Второй закон термодинамики. Верен или нет?

NikPetr

Чтобы показать, что есть предмет для серьёзного разговора и переосмысления давно известного, не буду ссылаться на публикации в “жёлтой прессе” и на мнения пациентов психбольниц, а обращусь к рассмотрению достижений науки, которые признаются адекватными жизни, и к некоторым мнениям о них тех людей, чья научная состоятельность и добросовестность признаются РАН точно так же, как и в остальном мире.
Приведём основные формулировки второго начала термодинамики:
1)Невозможен переход теплоты от тела более холодного к телу, более нагретому, без каких-либо других изменений в системе или окружающей среде (Р. Клаузиус).
2)Невозможно создать периодически действующую (совершающую какой-либо термодинамический цикл) машину, вся деятельность которой сводилась бы к поднятию некоторого груза (механической работе) и соответствующему охлаждению теплового резервуара (У. Томсон, М. Планк).
3)Невозможно построить вечный двигатель второго рода (В. Оствальд).
4)В замкнутой, т. е. изолированной в тепловом или механическом отношении системе, энтропия либо остаётся неизменной (если в системе протекают обратные, равновесные процессы либо возрастает (при неравновесных процессах) и в состоянии равновесия достигает максимума.
Это эквивалентные формулировки второго начала термодинамики, взятые из “Советского энциклопедического словаря” 1986 г. (В термодинамике энтропия определяется из следующего соотношения: dS=dQ/T , где dS — приращение энтропии; dQ — соответствующее приращение теплоты при абсолютной температуре Т, измеряемой в градусах Кельвина: 0ОС = 273ОК). В том же словаре читаем:«Вечный двигатель второго рода — воображаемая тепловая машина, которая в результате совершения кругового процесса (цикла) (в пространстве параметров, описывающих её рабочее тело: — ВП СССР) полностью преобразует теплоту, получаемую от какого-либо одного “неисчерпаемого” источника (океана, атмосферы и т. п.) в работу (в частности, механическую: — ВП СССР). Действие вечного двигателя второго рода не противоречит закону сохранения и превращения энергии, но нарушает второе начало термодинамики и потому такой двигатель не осуществим».
К этому можно добавить, что теоретический КПД вечного двигателя второго рода на цикле преобразования «теплота — (механическая) работа» равен 1.
Академии наук, в том числе СССР и его республик, Госкомизобретений принципиально не рассматривали и не рассматривают работы, в которых предлагаются энергоустановки с теоретическим КПД = 1 и выше и соответствующие этому КПД циклы изменения вектора состояния рабочего тела. Эту традицию восприняла и РАН.
Академик Л. Д. Ландау, известный физик-теоретик, нобелевский лауреат (1962 г. автор классического курса теоретической физики (совместно с Е. М. Лифшицем) по поводу второго начала термодинамики отмечал:«В том, что изложенные простые формулировки соответствуют реальной действительности, нет никакого сомнения: они подтверждаются нашими ежедневными наблюдениями».
В той или иной формулировке этот взгляд на второе начало термодинамики господствует как автоматизм распознавания явлений и автоматизм отношения к ним в мировоззрении школьников, студентов, тягловых людей науки и техники, и научно-технической “элиты” мировых научных и околонаучных “авторитетов”.
Между тем:
* В природе нет “замкнутых систем”, о которых говорит второе начало термодинамики.
* Ни в одной из лексических формулировок утверждения, известного как «второе начало термодинамики», ничего не говорится о каких-либо силовых полях.
* Точно также какие-либо параметры силовых полей отсутствуют и в математических выражениях этого утверждения.
Поэтому ко всем формулировкам о свойствах “замкнутых систем” надо относиться, как к условностям человеческого мировосприятия, ограниченно применимым к конкретной обстановке, т. е. сообразуясь с реальными рассматриваемыми системами и их положением в окружающей среде, и соответственно — с полным набором параметров, которыми допустимо характеризовать систему и окружающую её среду при решении конкретной задачи.
В 1866 г. Дж. К. Максвелл рассматривал температурное равновесие вертикального столба газа в гравитационном поле в стационарном состоянии[69]. Дж. К. Максвелл пришёл к выводу, что для соответствия второму началу термодинамики необходимо, чтобы в стационарном состоянии в гравитационном поле температура в столбе газа не зависила от высоты, т. е. вертикальный температурный градиент (изменение температуры с высотой) любого вещества должен быть в стационарном состоянии в гравитационном поле равен нулю, иначе второе начало термодинамики будет нарушено.
