Embedded Files
Дата публикации: Dec 15, 2012 11:59:51 AM
Термодинамика это серьезная наука,но к счастью ничего общего с Природой не имеет.
Вкратце - термодинамика, это заумное пересказывание ( высоким штилем и для ограниченного контингента) всех трех Законов Ньютона из которых и вытекает фундаментальный Закон сохранения.
Если Вы уже знаете Термодинамику - придется все же познакомиться с ее основами - классической механикой.
Зачем?
Чтобы знать следующее:
Законы Термодинамики - абсолютно Законны,имеют силу сейчас,имели её и при создании Вселенной, и впредь будут иметь - оную.
Основные Законы термодинамики по-русски звучат так:
Невозможно охладить тело - без нагрева другого тела вообще,
Холодное тело не может самопроизвольно нагреть другое тело(требуется подвод энергии).
Скорость(температура) движения(или колебаний) молекул всегда идет в одном направлении - от теплого тела к холодному.
Многие "теоретики"
даже поэмы пишут на тему опровержения Законов Ньютона
(читай -термодинамики)
уповая на чудеса "теплового насоса" к примеру ...не понимая даже о чем собственно идет речь.
Иногда даже и говорят - мол "тепловой насос" это холодильник наоборот!!!
Никаких "наоборотов" нет и быть не может - если знать Термодинамику.
А не зная термодинамики - невозможно(в нашем случае) построить вакуумную МикроГЭС.
Да что там - построить!
Даже принцип дается почти всем с трудом,а большинству - не дается и вовсе...
Итак,смотрим на рисунок и начинаем понимать (то что учили еще в школе) - о чем все же говорит нам наука термодинамика - с точки зрения физики.
Задачу( №1)
Начнем с постановки условий к рисунку:
На рисунке даны две одинаковые по объёму комнаты, в общую стену которых - встроен холодильник.
Холодильник не включен в розетку.
Температура воздуха за окнами - минус 10 градусов,но поскольку комнаты не имеют отопительных приборов - то и температура возуха в каждой комнате - тоже равна = 10 градусам мороза.
Условия понятны?
Теперь нам остается включить холодильник в сеть ( запустить в работу).
Вопрос:
Изменится ли температура в комнатах(тепло выделяемое компрессором и электродвигателем - не учитывать)?
Задача №2.
Холодильник включен и продолжает работать но в комнате № 1 - предварительно была поднята температура воздуха до 10 градусов тепла.
Изменится ли температура воздуха в комнате №2?
Задача №3
В комнате №2 подняли температуру до 10 градусов тепла (а в комнате №1 - опять снизили до - минус 10 градусов мороза).
Изменится температура воздуха в комнате №1?
После правильного решения этих задач - Вы сможете переходить в раздел Сифоны Gravio - для дальнейшего изучения вакуумных МикроГЭС.
Нашим "двоечникам" - посвящается....
Тепловые насосы и "академики" РАЕН.
Вначале о РАЕН - это общественная организация "альтернативная" ...научным организациям всего Мира.
Сборище безграмотных изобредателей и прочих "гениев" - гонимых (натурально) и по- полной...
Пользуясь своими личными (в том числе и материальными)соображениями, всевозможные "академики" РАЕН грузят Правительство РФ лептонами,гравитонами,альтшулеронами,и прочими Петриковыми графенами - и...действительно не знают что такое тепловой насос.
Те немногие гуси,которые действительно знают и понимают принцип действия всевозможных "бытовых генераторов тепла" - помалкивают,- ибо можно схлопотать в личико от своих же собратьев - безвылазно тусующихся то в Сколково,а то и на Коллегии министров.
Гранты и фонды на "разработку" дело серьезное...
А интернет забит всевозможными ВД ,БГХТ, и прочей абракадаброй - ну куда, спрашивается,- податься бедному изобретателю?
Понятно куда, - на помойку - Скифы,Новофизы,Тризы и прочую хрень.
Больше того - многие вполне вменяемые изобретатели - всерьез говорят,и думают, что "тепловой насос" это
холодильник наоборот..
Увы.
Термодинамика запрещает нагревать теплое тело - холодным.
Кастрюлю с борщом - можно охладить и заморозить - тут все верно.
Но но вскипятить вновь - (куском льда) - тот же борщ - невозможно.
Но тепловые насосы - производятся?
Вполне.
Они экономят энергию?
Нет.И никогда этого делать не будут.
Они экономят лишь ЭЛЕКТРО-энергию,потребленную на обогрев.
И делается это вот таким простым способом:
Имеется неотапливаемое жилище в котором стоит мороз минус 10 градусов и ведро со льдом(вода замерзла).
В этом случае - спастись от холода самому и домочадцам - если уж очень лениво топить печку - все же можно.
Можно также и нагреть помещение до плюсовой температуры.
Как?
