Вечный двигатель

Pyotr · Сообщение **Pyotr** » 06 апр 2014, 08:38

Перерыв не пошел Вам на пользу, Вы повторяете одни и те же аргументы даже не пытаясь открыть книжки и посмотреть, как на самом деле течет газ при внезапном вдвигании (выдвигании) в него (из него) поршня в цилиндрическом канале. Между тем, это классическая "задача о поршне", давно решенная. Приведу выражение для давления на поршне, который внезапно начинает вдвигаться в трубу с постоянной скоростью $$U$$

, приведенное в монографии Л.Д.Ландау, Е.М.Лифшица "Гидродинамика", М., Наука, 1986, стр. 515-516:
$\frac{p_2}{p_1}=1+\frac{\gamma(\gamma+1)U^2}{4c_1^2}+\frac{\gamma U}{c_1}\sqrt{1+\frac{(\gamma+1)^2U^2}{16c_1^2}}$ , где $$p_2$$

- давление на поршне, $$p_1$$

- давление в невозмущенном газе, $\gamma$ - показатель адиабаты газа, $$c_1$$

- скорость звука в невозмущенном газе. Как видно из этого выражения, избыточное давление на поршне при низкой скорости поршня пропорционально этой скорости, а не ее квадрату, как Вы ошибочно полагаете и на что я Вам неоднократно указывал. На этих же страницах монографии рассмотрено течение газа при выдвигании поршня, я его здесь не привожу, если Вам это интересно, найдете. С учетом приведенного выражения нетрудно оценить импульс, переданный поршнем избыточным молекулам и убедиться, что он никак не может быть меньше импульса, унесенного этими молекулами при их истечении с тепловой скоростью через мембрану.

petrovic11 · Сообщение **petrovic11** » 06 апр 2014, 17:22

Когда поршень неподвижен, то и газ неподвижен. Поршень движется со скоростью 2 м/с и поток газа из трубы выходит со скоростью 2 м/с. Температура в одном случае может быть 200 К, а в другом 1200 К. Но в обоих случаях скорость потока газа, выходящего из трубы будет 2 м/с.
Вот цитата из моего последнего поста. Ну где вы увидели моё утверждение о квадратичной зависимости. Вы никак не поймёте разницы между скоростью потока газа и скоростью молекул в этом потоке. Пока не разберёмся с этим, дальнеёшее обсуждение бесполезно.

Где-то в горах расположен водоём. Уровень воды ниже уровня берега. В водоёме насос 1, который качает воду в емкость 2. Из ёмкости 2 по трубе вода поступает в турбину с генератором 3. Первоначально насос не работает, воды в ёмкости 2 нет, турбина не вращается. На насос подали электроэнергию от внешнего источника. Насос заработал и стал качать воду в ёмкость 2. Оттуда вода пошла к турбине, генератор стал вырабатывать электроэнергию. Теперь насос можно отключить от внешнего источника и переключить на питание от генератора 3. Часть энергии идёт на работу насоса, который качает воду в ёмкость 2. Другая часть идёт к внешним потребителям. Такая электростанция вырабатывает больше электроэнергии, чем тратится на насос. Насос тратит энергию только на поднятие воды на высоту h1. С высоты (h1 + h2) вода поступает на турбину с генератором. Где потенциальная энергия воды превращается в кинетическую энергию вращения турбины. При этом потенциальная энергия E = mgh2 – халявная. Мы на подъём воды на высоту h2 энергию не тратили. В результате испарения и конденсации вода оказалась на этой высоте.
Аналогично в двигателе. Энергия на придание молекулам скорости 500 м/с мы не тратим. Это внутренняя энергия газа – халявная. Тратится только немного энергии на сжатие газа в цилиндре. Поршень движется со скоростью 2 м/с. В трубе поток газа также выходит со скоростью 2 м/с. Если торец трубы закрыть мембраной в несколько раз больше площади сечения трубы, то тоже количество молекул через мембрану вылетают со скоростью (2 м/с + 500 м/с). Импульс от каждой вылетевшей молекулы m(2 м/с + 500 м/с). Мы затратили энергию только на придание молекуле дополнительную скорость – 2 м/с. 500 м/с – это халява. Используется внутренняя энергия газа в виде кинетической энергии молекул.

