Вечный двигатель

[Pyotr]

Вы никак не можете, или не хотите, понять, что в Вашей конструкции есть первоначальный импульс внешней силы, который привел к повышению давления не во всей системе, а именно около поверхности неподвижного поршня и вклад интеграла этого давления по поверхности поршня в соответствии с теоремой импульсов должен учитываться в итоговом балансе импульсов и сил. Ситуация, когда подвижная часть устройства принудительно приводится в движение с постоянной скоростью полностью эквивалентна принятой модели с постоянным испарением молекул с поверхности этого поршня. Как показал проведенный выше анализ, для приведения этой части устройства в движение с постоянной скоростью необходимо совершать работу, Вы же настаиваете, что эта работа будет отрицательна, т. е. надо прикладывать силу, чтобу эта часть не ускорялась, а двигалась с постоянной скоростью. Тогда Вам следует опровергнуть проведенный анализ.

[petrovic11]

Чтобы завести ДВС тоже необходим внешний импульс для сжатия рабочей смеси. Согласно закону Паскаля "Давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку без изменений во всех направлениях." Давление передаётся со скоростью звука и не надо усложнять каким-то локальным повышением давления у поршня. При приложении внешней силы конструкция сдвигается вправо. Давление внутри повышается. И это повышенное давление воздействует одинаково на все внутренние поверхности. Если внутри избыточное давление 0,01 кгс/см², то это давление действует на любую часть внутренней поверхности конструкции. И на торец, и на мембрану, и на поршень, и на боковые стенки цилиндра действует избыточное давление 0,01 кгс/см². Давление создают удары множества молекул. Если давление на поверхности одинаковые, то одинаковое количество молекул ударяется в эти поверхности. Да не обязательно конструкция будет двигаться с одинаковой скоростью. Первоначально она будет двигаться с некоторым ускорением, пока аэродинамическое сопротивление внешнего воздуха и других сил не сравняется с результирующей силой. Эта конструкция будет двигаться под действием реактивной силы. И как она будет двигаться зависит от многих факторов. Я не помню моего утверждения о том, что надо прикладывать силу, чтобы какая-то часть не ускорялась. Это вы что-то не так поняли.

[Pyotr]

Source of the post
Я не помню моего утверждения о том, что надо прикладывать силу, чтобы какая-то часть не ускорялась. Это вы что-то не так поняли.

Вы говорили другое, эквивалентное, что двигатель будет ускоряться сам.

В общем, насколько я понял, рациональные аргументы Вами не воспринимаются, Вы просто верите, что Ваш двигатель будет работать сам. Я здесь бессилен, продолжайте верить.

[petrovic11]

Чтобы было понятней сделаем 3 варианта конструкции двигателя.

Вариант (а). Вместо проницаемой мембраны - непроницаемая. То есть, молекулы через неё не пролетают. Это устройство находится в вакууме. Первоначально внутри и снаружи вакуум. Нет никаких сил. Запускаем внутрь газ. На устройство действует давление газа внутри. Это создаёт силу давления, которая действует на торец цилиндра и двигает устройство с ускорением влево. Силы давления, действующие на мембрану и противоположную стенку компенсируют друг друга и не оказывают воздействие на устройство.
Вариант (б). В данном варианте проницаемая мембрана. То есть, молекулы могут через неё вылетать наружу. Вместо поршня непроницаемая заглушка. Также устройство находится в вакууме. Первоначально внутри и снаружи вакуум. Также нет никаких сил, действующих на устройство. Запускаем внутрь газ. Силы давления, действующие на торец цилиндра и заглушку компенсируют друг друга и не оказывают воздействие на устройство. Вылетающие через мембрану молекулы, создают реактивную силу, которая действует на устройство и двигает его вправо.
Вариант (в). Объединяем варианты (а) и (б) в вариант (в). В данном варианте мембрана полупроницаемая. Устройство также в вакууме. Первоначально внутри и снаружи также вакуум. Нет никаких сил, действующих на устройство. Запускаем внутрь газ. На устройство действуют 2 силы. Сила давления на торец цилиндра и реактивная сила от вылетающих через мембрану молекул. Уменьшая площадь торца и площадь поршня мы уменьшаем силу давления на торец. Соответственно, увеличивая площадь мембраны, мы увеличиваем количество вылетающих молекул. То есть, увеличиваем реактивную силу. Можно подобрать такую площадь торца цилиндра и площадь мембраны таким образом, что реактивная сила будет больше силы давления. Под действием реактивной силы устройство будет перемещаться вправо.
Силу давления оказывают удары множества молекул. При каждом ударе молекулы на торец действует импульс 2mv. При вылете каждой молекулы на устройство действует импульс mv. То есть, чтобы скомпенсировать удар одной молекулы в торец, через мембрану должно вылететь 2 молекулы. Допустим, проницаемость мембраны 0,5. То есть, вылетают только половина из всех молекул, которые летели в сторону мембраны. Чтобы скомпенсировать силу давления площадь мембраны должна быть в 4 раза больше площади торца. При этом условии силы будут равны. Чтобы реактивная сила была больше силы давления площадь мембраны должна быть более чем в 4 раза больше площади торца. Если проницаемость мембраны 0,1, то тогда площадь мембраны должна более чем в 20 раз превышать площадь торца.
Если и сейчас не поймёте, то я тоже бессилен.

