1. Цилиндр с переменным сечением (А). Внутри 2 соединённых поршня. Малый и большой, также соединённых вместе. Когда давление внутри и снаружи равны, то поршни неподвижны. Газ внутри стали нагревать. Давление внутри увеличилось до Pиз. Сила давления на внутреннюю поверхность большого поршня Fб = PизSб. Сила давления на внутреннюю поверхность малого поршня Fм = PизSм. Pиз равно в обоих случаях. Поэтому Fб > Fм, так как Sб > Sм. При любом Pиз всегда Fб > Fм. На поршни действует результирующая сила Fр = Fб - Fм. Возражений, надеюсь нет?
2. Цилиндр прямой, то есть его сечение не изменяется (Б). Слева мембрана, а справа непроницаемая стенка. Их общие площади равны. Но в мембране множество наноотверстий. Поэтому непроницаемая часть мембраны Sн, в которую ударяются молекулы, создавая давление, меньше, чем у непроницаемой стенки Sс. Мембрана - это аналог малого поршня в предыдущем примере. Стенка - это аналог большого поршня. Газ внутри стали нагревать. Давление внутри стало Pиз. Сила давления на мембрану Fм = PизSн. Сила давления на стенку Fс = PизSс. Сила Fс > Fм, так как площадь стенки больше, а Pиз равно для мембраны и стенки. При любом значении Pиз Fс > Fм. На цилиндр действует результирующая сила Fр = Fс - Fм. Под действием этой силы цилиндр будет двигаться вправо. Так как часть молекул вылетает наружу, попадая в отверстия, то от мембраны будет двигаться поток газа. Но этот поток газа не создаёт результирующую силу Fр. Пар в паровозе создаёт силу давления на поршень внутри рабочего цилиндра, а не когда он выходит из цилиндра, совершив работу в цилиндре. Так и в этом случае. Газ совершил работу внутри цилиндра с мембраной. А выходящий через мембрану газ - это как отработанный пар у паровоза. Некоторые товарищи предлагают сделать одно большое отверстие вместо множества наноотверстий. Но это тоже самое, как если паровоз приводить в движение за счёт пара, выпускаемого, допустим, через сопло Лаваля. Надеюсь, что принцип создания силы понятен.
3. Чтобы ВД работал, надо каким-то образом повышать давление внутри цилиндра. Это сделать очень просто. Присоединим к цилиндру с мембраной еще один цилиндр с поршнем. Большой цилиндр с мембраной укоротим. Лишний объём ни к чему.
Первоначально внутри нет Pиз. Система неподвижна. С помощью внешней силы придаём импульс цилиндрам и они сдвигаются влево. Внутри появилось Pиз. На торец присоединённого цилиндра с поршнем действует сила Fт = PизSт. На цилиндр с мембраной действует сила Fр = PизSо/2. Я уже много раз приводил расчёт этой силы. Чтобы после первоначального импульса от внешней силы цилиндры продолжали дальше двигаться самостоятельно, необходимо чтобы Fр > Fт или PизSо/2 > PизSт. Pиз в обоих формулах одинакова. Следовательно, для работы ВД должно выполняться условие Sо/2 > Sт или Sо > 2Sт. При этом условии сила Fр > Fт при любом Pиз. Ну что тут непонятного?
4. Для большей понятности представим такую конструкцию ВД. Добавляется ещё один цилиндр 9. Внутри этого цилиндра пониженное, относительно внешнего, давление. Поэтому на цилиндры постоянно действует сила внешнего давления Fв. независимо от того движутся цилиндры в какую-либо сторону или неподвижны. И эта сила Fв будет двигать цилиндры вправо, создавая внутри большого и малого цилиндров Pиз.
1- маховик. 2- шатун. 3 - тяга, соединённая с торцом малого цилиндра. 4 - малый цилиндр. 5 - большой цилиндр. 6 - мембрана. 7 - поршень. 8 - станина ВД. 9 - цилиндр, внутри которого давление меньше наружного.
Допустим, что мембраны нет и цилиндры находятся в правой мертвой точке. Перемещаем цилиндры влево до мёртвой точки и отпускаем. Для перемещения цилиндров затрачивается определённая работа по преодолению Fв. Далее цилиндры под действием наружного давления будут двигаться вправо до правой мёртвой точки. В это время внешнее давление совершает работу, равную затраченной на перемещение цилиндров до левой мёртвой точки Ав. Затем поршень начинает движение влево за счёт запасённой энергии в маховике. В это время работа отрицательна -Ав. Эту энергию маховик получил от внешнего давления. Будем считать что потерь нет. При движении точки в потенциальном поле по замкнутому контуру работа равна Ав - Ав = 0. Если нет потерь, то цилиндры, в принципе, могут двигаться бесконечно долго. Но и полезной работы не получить.
5.
Рассмотрим случай с проницаемой мембраной. Будем считать, что цилиндры в левой мёртвой точке. Если отпустить цилиндры то они под действием внешнего давления Fв начнут двигаться вправо, что вызовет появление внутри малого и большого цилиндрах Pиз. В свою очередь Pиз вызывает появление силы Fр. Эти две силы действуют в одном направлении и на цилиндры действует сила Fв + Fр. То есть, сила внешнего давления Fв увеличивается на Fр. Эти две силы совершают работу Ав + Ар. Пройдя правую мёртвую точку, цилиндры движутся влево за счёт запасённой в маховике энергии от работы двух сил. В этом случае на цилиндры действует сила Fв - Fр. То есть, сила внешнего давления становиться меньше на Fр. В этом случае работа отрицательная -(Ав -Ар). Цилиндры дошли до левой мёртвой точки. Цикл закончился система пришла в первоначальное состояние. В этом случае (Ав + Ар) - (Ав - Ар) = Ав + Ар - Ав + Ар) = 2Ар. То есть, работа положительна.
Andrew58 писал(а):Source of the post Мышка вдруг поняла, что сыр здесь есть, но не бесплатно, и не любимого сорта?
Гладить вас по шерстке никто не собирался. Не можете ответить на неприятные вопросы - скатертью дорога! Подберите сопли, раскрутите маховик - и вперед!
Сказали бы честно, мол, не хватает своей сообразиловки провести анализ до конца, - и то больше уважения заслужили бы... Тьфу!...
Гордо развернувшись, форум покинула еще одна истерически заметная личность.
Я уже писал, что у меня, сравнению с некоторыми товарищами, среднее, а не высшее. И крутые формулы не могу привести. Как говорил Наполеон - проиграна битва, но не компания. Так же я уже писал, что у Карно, тоже не было расчётов и графиков. Эту работу за него позднее сделал Клапейрон. Жаль конечно, что здесь не нашлось своего Клапейрона, который помог бы с формулами. Но всё-таки кое-какие подвижки имеются. Кое кто уже дошёл до второй стадии.
ALEX165 писал(а):Source of the post Что, забыли? Я же писал, что в Ваших рассуждениях ошибки нет, только они к реальности не имеют отношения.
Каждая теория проходит четыре стадии, прежде чем быть принятой:
1) это бесполезная чепуха;
2) это интересно, но неправильно;
3) это верно, но совершенно не важно;
4) да я всегда так говорил.
Дж. Холдейн (1963)
Так что
Andrew58, через несколько лет ещё стучать себя в грудь будете - я один из тех, кто помог пробиться этому ВД в жизнь.