Pyotr · Сообщение **Pyotr** » 06 апр 2014, 17:48

petrovic11 писал(а):Source of the post
Ну где вы увидели моё утверждение о квадратичной зависимости.

Только при такой зависимости будет "халява", на которую Вы надеетесь. При линейной зависимости, приведенной выше, которая фактически означает, что поршень передал избыточным молекулам импульс $$Gv$$

, где

- расход избыточных молекул, а $$v$$

- тепловая скорость, т. е. именно ту величину, которую Вы надеетесь получить в выходящем через мембрану потоке избыточных молекул. Но этот импульс уже отработан и вошел в интеграл сил давления. Ваша "халява" полностью аналогична работе Барона Мюнхгаузена, неоднократно упоминавшейся.

petrovic11 · Сообщение **petrovic11** » 06 апр 2014, 19:14

petrovic11 писал(а):Source of the post
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, так как одна молекула попала в отверстие и вылетела наружу. Импульсы 4 молекул компенсируют друг друга. На верхнюю стенку сосуда действует импульс 2mv. То есть, давление на внутреннюю поверхность верхней стенки больше, чем на внутреннюю поверхность мембраны. Удар одной молекулы вызывает ничтожную силу. Но в мембране множество отверстий, через которые вылетают множество молекул. И множество вылетающих молекул вызывают достаточно большую силу на внутреннюю поверхность верхней стенки.
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. В этот момент 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, который действует на внутреннюю поверхность верхней стенки. Эти импульсы множества молекул создают дополнительную силу давления на внутреннюю поверхность стенки. Эта дополнителная сила и есть реактивная сила от дополнительно вылетающих молекул.
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.

Я вам уже приводил этот пример. В посте #283 вы написали, что ошибок нет. Но так и не поняли принципа работы мембраны. Выделенное я добавил сейчас. Ну что тут не понятно?

Pyotr · Сообщение **Pyotr** » 07 апр 2014, 05:47

petrovic11 писал(а):Source of the post
Эти импульсы множества молекул создают дополнительную силу давления на внутреннюю поверхность стенки. Эта дополнителная сила и есть реактивная сила от дополнительно вылетающих молекул.
Я вам уже приводил этот пример. В посте #283 вы написали, что ошибок нет. Но так и не поняли принципа работы мембраны. Выделенное я добавил сейчас. Ну что тут не понятно?

Могу еще раз подтвердить, ошибок в тех рассуждениях нет, но Вы за деревьями не видите леса, состоящего в законе сохранения импульса. Рассмотрим выражение для избыточного давления на поршень при внезапном вдвигании поршня в цилиндр с газом из поста # 331 при малых $$U$$

:
$\Delta p = p_2-p_1=p_1 \frac{\gamma U}{c_1}=\frac{\rho_1RT_1\gamma U}{\sqrt{\gamma RT_1}}=\rho_1\sqrt{\gamma RT_1}U$ . Посчитаем избыточную силу, с которой это избыточное давление действует на поршень, площадь поверхности которого равна $$S$$

: $\Delta F=\Delta p S= \rho_1\sqrt{\gamma RT_1}U S=Gv$ , где роль тепловой скорости $$v$$

выполняет скорость звука $$ñ_1=\sqrt{\gamma RT_1}$$, а $$G$$

- расход избыточных молекул. Так разве не такой величины реактивный импульс Вы ожидаете получить при вылете молекул с расходом $$G$$

с тепловой скоростью через мембрану? Очевидно именно такой, но он лишь скомпенсирует силу, с которой вытесняемый газ давит на поршень. Откуда возьмется дополнительный импульс, который сообщит положительную силу тяги подвижной части Вашего двигателя? И где место для Вашей "халявы"?

petrovic11 · Сообщение **petrovic11** » 07 апр 2014, 15:07

Как вы пишите, что роль тепловой скорости v выполняет скорость звука. То есть G х 330 v/c. Но скорость звука меньше тепловой скорости молекул. G х 500 м/с.
Да, как вы считаете, в каких из 10 пунктов я ошибаюсь?

