Вечный двигатель

[Andrew58]

Source of the post
Чему оказывает огромное сопротивление мембрана?

Если объяснять совсем "на пальцах и эмоциях", то мембрана "подправляет" движение молекул газа, следовательно, взаимодействует с ними. Рассмотрим дви предельных случая:
1. Сплошная мембрана. Потока газа через нее нет, бесконечно большое сопротивление, двигатель не работает.
2. Суммарная площадь отверстий мембраны равна площади сечения трубы (от мембраны осталось только сечение, в котором она установлена. Нулевое сопротивление, никакого влияния на поток, двигатель не работает.
В промежуточных случаях - поток есть, мембрана оказывает ему некоторое сопротивление, двигатель не работает.
Вывод - нужна мембрана с отрицательным сопротивлением, эффективная площадь отверстий в которой будет больше площади сечения трубы...

[petrovic11]

Вы неправильно рассуждаете.
1. Сплошная мембрана. Одинаковое количество молекул ударяется а мембрану и стенку. Соответственно, давление на стенку и мембрану одинаковое. Для удобства счёта представим, что в мембрану и стенку ударилось по 100 молекул. Они оказали одинаковые давления на стенку и мембрану. результирующая сила 0.
2. В мембране множество очень мелких отверстий. Часть молекул попадает о отверстия и вылетают наружу. Такие молекулы не ударяются в мембрану и не оказавают давление на мембрану. В стенку ударилось 100 молекул. К мембране летели тоже 100 молекул. Но 10 из них попали в отверстия и вылетели наружу. Эти молекулы не взаимодействовали с мембраной. Следовательно они давление на мембрану не оказали. На мембрану оказали давление только 90 молекул. Оказанное ими давление меньше, чем оказанное 100 молекулами. Есть разница давлений не стенку и мембрану. Давление на стенку больше, поэтому результирующая сила направлена в противоположном, относительно вылета молекул, направлении.
3 Мембраны нет. Это уже макроскопические размеры. В отверстии находиться множество хаотично движущихся молекул. В этом случае нельзя говорить о движении одной молекулы. Это бессмыслено.

Можно говорить о макроскопических частях газа. Такую макроскопическую часть можно представить в виде макромолекулы. Масса которой равна массе всех её молекул. А скорость макромолекулы равна векторной скорости её молекул. А так как молекулы, составляющую такую макромолекулу, двигаются хаотично во всех направлениях, то векторная скорость такой макромолекулы может быть равна 0 при комнатной температуре. Что абсолютно невозможно для простой молекулы. Если давление в цилиндре небольшое, то макромолекула вылетит со скоростью несколько м/с. Что в сотни раз меньше скорости вылета одиночной молекулы.

[Pyotr]

Source of the post
Дело в том, что при вылете одной молекулы есть только один вектор скорости этой молекулы. Когда отверстие большое, то через отверстие вылетает множество молекул. Причем молекулы движутся хаотично. Все направления равноправны. Допустим, одна ось координат расположена по направлению оси отверстия. Если представить, что молекулы двигаются 6 потоками по осям координат, то 1/6 - вперёд, 1/6 - назад, 2/3 перпендикулярно потоку. В результате векторная скорость всех молекул в потоке может в сотни раз меньше скорости одиночной молекулы. Когда на улице штиль, то воздух неподвижен. Но молекулы воздуха двигаются со скоростью 500 м/с.

Будучи последовательными в свой логике, когда реактивная сила оценивается не по интегралу сил давления, а по импульсу вылетающих со скоростью 500 м/с молекул, следовало бы оценить также импульс, приносимый молекулами, влетающими извне с той же скоростью. Уверен, что разность этих импульсов и заменит величину реактивной тяги с на .

[petrovic11]

Есть цилиндр внутри которого множество молекул. Молекулы пока не вылетают из цилиндра. Цилиндр и множество молекул внутри - это замкнутая или изолированная система. Р = Р1 + Р2 + Р2 + ... + Рn. Удары множества хаотично движущихся молекул не могут привести в движение цилиндр. Цилиндр неподвижен. Импульс Р = 0, так как скорость цилиндра равна 0. Можно написать 0 = Р1 + Р2 + Р2 + ... + Рn. Допустим молекула 1 вылетела из сосуда. То есть, импульс сосуда Р уменьшился на импульс молекулы Р1. 0 - Р1 = Р2 + Р2 + ... + Рn. Импульс молекулы равен mv. 0 - mv = -mv. То есть, цилиндр получил импульс -mv. Знак минус говорит о том, что импульс полученный цилиндром от вылетевшей молекулы направлен в противоположном направлении. Если молекулы влетит в цилиндр, то цилиндр получит импульс 0 + mv = +mv. Знак плюс говорит о том, что импульс цилиндра совпадает с направлением движения молекулы. Неважно, влетает или вылетает молекула из цилиндра, но он всегда получает импульс, направленный в одном направлении. При условии, что молекулы влетают и вылетают с одной стороны.

