своей работе эту "молекулярную резинку".

  • Сколько надо сохранить механической энергии в газовом баллоне -такой толщину(подбор материала еще) и потребуется толщина стенки сосуда.

  • Это единственный физически верный и достоверный факт - практической механики Ньютона.

  • Классика называется.

А как же

МикроГЭС испарительная -

(газа мол-де в трубе того тю-тю ..мизер)?

  • Все также верно - как и сказал Ньютон

  • (и правильно перевёл на доступный русский)

  • Gravio:

  • Чем больше мы откачаем материи(обычно жидкость) из баллона - тем больше стенка сосуда(в МикроГЭС - стенка трубы) будет сжата.

  • Уменьшится радиус трубы -

  • ровно на величину - удаленной материи из трубы(воды = здесь)

  • Когда восстановится

  • СССР

  • и придет всеобщее обязательное среднее образование вновь,- наши внуки будут знать еще(уже) со школьной скамьи, что и паровой котел, и МикроГЭС (испарительного типа),и гайкопневмоверт - используют одну и ту же механическую силу - силу межмолекулярной связи.

  • Иначе(для тех кто термодинамику учил да не выучил):

  • Пламя (химическая реакция) нагревая воду в котле преобразует энергию (обычно углеводородную) топлива в - обычную молекулярную силу.Эта сила (межмолекулярное взаимодействие) принадлежит не:

  • Не атмосфере.

  • Не пару(рабочему телу)

  • Не соседу дяде Васе а именно молекулам из которых и состоит - стенка сосуда(котла).

  • Хорошо теплоизолированный котел - надолго запасет энергию и отдаст ее - потребителю.

  • Задание(тем кто имеет свою тему на данном форуме - отвечать обязательно):

Какой известный постулат (о Торричеллиевой пустоте) - хорошо указывает на причину сжатия стенки сосуда - даже при полном отсутствии атмосферного давления,- за стенкой прибора?

  • Электричество,котел,труба и гравитация.

  • На рисунке дано:

  • цилиндры (с поршнем) и поставлена задача - оторвать от Земли груз.

  • Поскольку поднимать груз мы будем и паром и насосом водяным - чтобы избежать надуманных трудностей ("температура окружающей среды"- влияет) примем расширение пара в цилиндре и весь процесс подъема- адиабатным.

  • То есть - 100% - но ,- изолированным.

  • Нет теплопотерь на нагрев атмосферы к примеру.....

Что имеем:Электрокотел - с возможностью подвода пара в верхнюю полость цилиндра.

Электронасос - с возможностью перекачивания воды из нижней полости цилиндра (под поршнем) в верхнюю(над поршнем)

Ну разумеется есть и счетчик электроэнергии - на всякий случай..

Задача простая - надо подумать и решить - какой метод подъёма (отрыв от Земли) груза окажется более экономичным в двух случаях:В случае идеального (адиабатного) процесса В случае - реального процесса - для пара (и насоса).

Дополнение к задаче:

Между грузами и тросом врезан динамометр(на рисунке его забыли врезать)...продолжение следует.

  • ..и уж для очень одаренных!!!!

            • Преподобный Роберт Стирлинг из Шотландии в 1816 году предложил двигатель ВНЕШНЕГО сгорания, гораздо более безопасный, чем паровой. В двигателе Стирлинга не было бойлера со сжатым паром, и поэтому взрываться было нечему. Кроме того, двигатель Стирлинга был проще, чем паровой, так как в нём не было двигающегося клапана. К сожалению, до сих пор двигатель Стирлинга не нашёл широкого применения, так как был вытеснен недорогими электрическими моторами. Однако, двигателю Стирлинга несомненно принадлежит будущее, так как для его работы нужна только разность температур, и поэтому он может работать на альтернативных источниках энергии - солнечной энергии, геотермальных водах и т.д.

            • Двигатель Стирлинга является полностью закрытой системой, в которой рабочий газ (обычно воздух) попеременно нагревается и охлаждается, двигаясь между неодинаково нагретыми частями системы.

            • В данной модели один цилиндр поддерживается горячим, а другой - холодным.

            • Рассмотрим 4 такта (фазы) работы двигателя Стирлинга.

            • Расширение. В начальный момент большая часть газа системы находится в горячем цилиндре. Поэтому газ нагревается и обапоршня движутся к оси вращения.Почему?

            • Перетекание газа. К этому моменту газ расширился (приблизительно в 3 раза). Большая часть газа (около 2/3) всё ещё находится в горячем цилиндре. Момент инерции маховика коленчатого вала прокручивает его на следующие 90 градусов, перемещая практически весь газ в холодный цилиндр.

            • Сжатие. Большая часть нагретого газа была перемещена в холодный цилиндр. Газ охлаждается и сжимается, двигая оба поршня от оси вращения.

            • Перетекание газа. Сжавшийся газ всё ещё находится в холодном цилиндре. Момент инерции маховика коленчатого вала прокручивает его на следующие 90 градусов, перемещая весь газ из холодного цилиндра в горячий, завершая цикл двигателя.

    • На трубке, соединяющей два цилиндра, находится т.н. регенератор, который "пре-охлаждает" или "пре-нагревает", проходящий газ, в зависимости от направления его движения. Теплота или "холод" для этого берутся от предыдущего потока газа, шедшего в противоположном направлении.

    • Сделано Богдановым К.Ю.

    • для лекций в школе 1326 г. Москвы

    • 29 марта 2004 года