С 1897 по 1914 г. К. Э. Циолковский также рассматривал газ в стационарном состоянии в гравитационном поле. При этом он теоретически показал, что гравитационное поле порождает в газовом столбе, находящемся в стационарном состоянии, вертикальный температурный градиент — различие температур на разных высотах. Этому теоретически корректно полученному результату противоречит «второе начало термодинамики».
Экспериментальные исследования атмосфер Земли и Венеры показали наличие в атмосфере каждой из планет температурного градиента по высоте, значения коего хорошо согласуются с теоретическими моделями. То есть реальные наблюдения атмосфер Земли и Венеры опровергают мнение нобелевского лауреата академика Л. Д. Ландау и ему подобные мнения о согласии второго начала термодинамики с фактологией реальных наблюдений и подтверждают теоретические выводы Д. К. Максвелла и К. Э. Циолковского. Учебники же физики на протяжении столетия дурят школьникам нескольких поколений головы, навязывая в качестве абсолютной универсальной истины «второе начало термодинамики».
То есть второе начало термодинамики — не общевселенский фундаментальный принцип, а ограниченный частный физический закон, применимый исключительно в случаях, когда в пределах локализации рассматриваемого объекта силовым воздействием общеприродных, известных и неизвестных нам полей можно пренебречь.
Кроме того, К. Э. Циолковский показал, что в гравитационном поле принципиально возможно построение монотемпературного двигателя: энергоустановки типа “вечный двигатель второго рода” с теоретическим КПД цикла преобразования «теплота — (механическая) работа» равным единице.А до авторов одного из наиболее авторитетных в СССР учебников физики (Л. Д. Ландау и Е. М. Лившица) сведения о мнении Дж. К. Максвелла и К. Э. Циолковского о втором начале термодинамики похоже не дошли. А сами они о его ограниченной применимости не догадались?
В технологических приложениях выявленная Дж. К. Максвеллом и К. Э. Циолковским ограниченность правомочности применения второго начала означает, что устройство, именуемое «вечный двигатель второго рода», некоторым образом технически возможно, — вопреки обывательскому мнению и академическому запрету на рассмотрение проектов такого рода энергоустановок; КПД энергоустановок может быть равен единице и т. п.
Однако на протяжении более 100 лет смотреть, что делается за преградой второго начала термодинамики, запрещено всеми средствами цивилизации: от двойки в школе до репрессий со стороны академий наук и психиатрической борьбы с изобретателями вечных двигателей.
Тем не менее, надо понимать, что культура и научное знание (как одна из её составляющих) обладает отчасти способностью к зомбированию индивидов и обществ просто в силу того, что в процессе обучения индивид не способен единолично воспроизвести все эксперименты и наблюдения прошлого и переосмыслить их. И даже если интуиция подсказывает ему, что что-то не так, как об этом повествуют учебники, то для того, чтобы понять как оно там на самом деле, ему необходимо произвести научное исследование вопроса. А научные исследования дороги, повторение их требует времени, и не все наблюдения воспроизводимы вследствие единичного или редкостного характера некоторых явлений[71]. В силу этого многое в процессе обучения человек вынужден принимать на веру, вследствие чего вступает во взрослость, будучи отягощённым прижившимися в культуре ошибочными мнениями, сложившимися в прошлом.
Но поскольку наука — одна из отраслей профессиональной деятельности, — то общество в праве требовать от её представителей — профессионалов, чтобы таких ситуаций, как описанная выше ситуация со вторым началом термодинамики, в ней не было.
Если Дж. К. Максвелл 150 лет тому назад показал, что второму началу термодинамики соответствуют далеко не все природные процессы; если к этому же выводу (по всей видимости, независимо от работ Дж. К. Максвелла) пришёл К. Э. Циолковский; если из их работ проистекают мировоззренчески важные выводы, открывающие пути иного развития техники и технологий, то об этом их вкладе в науку должно быть написано в каждом учебнике физики для средней школы и вузов хотя бы для того, чтобы новые поколения исследователей изначально были ориентированы на возможность заглянуть за пределы, которых смогла достичь наука в прошлом.