[Andrew58]

Source of the post
Будучи последовательными в свой логике, когда реактивная сила оценивается не по интегралу сил давления, а по импульсу вылетающих со скоростью 500 м/с молекул, следовало бы оценить также импульс, приносимый молекулами, влетающими извне с той же скоростью. Уверен, что разность этих импульсов и заменит величину реактивной тяги с на .

В этом никаких сомнений нет. Просто кого-то совсем не интересуют молекулы извне, и получается мембрана с "односторонними" дырками. Если ею перегородить сосуд, то в разделенных частях будет постепенно устанавливаться разное давление. Так или иначе, для работы ВД мембране приходится приписывать сказочные свойства (впрочем, я уже об этом упоминал).

[juriy]

Source of the post

Если объяснять совсем "на пальцах и эмоциях", то мембрана "подправляет" движение молекул газа, следовательно, взаимодействует с ними. Рассмотрим дви предельных случая:
1. Сплошная мембрана. Потока газа через нее нет, бесконечно большое сопротивление, двигатель не работает.
2. Суммарная площадь отверстий мембраны равна площади сечения трубы (от мембраны осталось только сечение, в котором она установлена. Нулевое сопротивление, никакого влияния на поток, двигатель не работает.
В промежуточных случаях - поток есть, мембрана оказывает ему некоторое сопротивление, двигатель не работает.
Вывод - нужна мембрана с отрицательным сопротивлением, эффективная площадь отверстий в которой будет больше площади сечения трубы...

Не важно, через какие отверстия вылетают молекулы маленькие или большие, они в любом случае забирают энергию равную произведению объёма, где они находились на давление, которое у них было. И эта энергия равна работе поршня.

[Andrew58]

Source of the post
Не важно, через какие отверстия вылетают молекулы маленькие или большие, они в любом случае забирают энергию равную произведению объёма, где они находились на давление, которое у них было. И эта энергия равна работе поршня.

То есть, если отверстия такие маленькие, что молекулы почти не вылетают (т.е. уплотнение поршня слегка неидеально), никакого адиабатического сжатия при движении поршня мы не увидим?

[petrovic11]

Source of the post
В этом никаких сомнений нет. Просто кого-то совсем не интересуют молекулы извне, и получается мембрана с "односторонними" дырками. Если ею перегородить сосуд, то в разделенных частях будет постепенно устанавливаться разное давление. Так или иначе, для работы ВД мембране приходится приписывать сказочные свойства (впрочем, я уже об этом упоминал).

Уж сколько раз твердили миру. Когда цилиндр неподвижен, то одинаковое количество молекул вылетае и влетает через мембрану. И давление внутри и снаружи равны. Нет никаких односторонних дырок. Больше молекул начинает вылетать из цилиндра, когда давление внутри повышается. А повышается оно из-за движения цилиндра. Внутренний объём уменьшается. Давление внутри повышается. Как в обычном насосе. Неужели это так трудно понять? Если давление повышается, то больше молекул начинает вылетать из сосуда. В этом нет ничего сказочного. Представим очень маленькую ракету. Такую маленькую. что из сопла вылетают молекулы поодиночке. Вылетает молекула, ракета получает импульс mv. Вылетает следующая, снова импульс mv и т.д. Мембрана - это множество таких микроракет, объединёных вместе.

[Pyotr]

Source of the post
Уж сколько раз твердили миру. Когда цилиндр неподвижен, то одинаковое количество молекул вылетае и влетает через мембрану. И давление внутри и снаружи равны.

Да, конечно, только нулевая реактивная сила суть разность значений импульсов выносимых и вносимых молекулами, движущимися со скоростью 500 м/с, так почему же внешние молекулы внезапно прекращают вносить импульс, как только поршень придет в движение?

[petrovic11]

Давление внутри и снаружи одинаковое. Молекулы пролетают в обе стороны. Допустим, в секунду в каждую сторону пролетает по 100 молекул. Давление внутри увеличилось на 1/100 часть. То есть в данном случае в сосуд продолжает влетать 100 молекул в секунду, а вылетать по 101 молекуле в секунду. Внешние 100 молекул также продолжают вносить свои импульсы, как и 100 вылетающих молекул. Но не они играют роль в создании реактивной силы. В создании реактивной силы играет роль только одна вылетевшая молекулы. Это конечно только пример. В реальности таких молекул порядка 10²¹ молекул на 1 см².