Pyotr · Сообщение **Pyotr** » 07 апр 2014, 15:30

petrovic11 писал(а):Source of the post
Как вы пишите, что роль тепловой скорости v выполняет скорость звука. То есть G х 330 v/c. Но скорость звука меньше тепловой скорости молекул. G х 500 м/с.

Т. е. 2 порядка превратились в 1.5 раза, хорошо бы, если бы Вы это подтвердили явно.
Далее, по поводу тепловой скорости. На уровне оценок с точностью до порядка величины разница в 1.5 раза несущественна. Более глубокий анализ ситуации с точки зрения связи тепловой скорости и давления показывает следующее:
1. Число столкновений в единицу времени с единицей площади поверхности суть:
$N =\frac{1}{4}nc$ , где $$n$$

- числовая плотность молекул газа, $c=\sqrt {\frac {8kT}{\pi m}}$ - тепловая скорость в кинетической теории газов.
2. Установим связь тепловой скорости $$c$$

с тепловой скоростью $$v$$

, которая фигурирует во всех Ваших рассуждениях и которая якобы равна 500 м/с. Для этого потребуем выполнения соотношения, на которое Вы постоянно опираетесь, а именно: $$2Nv=p$$

.
Если аккуратно выполнить вычисления, с правильным уравнением состояния $$p=nkT$$

, то нетрудно установить точное выражение для т. н. тепловой скорости $$v$$

: $v=\sqrt{\frac{\pi}{2}\frac{kT}{m}}$ , что для воздуха при температуре 300 К соответствует величине 368 м/с, которая на 11% больше скорости 330 м/с и на 6% больше правильного значения скорости звука 347 м/с в указанных условиях. Будем и дальше ловить блох?

petrovic11 · Сообщение **petrovic11** » 07 апр 2014, 15:58

Будем. Хорошо, скорость молекул 368 м/с. На 11% больше скорости звука. То есть, G x 330 v/c < G x 368 м/с на 11%. В принципе, скорость не имеет решающего значения. Как вы могли заметить в моих рассуждениях было такое. Суммарный импульс от ударившихся в торец молекул 4,5х10²¹mv. А суммарный импульс от вылетевших молекул 5,4х10²¹mv. То есть, скорость в принципе не имеет особого значения. Подставим вместо v любое значение и в результате суммарный импульс от вылетевших молекул больше. Вы тут увели меня в сторону. Вы так и не ответили, какие ошибки есть в 10 пунктах.

Pyotr · Сообщение **Pyotr** » 07 апр 2014, 16:03

petrovic11 писал(а):Source of the post
Вы так и не ответили, какие ошибки есть в 10 пунктах.

Нет уж, сначала Вы про 2 порядка, которые превратились даже не в 1.5 раза, а в 1.06.

petrovic11 · Сообщение **petrovic11** » 07 апр 2014, 16:50

Да элементарно. Скорость вылетающих молекул 368 м/с. Скорость выходящего потока газа при избыточном давлении 0,01 кгс/см² порядка нескольких метров. Допустим, 5 м/с. Избыточное давление можно ещё понизить до 0,005 кгс/см2. Скорость вылета молекул не изменится. Скорость потока снизиться как минимум в 2 раза. 368/2,5 = 147 раз. Но вы опять не поймёте этого.
Найдите ошибку хоть в одном пункте. Только не надо в качестве ошибки указывать скорость 500 м/с. Это не принципиально.

yourdomain.com