stat52349

читаем классиков... http://ufn.ru/ufn67/ufn67_12/Russian/r6712h.pdf

mtk79

Конечно, нет! Фильтр Грызлова-Петрика не только работает с эффективностью, большей 100%, является самоочищающимся — но и вырабатывает полезную энергию, а не потребляет ее, при этом являясь циклическим

Ryfargler

вроде давно же разработали торсионный генератор с КПД более 100%, Петрик разве смог превзойти рекорд, больше ста, мне кажется уже все равно, 102, или 130

NikPetr

читаем классиков... http://ufn.ru/ufn67/ufn67_12/Russian/r6712h.pdf
что там? у меня не открывается

kachokslava

Смолуховский про
"
1967 г. Декабрь Том 93, вып. 4
УСПЕХИ ФИЗИЧЕСКИХ ΗАУК
ГРАНИЦЫ СПРАВЕДЛИВОСТИ ВТОРОГО НАЧАЛА
ТЕРМОДИНАМИКИ*)
"
дата и журнал как бы намекают на боянность

Vlad128

Вон, сотоварищи считают, что "Достижения физических наук" — безблагодатный журнал.

seeknote

очертите проблему более конкретно

lena1978

и это в аксиоматике цермело-френкеля.

demiurg

http://arjournals.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev....
Более современный взгляд

fabio

а выложи где нить full-text почитать

kachokslava

об чём и разговор

spiritmc

> Академии наук, в том числе СССР и его республик,
> Госкомизобретений принципиально не рассматривали
> и не рассматривают работы, в которых предлагаются
> энергоустановки с теоретическим КПД = 1 и выше
> и соответствующие этому КПД циклы изменения вектора
> состояния рабочего тела. Эту традицию восприняла и РАН.
Этой "традиции" лет больше, чем самому второму закону.
Более того, второй закон выведен из этой "традиции," а не наоборот.
См. Карно, "Размышления о движущей силе огня..."
> Между тем:
> * В природе нет “замкнутых систем”, о которых говорит второе начало термодинамики.
Замкнутые системы в природе есть. См. основы термодинамики,
те главы, которые предшествуют обсуждению правил.
Те самые, которые ты пропустил.
> * Ни в одной из лексических формулировок утверждения,
> известного как "второе начало термодинамики," ничего не
> говорится о каких-либо силовых полях.
Если ты не владеешь терминами, которые употреблены в этих формулировках,
да, так можно считать. Тогда странно, почему ты не рассматриваешь
грамматические построения, раз уж тебе покласть на семантику и прагматику
языка, принятого в данной области науки.
> * Точно также какие-либо параметры силовых полей отсутствуют
> и в математических выражениях этого утверждения.
div B = 0.
В этом выражении отсутствуют какие-либо параметры гравитационных полей
и даже электростатические заряды.
Странно. К чему бы это?
> Дж. К. Максвелл пришёл к выводу, что для соответствия второму
> началу термодинамики необходимо, чтобы в стационарном состоянии
> в гравитационном поле температура в столбе газа не зависила от высоты,
> т. е. вертикальный температурный градиент (изменение температуры с высотой)
> любого вещества должен быть в стационарном состоянии в гравитационном поле
> равен нулю, иначе второе начало термодинамики будет нарушено.
> С 1897 по 1914 г. К. Э. Циолковский также рассматривал газ
> в стационарном состоянии в гравитационном поле. При этом он
> теоретически показал, что гравитационное поле порождает в
> газовом столбе, находящемся в стационарном состоянии,
> вертикальный температурный градиент — различие температур на
> разных высотах. Этому теоретически корректно полученному
> результату противоречит "второе начало термодинамики."
Non sequitur.
Более того, это рассуждение показывает, что ты нисколько
не знаком ни с термодинамической теорией устойчивости,
ни с результатами Онзагера.
Да и само рассуждение --- просто блеск: сначала из второго
закона выводится необходимость существования градиента,
которое подтверждается измерениями, и отсюда делается вывод,
что это чему-то противоречит.
У тебя с формальной логикой как, всё в порядке?
A -> B, B |- !A.
Типа, опа! Я хочу видеть обоснование этого вывода.
> Если Дж. К. Максвелл 150 лет тому назад показал, что второму
> началу термодинамики соответствуют далеко не все природные
> процессы; если к этому же выводу (по всей видимости,
> независимо от работ Дж. К. Максвелла) пришёл К. Э. Циолковский
А Эйлер формулу для простых чисел вывел. И что?
Максвелл и Циолковский просто офигеть какие великие эксперты
в термодинамике, тебе слова "брюссельская школа" что-нибудь говорят?
---
"Математик может говорить, что ему хочется,
но физик должен, хотя бы в какой-то мере, быть в здравом рассудке."

