Вечный двигатель

petrovic11 · Сообщение **petrovic11** » 30 мар 2014, 16:33

Вы внимательно читаете. Свойство резиновой оболочки таково, что она поддерживает избыточное давление внутри 0,01 кгс/см². При температуре 300 К разве не может быть избыточное давление 0,01 кгс/см²? Можно и так. Давление внутри 1,01 кгс/см². Снаружи 1 кгс/см². Это же ничего, в принципе, не изменит.
Ну что тут ещё уточнять? Когда поршень вытесняет газ в резиновую оболочку, то при этом избыточное давление постоянно и равно 0,01 кгс/см². При этом мембрана непроницаема. То есть, молекулы через неё в это время не вылетают. Поршень вытеснил весь газ из цилиндра в резиновую оболочку за 1 секунду. При этом была совершена работа по преодолению ударов 2,25х10²¹ избыточных молекул. Если отпустить поршень, то он будет перемещаться вправо. Также за 1 секунду газ из оболочки перейдёт в цилиндр. При этом расширяющийся газ, совершит такую же работу, что была затрачена при вытеснении газа из цилиндра в резиновую оболочку.
Газ в резиновой оболочки. Поршень фиксируется и уже не может двигаться. Мембрана становится проницаемой. То есть, теперь молекулы вылетают через мембрану под действием резиновой оболочки. В резиновой оболочке 5,4х10²¹ молекул. При вылете каждой молекулы устройство получает импульс mv.
Что тут непонятного?

Pyotr · Сообщение **Pyotr** » 30 мар 2014, 17:13

Я подозревал, что под "давлением" имеется в виду "избыточное давление", но меня смутила 14% погрешность в давлении (я себе такого не позволяю), поэтому я и написал о терминологии, надеясь увидеть термин "избыточное давление". Я подумаю о Вашем примере и завтра отвечу.

SSan · Сообщение **SSan** » 30 мар 2014, 18:55

Автор темы, вот у вас двигатель... вы понимаете, что такое движение вещества?

petrovic11 · Сообщение **petrovic11** » 30 мар 2014, 20:42

Просветите.

Pyotr · Сообщение **Pyotr** » 31 мар 2014, 08:35

petrovic11 писал(а):Source of the post
Что тут непонятного?

Не знаю, откуда Вы взяли цифру числа ударов молекул в поршень, полагаю, она занижена. Я провел моделирование процесса вытеснения поршнем газа из малого цилиндра радиусом 0.5 от радиуса большого цилиндра. Поршень двигался со скоростью около $0.13\cdot v$ , где $$v$$

- тепловая скорость. Избыточное давление газа на поршень оказалось равным 0.2 от давления в окружающем пространстве, по моей формуле из поста # 305 оно должно было быть около 0.15 (разница связана с влиянием отраженных от мембраны молекул), по Вашей логике это давление должно составлять около 0.017. Надо ли говорить, что тяга двигателя оказалась отрицательной?

petrovic11 · Сообщение **petrovic11** » 31 мар 2014, 10:27

Число ударов молекул в 1см² при атмосферном давлении 1кгс/см² примерно 2,25х10²³. Если избыточное давление 0,01 кгс/см² то дополнительно к 2,25х10²³ ударам добавляется ещё удары 2,25х10²¹ или 0,0225х10²³ избыточных молекул. Суммарно 2,2725х10²³ ударов. Но так как 2,25х10²³ ударов молекул ударяются в противоположные стороны и компенсируют друг друга, то просто расчёты вести только с избыточными ударами 2,25х10²¹ молекул. То есть, 2,25х10²¹ избыточных удара молекул вызывают избыточное давление 0,01 кгс/см². Первоначально давление внутри и снаружи одинаковое. При движении поршня влево, давление внутри повышается. Резиновая оболочка поддерживает внутри избыточное давление 0,01 кгс/см². Поршень за 1 секунду сдвинулся на 2 метра. Давление на поршень в это время 0,01 кгс/см², так как давление внутри 0,01 кгс/см². За секунду, за которую поршень переместился на 2 метра, он получил 2,25х10²¹ ударов молекул. При этом поршень вытеснил весь газ в резиновую оболочку. Газ из оболочки может переместить поршень обратно вправо. При этом будет совершена работа, равная затраченной работе на перемещение поршня влево. Халявы нет. При перемещении поршня влево была совершена работа по преодолению 2,25х10²¹ ударов молекул, суммарный импульс которых 4,5х10²¹mv. В резиновой оболочке находится 5,4х10²¹ молекул. Если все эти молекулы вылетят через мембрану за 1 секунду, то суммарный импульс равен 5,4х10²¹mv. Это равно суммарному импульсу 2,7х10²¹ молекул, ударившихся в поверхность. Двигатель из поста #289. В поршень в цилиндре ударяется 2,25х10²¹ молекул в секунду, а с другой стороны в большую часть поршня как бы ударяется 2,7х10²¹ молекул. Реактивную силу от вылетевших 5,4х10²¹ молекул можно представить в виде силы давления от 2,7х10²¹ ударяющихся молекул. Сила, действующая на поршень, с одной стороны больше.
Давайте разберёмся с моим моделированием. Где здесь ошибки? А ваше моделирование пока оставим в покое. Похоже, что у вас совсем другое моделирование.