[Pyotr]

Рассуждения в предыдущем посте абстрактны в том смысле, что не относятся к обсуждаемому двигателю, в котором расход газа через проницаемую мембрану не зависит от суммарной площади ее отверстий, или, что то же самое, от ее пористости при постоянной площади. Он зависит исключительно от площади неподвижного поршня и скорости, с которой движется подвижная часть устройства. Вам не удастся, увеличивая площадь отверстий мембраны, увеличить импульс вытекающих молекул газа против величины , где - число молекул, вытесняемых поршнем в единицу времени, - тепловая скорость молекул, а - масса молекулы, какую бы мембрану Вы ни выбрали. А теперь внимательно посмотрите на пост # 247. Импульс вытекающих через мембрану молекул в точности равен импульсу, переданному неподвижному поршню вытесненными поршнем молекулами, причем это совпадение не случайно - так будет при любой мембране, так же будет и вообще без мембраны, это суть следствие закона сохранения импульса. То есть, реактивная сила вытекающих молекул лишь компенсирует импульс уже переданный неподвижному поршню, надеяться получить за счет этой реактивной силы дополнительный импульс, приложенный к подвижной части устройства нет никаких оснований. А что же действует на эту подвижную часть? Если мембраны нет, то вообще ничего, если же мембрана имеется, то на эту часть действуют отраженные от поверхности мембраны молекулы. Если бы они все попадали на эту подвижную часть, то сила тяги достигла бы максимально возможного в данной конструкции значения, равного нулю (!), однако, поскольку часть отраженных молекул попадает на неподвижный поршень, сила тяги становится отрицательной.

[petrovic11]

С чего это вы взяли, что расход газа не зависит от площади мембраны. Вы так ничего и не поняли. Вводите непонятные условия, на основании которых решаете, что двигатель неработоспособен. Расход зависит и от площади мембраны, и от процента проницаемости и от давления внутри. Допустим, вытесняется N молекул за 1 секунду. Чем больше площадь мембраны, тем при меньшем давлении N молекул могут вылететь за 1 секунду. Меньше давление - значит меньше сила давления на торец, которая противостоит реактивной силе. Каждая молекула сталкивается с другими молекулами и поверхностью примерно 4,5х10⁹ раз. За 1 секунду в поверхность 1 см² ударяется примерно 2,25х10²³ раз. В принципе столько ударов могут совершить 10¹⁴ молекул. Ударяются в поверхность очень небольшое количество молекул, которые находятся вблизи поверхности. В принципе эти молекулы могут составлять 1/1000000 часть всех молекул, которые находятся внутри. Остальную 999999/1000000 часть молекул можно вытолкнуть через мембрану. И это никак не скажется на давлении на торец.
При нормальном давлении за 1 секунду в 1 см² поверхности ударяется примерно 2,25 х 10²³ молекул. Площадь поршня - 1 см². При движении цилиндров вправо, давление внутри обоих цилиндров начинает повышаться и больше молекул начинают вылетать через мембрану, создавая избыточную реактивную силу F1'. В результате при движении цилиндров внутри устанавливается некоторое избыточное давление. Допустим - 0,01 кгс/см². Сила избыточного давления Fи на торец цилиндра 0,01 кгс. Эту силу создают удары 2,25 х 10²¹ избыточных молекул в торец цилиндра за 1 секунду. Движутся цилиндры или неподвижны, но примерно 2,25 х 10²¹ избыточных молекул ударяются в торец малого цилиндра за 1 секунду. Так можно считать, поскольку скорость цилиндров в сотни раз меньше тепловой скорости молекул. Допустим, за 1 секунду цилиндр сдвинулся вправо на 2 метра. При этом в большой цилиндр из малого было вытеснено 200 см3 газа или примерно 5,4 х 10²¹ молекул. Но в торец малого цилиндра за это время ударилось только 2,25 х 10²¹ молекул. Площадь мембраны такова, что все вытесненные из малого цилиндра 5,4 х 10²¹ молекулы за 1 секунду вылетают через мембрану наружу. Так как давление внутри 0,01 кгс/см², то в 1 см² мембраны будет ударяться на 2,25 х 10²¹ молекул больше. Допустим, площадь отверстий в мембране составляет 50% от всей площади мембраны. То есть, половина из 2,25 х 10²¹ избыточных молекул, которые должны были бы удариться в 1 см² мембраны, будет попадать в отверстия в мембране и вылетать наружу. Через 1 см² такой мембраны за 1 секунду будет вылетать 1,125 х 10²¹ избыточных молекул. Чтобы вылетело 5,4 х 10²¹ молекул, необходимая площадь мембраны - 4,8 см². Эти молекулы, вылетающие через мембрану площадью 4,8 см² за 1 секунду, создадут реактивную силу F1' - 0,012 кгс. Сила избыточного давления Fи - 0,01 кгс. Результирующая сила, действующая на цилиндры и двигающая их вправо - 0,002 кгс.