Sergey79

Наука выглядит стройной и железобетонной только в школьных учебниках и научно-популярных книгах. В реале ученые позволяют себе практически любое буйство фантазии, если это позволит написать броскую статью.
Что касается "зомбированных простых людей", то им то что до второго начала термодинамики? Они же все равно его не помнят.

mtk79

Я (простой зомбированный людь) всегда его вспоминаю перед тем, как перейти улицу и почистить картошку.
Кстати, немногие знают, что наиболее удобоваримую формулировку 2-го закона дал тов. Мёрфи в своем "основном законе": предоставленные сами себе, события...

Brina

Как бы можно сказать, что для броуновского движения не действует...

spiritmc

> Кстати, немногие знают, что наиболее удобоваримую формулировку
> 2-го закона дал тов. Мёрфи в своем "основном законе":
> представленные сами себе, события...
Всё было бы хорошо, если бы:
а) закон Мёрфи был тобой передан хотя бы достаточно близко по
содержанию;
б) закон Мёрфи правда был бы о втором начале (на самом деле он
связан с тем, что называется постулатом о равновесии, так же
известном как "нулевое" начало).
---
"Математика --- это тайная надежда, что допущенное упрощение
сойдёт безнаказанно."

Angalak

Ае!

spiritmc

> Как бы можно сказать, что для броуновского движения не действует...
Действует, ещё как действует.
Броуновское движение не производит работы.
---
"Математик может говорить, что ему хочется,
но физик должен, хотя бы в какой-то мере, быть в здравом рассудке."

Brina

Я бы не стал быть столь категоричным. Над частицей, насколько я понимаю, работа против сил вязкого трения производится. Действительно, A = FS (скалярно)...

lena1978

а под частицей сила тяжести преодолевается

spiritmc

> Над частицей, насколько я понимаю
Не понимаешь.
> работа против сил вязкого трения производится.
Распиши, какие ещё силы действуют на частицу,
и объясни, почему это так.
---
"В произведении должна быть ясная, определённая мысль.
Вы должны знать, для чего пишете, иначе, если пойдёте
по этой живописной дороге без определённой цели,
то вы заблудитесь..."

spiritmc

> Над частицей, насколько я понимаю
> работа против сил вязкого трения производится.
Всё проще, тут даже без рассмотрения частиц можно обойтись:
какую систему ты рассматриваешь и какие её внешние переменные
изменяются?
---
"В произведении должна быть ясная, определённая мысль.
Вы должны знать, для чего пишете, иначе, если пойдёте
по этой живописной дороге без определённой цели,
то вы заблудитесь..."

Brina

Распиши, какие ещё силы действуют на частицу,
и объясни, почему это так.
Пожалуйста. Но только в классике.
При столкновении с броуновской частицей импульс молекулы меняется на противоположный, т.е. изменение импульса 2mv. Коль скоро столкновение происходит за время dt, то сила воздействующая на частицу есть f = 2mv/dt. Осталось векторно просуммировать, чтобы получить силу "стохастических ударов" F.
Наша броуновская частица совершает макроскопическое движение, следовательно на нее действует сила F_тр, которую в простейшем виде можно записать как F_тр = -av. Работа тогда есть A = F_трS = -avS (векторно). Эта величина нулю не равна...

spiritmc

> При столкновении с броуновской частицей импульс молекулы
> меняется на противоположный
Как ты учёл вот эту работу? Никак?
Или как ты относишься к тому, что здесь сила совсем не является
гироскопической?
> Наша броуновская частица совершает макроскопическое движение,
> следовательно на нее действует сила F_тр, которую в простейшем
> виде можно записать как F_тр = -av. Работа тогда есть A =
> F_трS = -avS (векторно). Эта величина нулю не равна...
И что? Ты подсчитал вклад только силы трения, да он ненулевой,
только что это показывает, если ты отбросил всё остальное?
---
"Математика --- это тайная надежда, что допущенное упрощение
сойдёт безнаказанно."

spiritmc

>> какую систему ты рассматриваешь
> А хрен ее знает...
Вот о том и разговор, что ты пытаешься опровергать то,
о чём имеешь весьма и весьма смутное представление.
---
"Математик может говорить, что ему хочется,
но физик должен, хотя бы в какой-то мере, быть в здравом рассудке."