Тупо:
залезть в погреб - где всегда плюсовая(примерно +5) температура,и ждать весны.
Но можно и не ждать,а взять с собою в погреб ведро со льдом,и когда лед вновь станет жидкостью (и обретет температуру +5)
Отнести его (ведро) в жилище,и ждать пока вновь оно ТАМ замерзнет.
Если повторять этот процесс(таскать ведро туда и обратно) примерно 200 раз в сутки (ведер с водою надо побольше иметь) то и температура воздуха в комнате - повысится.
Теоретически - даже до тех же +5.
Но можно - и не бегать с ведром туда-сюда выхолаживая комнату(нагреваемое тело) и заодно - погреб( здесь - остужая горячее тело),а установить в комнате батарею отопительную и такую же батарею установить в погребе.
Затем изготовить ручной насос и заправить всю эту систему водою.
Если кто-то из родственников - будет круглосуточно крутить насос (чтобы вода циркулировала) комната прогреется до +5 градусов = быстрее.
При такой температуре можно даже и жить..
Ну,скажем, не густо - но тепло все же...
Вот вся "чудесная тайна" теплового насоса".
А как же ..
А как же - нагреть помещение до +18 хотя бы?.
Как обычно - или протопить печь или включить ...холодильник.
Причем не "наоборот" а так как предписано Законами Ньютона,
То есть вот так как и работает холодильник:
Конденсат хладоагента(жидкость) подается в погреб(испаритель) - где он испаряется(подвод к нему тепла) и подумать только! - самопроизвольно, под действием гравитации - посунется обратно вверх(в комнату)
В смысле - ушел обратно - вновь охлаждаться и превращаться в жидкость.
В жидкость он превращается в комнате - там где еще пока - холодно.
Как только температура погреба и комнаты - выравняется,
запоминаем:
Начнется процесс подвода (тепла)- ЭЛЕКТРОэнергии уже из розетки - куда и включен холодильник.
Ибо возможность подводить тепло к хладоагенту(для его испарения) - прекратилась:
(в погребе,комнате,и в самом хладоагенте уже наступило равновесие,- т.е. +5
Но у нас же холодильник!!
Вот именно.
Сжимая газ - компрессор его и нагревает,
(точно таким же способом - каким происходит зажигание рабочей смеси в дизельном двигателе).
То есть - быстрое сжатие газа - это и есть подвод тепла(нагрев)- газа.
Вот теперь можно поднимать температуру в комнате до тех пор - пока ...позволяет степень сжатия - компрессора.
Вот и вся - "наука".
Да еще чуть не забыл:
Кому не понятна роль - гравитации здесь - положите свой холодильник набок и посмотрите - будет ли он охлаждать ..
Думаю теперь - можно уж точно - решить все три задачи и приступить к изучению Вакуумной МикроГЭС.
Тем более - что она выполняется из обычных сантехнических газоводопроводных труб малого диаметра.
И даже "Вакуумный Двигатель Gravio" -
изготавливается на с помощью рук и токарного станка - на коленке..
Включая и вакуумирование.
Но по "Вакуумному Двигателю Gravio"
будет создан целый раздел - посвященный самострою.
Именно он - этот двигатель и являлся - "запретным плодом".
Ничто так не радует школьников,
как тяжелая болезнь любимой учительницы.
Почему именно на Луне?
А чтобы любителям атмосферное тепло не мешало..Но можно изготовить газовый аккумулятор и на
Земле.
Достаточно разместить баллон с газом в погребе.
Суть рисунка - наглядное пособие по аккумуляторам газовым и МикроГЭС испарительного типа.
На плакате показаны газ,и стенка сосуда.
Больше ничего не показано и внешнюю среду можно забыть - навсегда.Принцип аккумулирования механической энергии одинаков - что для маховика что для молекул газа.
Как Вы уже знаете из учебника газ стремится выйти наружу но стенка удерживает его внутри баллона.
Вот эти два слова и есть весь механизм физики процесса.во всех типах механических аккумуляторов энергии,пружинных двигателей и т.д.
Тупо:
(но доходчиво)
Молекулы стенки сосуда под действием механических сил молекул газа = увеличивают свое расстояние между собою.
При этом - диаметр сосуда увеличивается.
Увеличение расстояния между молекулами и есть "натягивание молекулярной" резинки.
Сложно - но надо понять:
И пневмодрель (молот.шина автомобиля,- и все пневмодвигатели) используют в своей работе эту "молекулярную резинку".
Сколько надо сохранить механической энергии в газовом баллоне -такой толщину(подбор материала еще) и потребуется толщина стенки сосуда.
Это единственный физически верный и достоверный факт - практической механики Ньютона.
Классика называется.
А как же
МикроГЭС испарительная -
(газа мол-де в трубе того тю-тю ..мизер)?