Pyotr · Сообщение **Pyotr** » 31 мар 2014, 11:13

Это у Вас "другое моделирование". Представим себе движущийся по невозмущенному газу с некоторой скоростью $$u$$

поршень, вытесняющий из цилиндра этот газ. За единицу времени поршень вытеснит порцию газа в количестве $\rho\cdot u\cdot S$ и столкновение с каждой молекулой этой порции и будет искомым числом столкновений, которое обеспечивает импульс избыточных молекул в количестве $\rho\cdot u\cdot S\cdot (v+u)$ , где $$v$$

- тепловая скорость. Заметьте, $\rho$ - полная плотность невозмущенного газа, а не какая-то избыточная, как в Вашем примере. Вообще, пример Ваш какой-то искусственный, Вы приняли скорость равной 2 м/с, а что будет при 0.2 м/c, при 0.02 м/с, при 20 м/c и т. д.?

petrovic11 · Сообщение **petrovic11** » 31 мар 2014, 14:03

Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т.2 стр. 190.

Не будет поршень сталкиваться с каждой молекулой. Поршень будет сталкиваться только с очень небольшим количеством молекул, которые находятся в тонком макроскопическом слое вблизи поршня. Поршень при движении оказывает давление на этот тонкий слой. Этот тонкий слой молекул при движении поршня оказывает давление на другой тонкий слой молекул. и т.д. Поршень при движении толкает прилежащий слой. Этот прилежащий слой толкает другой слой и т.д. При движении поршня молекулы из других далёких от поршня слоёв с поршнем не сталкиваются. Поэтому не надо совершать ошибку, считая что поршень столкнётся со всеми молекулами. Я уже приводил пример с листом 10х10 см. На каждую сторону действует сила 100 кгс. Засунем лист в баллон со сжатым газом 100 атм. Сила давления на обе стороны будет по 10 тонн. И что? Результирующая сила = 0. Силу избыточного давления создают избыточные удары молекул. Их и надо учитывать. При избыточном давлении 0,01 кгс/см² в 1 см² происходит 2,25х10²¹ избыточных ударов. Так как площадь поршня 1 см², то за 1 секунду в него происходит 2,25х10²¹ избыточных ударов молекул. В 1 см³ газа примерно 2,7х10¹⁹ молекул. Если поршень вытесняет 200 см³ газа, то это - 5,4х10²¹ молекул. Поршень за 1 секунду прошёл 2 метра и вытеснил 200 см³ газа или 5,4х10²¹ молекул. При этом поршень получил 2,25х10²¹ избыточных ударов. Говорить избыточные молекулы не совсем правильно, так как избыточные молекулы находятся по всему объёму и не все они сталкиваются с поршнем. Именно избыточные удары от молекул создают избыточную силу давления. Вылет 2-х молекул через мембрану заменяют 1 удар молекулы в поршень. Если вылетело 5,4х10²¹ молекул, то это равно 2,7х10²¹ избыточным ударам молекул. С одной стороны на поршень действуют 2,25х10²¹ избыточных ударов. С противоположной стороны 2,7х10²¹ избыточных ударов. Угадайте, в каую сторону будет двигаться поршень?
При других скоростях будет происходить аналогичный процесс. Только сила и давление будут изменяться.

Pyotr · Сообщение **Pyotr** » 31 мар 2014, 14:54

Начнем с Вашего примера. Вы проигнорировали мой вопрос о том, что будет при других скоростях поршня и это не случайно - при других скоростях поршня число ударов избыточных молекул о поршень может во сколько угодно раз превышать величину, найденную Вами при скорости поршня 2 м/с. Далее - аргумент о том, что при обратном движении поршня он вернется в прежнее положение и поэтому, якобы, с постановкой задачи все в порядке не выдерживает критики, поскольку Вы путаете законы сохранения энергии и импульса. С сохранением энергии все в порядке, коль скоро поверхность Вашей оболочки теплоизолирована. Но она в принципе не может быть "импульсоизолированной", поскольку представляет собой внешнее тело, на котором может потеряться любой импульс - в отличие от Вашего двигателя, где потеря импульса суть вклад в интеграл сил давления. Так что пример Ваш полностью искусственный, он ничего не доказывает и доказать не может.
Теперь о моей модели. Я много раз говорил, могу повторить еще раз, что рассматривается режим бесстолкновительного течения, поэтому оценка количества столкновений избыточных молекул с поверхностью поршня как $\rho\cdot u\cdot S$ , подтвержденная моделированием, где никаких других предположений, кроме такового об отсутствии межмолекулярных столкновений, нет, является абсолютно корректной. Вспомните, а если не знаете, посмотрите в литературе, как оценивается средняя частота столкновений молекул (при любой величине давления газа) - выбирается цилиндр длиной, равной пути, пройденному молекулой с тепловой скоростью за единицу времени и сечением, равным сечению столкновений и высчитывается число молекул, находящихся в объеме, равном объему этого цилиндра. Я провел в точности эту же процедуру.
Если Вас смущает бесстолкновительность моделирования - отдал вариант с число Кнудсена по радиусу большого цилиндра равным 0.01 (средняя длина свободного пробега в 100 раз меньше этого радиуса). Считаться вариант будет всю ночь, завтра сообщу результат, самому интересно.

petrovic11 · Сообщение **petrovic11** » 31 мар 2014, 16:57

При меньшей скорости будет вытесняться меньше молекул. Меньше реактивная сила. Меньше молекул смогут вылететь через мембрану при меньшем давлении внутри. Меньше давление внутри - меньше сила давления на поршень, противодействующая реактивной силе. То есть всё будет меньше, в том числе и результирующая сила. Во сколько раз скорость меньше относительно 2 м/с, во столько раз меньше результирующая сила.

yourdomain.com