Brina

Еще раз. Частица движется. Движется в вязкой среде. Чтоб двигаться в такой среде бесконечно долго, надо совершать работу — или нет? Надо. А что ее совершает?

spiritmc

> Еще раз. Частица движется. Движется в вязкой среде.
> Чтоб двигаться в такой среде бесконечно долго, надо совершать
> работу — или нет?
Какую систему ты рассматриваешь? Где граница?
Этот вопрос принципиальный, потому что он разделяет теплоту и работу.
Можешь посмотреть любой учебник, где разбирается термодинамика
открытых систем. Пока ты на него не ответишь, разговаривать не о чем.
Постулат Кельвина не случайно написан так, как написан.
> Надо.
Нет.
Более того, чтобы сократить время на следующем твоём вопросе,
ответь на следующий: является ли на самом деле твой термостат
термостатом в то время, когда он передаёт частице импульс?
---
"Математика --- это тайная надежда, что допущенное упрощение
сойдёт безнаказанно."

natunchik

Еще раз. Частица движется. Движется в вязкой среде. Чтоб двигаться в такой среде бесконечно долго, надо совершать работу — или нет? Надо. А что ее совершает?
Ага. Совершается работа по преодолению сил трения! Куда она девается? Переходит в тепло, вестимо. То есть нагревает окружающие молекулки. Кем совершается? Нагретыми окружающими молекулками, чё. Они при этом, видимо, остывают? Нет, всё ещё интересней — когда молекулка втыкается в частицу против её направления движения, она её тормозит, а сама нагревается (отлетает с бОльшей скоростью это и есть вязкое трение, потому и пропорционально скорости. А когда по направлению движения, она её ещё немного ускоряет, а сама остывает. Вот и получается, что работа нулевая.
Самое интересное начинается, когда мы представляем, что мы её наэлектризовали и пытаемся извлечь из её движений какую-нибудь пользу при помощи внешнего устройства, где, скажем, ещё какая-нибудь наэлектризованная частица может ездить по кругу только в одном направлении (щетиночки из неё торчат, типа). Было бы неплохо, если бы КОНТРА, раз он самый специалист, объяснил, почему это не будет работать — не из глобальных соображений, типа что энтропия всей системы не может consistently убывать (кстати в формулировке второго закона это уточнение постоянно опускают и меня это бесит! а где конкретно оно не работает.

demiurg

может ездить по кругу только в одном направлении (щетиночки из неё торчат, типа).
Это же thermal ratchet. Вполне работает.
http://all-fizika.com/article/index.php?id_article=442

natunchik

Ты хотел сказать, не работает. =)
Да, убедительно.

demiurg

Хм? Ну может я неправильно тебя понял. Работает, если есть что потреблять. На картинке из Фейнмана градиент температур, а в молекулярных моторах химпотенциал АТФ.

ksenia82

Вот отчего наш механизм не будет находиться в вечном движении. Иногда от щелчков по крыльям вертушки собачка поднимается и вертушка поворачивается. Но иногда, когда вертушка стремится повернуть назад, собачка оказывается уже приподнятой (из-за флуктуации движений этого конца оси) и храповик действительно поворачивает обратно. В итоге— чистый нуль.

Прочитал особо глубоко не задумываясь, но вроде расписано все логично

demiurg

Ну а дальше речь идёт о случае T2<T1 :)
http://all-fizika.com/article/index.php?id_article=443

natunchik

А, не, ну понятно, что если храповик отдельно и холодный, то идёт стандартная работа тепловой машины — теплота газа через броуновское движение нагревает маховик и совершает работу. Нагревание храповика я и не учёл, и ключевым является тот момент, что если постоянно уравнивать его температуру с температурой рабочего газа, то собачка будет глючить ровно так же часто, как способствовать отбору тепла у частицы.

demiurg

Ну и температурный градиент — не единственный вариант получения энергии для выпрямления теплового шума.

spiritmc

> где конкретно оно не работает.
Тут есть несколько разных источников путаницы.
Прежде всего, это то, какую именно систему ты рассматриваешь,
если это какой-то объём, внутри которого ползают броуновские
частицы, то работа совершается только при перемещении граничной
поверхности, а она не перемещается. Либо ты рассматриваешь саму
частицу, но тогда начинается весёлое дело, потому что частица
движется, из-за чего: а) появляется общая кинетическая составляющая
энергии, что вносит путаницу в то, что же считается работой;
б) "термостат" перестаёт быть термостатом, потому что появляется
градиент давления (иначе нет силы, разгоняющей частицу что
сразу же отменяет постулат Планка в его исходном виде.
И вот этот самый "термостат" работает по незамкнутому пути,
потому что тот объём, который даёт толчок частице, расширяется,
и потом его надо как-то сжимать (хотя бы теоретически, чтобы
учесть последствия).
---
Ты, я и термодинамика.