Все также верно - как и сказал Ньютон
(и правильно перевёл на доступный русский)
Gravio:
Чем больше мы откачаем материи(обычно жидкость) из баллона - тем больше стенка сосуда(в МикроГЭС - стенка трубы) будет сжата.
Уменьшится радиус трубы -
ровно на величину - удаленной материи из трубы(воды = здесь)
Когда восстановится
СССР
и придет всеобщее обязательное среднее образование вновь,- наши внуки будут знать еще(уже) со школьной скамьи, что и паровой котел, и МикроГЭС (испарительного типа),и гайкопневмоверт - используют одну и ту же механическую силу - силу межмолекулярной связи.
Иначе(для тех кто термодинамику учил да не выучил):
Пламя (химическая реакция) нагревая воду в котле преобразует энергию (обычно углеводородную) топлива в - обычную молекулярную силу.Эта сила (межмолекулярное взаимодействие) принадлежит не:
Не атмосфере.
Не пару(рабочему телу)
Не соседу дяде Васе а именно молекулам из которых и состоит - стенка сосуда(котла).
Хорошо теплоизолированный котел - надолго запасет энергию и отдаст ее - потребителю.
Задание(тем кто имеет свою тему на данном форуме - отвечать обязательно):
Какой известный постулат (о Торричеллиевой пустоте) - хорошо указывает на причину сжатия стенки сосуда - даже при полном отсутствии атмосферного давления,- за стенкой прибора?
Электричество,котел,труба и гравитация.
На рисунке дано:
цилиндры (с поршнем) и поставлена задача - оторвать от Земли груз.
Поскольку поднимать груз мы будем и паром и насосом водяным - чтобы избежать надуманных трудностей ("температура окружающей среды"- влияет) примем расширение пара в цилиндре и весь процесс подъема- адиабатным.
То есть - 100% - но ,- изолированным.
Нет теплопотерь на нагрев атмосферы к примеру.....
Что имеем:Электрокотел - с возможностью подвода пара в верхнюю полость цилиндра.
Электронасос - с возможностью перекачивания воды из нижней полости цилиндра (под поршнем) в верхнюю(над поршнем)
Ну разумеется есть и счетчик электроэнергии - на всякий случай..
Задача простая - надо подумать и решить - какой метод подъёма (отрыв от Земли) груза окажется более экономичным в двух случаях:В случае идеального (адиабатного) процесса В случае - реального процесса - для пара (и насоса).
Дополнение к задаче:
Между грузами и тросом врезан динамометр(на рисунке его забыли врезать)...продолжение следует.
..и уж для очень одаренных!!!!
Преподобный Роберт Стирлинг из Шотландии в 1816 году предложил двигатель ВНЕШНЕГО сгорания, гораздо более безопасный, чем паровой. В двигателе Стирлинга не было бойлера со сжатым паром, и поэтому взрываться было нечему. Кроме того, двигатель Стирлинга был проще, чем паровой, так как в нём не было двигающегося клапана. К сожалению, до сих пор двигатель Стирлинга не нашёл широкого применения, так как был вытеснен недорогими электрическими моторами. Однако, двигателю Стирлинга несомненно принадлежит будущее, так как для его работы нужна только разность температур, и поэтому он может работать на альтернативных источниках энергии - солнечной энергии, геотермальных водах и т.д.
Двигатель Стирлинга является полностью закрытой системой, в которой рабочий газ (обычно воздух) попеременно нагревается и охлаждается, двигаясь между неодинаково нагретыми частями системы.
В данной модели один цилиндр поддерживается горячим, а другой - холодным.
Рассмотрим 4 такта (фазы) работы двигателя Стирлинга.
Расширение. В начальный момент большая часть газа системы находится в горячем цилиндре. Поэтому газ нагревается и обапоршня движутся к оси вращения.Почему?
Перетекание газа. К этому моменту газ расширился (приблизительно в 3 раза). Большая часть газа (около 2/3) всё ещё находится в горячем цилиндре. Момент инерции маховика коленчатого вала прокручивает его на следующие 90 градусов, перемещая практически весь газ в холодный цилиндр.
Сжатие. Большая часть нагретого газа была перемещена в холодный цилиндр. Газ охлаждается и сжимается, двигая оба поршня от оси вращения.
Перетекание газа. Сжавшийся газ всё ещё находится в холодном цилиндре. Момент инерции маховика коленчатого вала прокручивает его на следующие 90 градусов, перемещая весь газ из холодного цилиндра в горячий, завершая цикл двигателя.
На трубке, соединяющей два цилиндра, находится т.н. регенератор, который "пре-охлаждает" или "пре-нагревает", проходящий газ, в зависимости от направления его движения. Теплота или "холод" для этого берутся от предыдущего потока газа, шедшего в противоположном направлении.
Сделано Богдановым К.Ю.
для лекций в школе 1326 г. Москвы
29 марта 2004 года
Page updated
Report abuse