[Pyotr]

Эти рассуждения Вы приводили неоднократно, они не менее абстрактны, чем и предыдущие. Договорились, кажется, что окружающее давление не влияет на тягу - нет, опять приводите частоту столкновений при нормальных условиях, какое это имеет отношение к Вашей конструкции? Как может зависеть расход, а вместе с ним и реактивный импульс молекул, пересекающих сечение мембраны, от площади отверстий мембраны, если зафиксировать площадь неподвижного поршня, скорость его движения и плотность газа? Поставьте на неподвижный поршень сопло на расчетном режиме - думаете подвижная часть начнет двигаться вправо - увы, влево.

[petrovic11]

В 1 см² воздуха примерно 2,7х10¹⁹ молекул. Площадь поршня 1 см². Поршень переместился за 1 секунду на 2 м. Скорость поршня 2 м/с. При этом он вытеснил 5,4х10²¹ молекул. Эти молекулы вылетели через мембрану и создали суммарный импульс 5,4х10²¹ х mv. За 1 секунду в торец цилиндра ударилось 2,25х10²¹ избыточных молекул. Их суммарный импульс 2,25х10²¹ х 2mv = 4,5х10²¹ х mv. То есть, суммарный импульс молекул, создающих реактивную силу, больше суммарного импульса молекул, создающих силу давления на торец на 0,9х10²¹ х mv.
Кто бы спорил по поводу сопла. Но мембрана это не сопло. Не надо всех стричь под одну гребёнку. Вы так и не поняли разницу между мембраной и соплом или просто большим отверстием.

[Pyotr]

Состоявшееся обсуждение в очередной раз подтвердило бессмысленность дискуссий со, как я их называю, сверхединичниками сиречь изобретателями вечных двигателей. Видимо, таковыми становятся люди с определенным складом ума, неспособным к восприятию рациональных аргументов. Засим откланиваюсь.

[petrovic11]

Попробуем ещё раз. Газ безстолкновительный. Молекулы летают между мембраной и верхней стенкой сосуда. Одинаковое количество молекул летит в сторону мембраны и стенки. Рис. (а).

В верхнюю стенку ударяется 5 молекул. В мембрану ударяется 4 молекулы. Одна молекула попала в отверстие и вылетела наружу. На верхнюю стенку сосуда действует импульс 2mv.
Рис. (б). 5 верхних молекул, отскочив от верхней стенки, летят к мембране. Но 1 молекула попадает в отверстие и вылетает наружу. 4 молекулы сталкиваются с мембраной. А 4 молекулы, отскочившие от мембраны, ударяются в верхнюю стенку. В верхнюю стенку и мембрану ударяется по 4 молекулы. Эти удары компенсируют друг друга. На сосуд не действует импульс. Из сосуда вылетело 2 молекулы. Сосуд получил импульс 2mv. 2 молекулы = 2mv. 1 молекула = mv. То есть, каждая вылетающая молекула передаёт сосуду импульс mv.
Рис. (в). По 4 молекулы летят к верхней стенке и мембране. В верхнюю стенку ударяется 4 молекулы. В мембрану ударяется 3 молекулы. Одна молекула вылетает через отверстие наружу. Верхняя стенка также получает импульс 2mv. А дальше аналогично рис. (б). Только молекул будет 3. Импульсы молекул, ударяющихся в верхнюю стенку создают реактивную силу.
Если и после этого вы не поймёте, то я не знаю.