spiritmc

> энтропия всей системы не может consistently убывать (кстати в
> формулировке второго закона это уточнение постоянно опускают и
> меня это бесит!)
Кстати, это неверно. Из того, что процессы происходят и энтропия
является функцией состояния, следует, что энтропия если изменяется,
то изменяется монотонно. А вот знак производной завязан на знак
температуры, выбор которого произволен.
---
Ты, я и термодинамика.

lena1978

наверно имелось в виду не монотонность, а равномерность по подсистемам.

spiritmc

> наверно имелось в виду не монотонность, а равномерность по подсистемам.
Нет, имеется в виду именно монотонность.
В закрытых системах энтропия изменяется монотонно.
Если тебе больше нравится неравновесная формулировка,
то у тебя есть запрет на знак производства энтропии,
энтропия либо не уничтожается, либо не производится.
Конкретный знак связан со знаком температуры.
---
Ты, я и термодинамика.

lena1978

я про то, что Fj имел в виду не монотонность.

seeknote

Скажи, твое задротство термодинамикой принесло в этот мир что-то кроме бессмысленых срачей на форуме?
или термодинамика, упс, немного не в форварде нынешних исследований?

stm7543347

Я три штуки баксов на днях на ней поднял. :umn:

natunchik

В закрытых системах энтропия изменяется монотонно.

Ну, вот я возьму ящик с десятью молекулами, буду туда периодически заглядывать и где-то на числах порядка 1000 заглядываний буду иметь отличную вероятность хотя бы раз увидеть их всех в одной половине ящика, то есть в состоянии с существенно пониженной энтропией, не правда ли? Или я неправильно понимаю, как её следует считать?

mab1

я бы сказал, что да, неправильно понимаешь, как ее следует считать. Мне кажется интуитивно очевидным, что фокус с подсчетом количества частиц слева и справа имеет отношение к энтропии только в том случае, если речь идет о термодинамических системах, к коим твои десять молекул не относятся. Но мне лениво сейчас всерьез задумываться над этим умозрительным вопросом.

natunchik

Ну возми моль молекул. Тогда придётся ждать очень долго, конечно, но качественно ничего не изменится — не появится никакой непонятной магической силы, мешающей им собраться в одной половине ящика.

spiritmc

> Ну возьми моль молекул. Тогда придётся ждать очень долго
На каком основании сделан этот вывод?
Сколько придётся ждать?
Это когда-нибудь наблюдалось?
---
Ты, я и термодинамика.

griz_a

Ну да, вероятность события [math]$2^{-6*10^{23}}>10^{10^{23}}$[/math]
Поскольку время между сменами состояний не ненулевое (нужно время на перемешивание это заведомо не меньше [math]$10^{10^{22}}$[/math] лет

valeriya_lf

Я думаю, что не верен. Достачно посмотреть на броуновское движение. Да, оно хаотическое. Но если построить микрогенератор, у которого движущийся элемент будет хаотически двигаться, мы всё равно можетм извлекать эту энергию. Есть конечно, вариант, что там будет затык с размерами.

spiritmc

> Я думаю, что не верен. Достачно посмотреть на броуновское движение.
> Да, оно хаотическое. Но если построить микрогенератор, у которого
> движущийся элемент будет хаотически двигаться, мы всё равно можетм
> извлекать эту энергию.
Пример такого "микрогенератора" в студию.
И не забудь, что разговор идёт не про какую угодно возможность
извлекать энергию, а про вполне определённую, с круговым процессом.
---
"Vyroba umelych lidi, slecno, je tovarni tajemstvi."

NikPetr

Недавно вычитал следующее:
"............Эйнштейн списал у предшественников (Лоренца и Пуанкаре не сославшись на их работы, и потому, став единоличным автором теории относительности, является плагиатором, которого заправилы Западной цивилизации сделали культовой фигурой. А о том, что с середины 1950-х гг. известно, что если зеркальный телескоп навести не на оптически видимую звезду, а на её расчетное положение на небесной сфере в настоящей момент времени, то крутильные весы, помещенные в главный фокус телескопа, реагируют на поток некой энергии, распространяющийся со скоростью многократно превышающей скорость света [26], знает только малое число специалистов, но в учебники физики ни школ, ни вузов это не попадает, и потому почти все убеждены, что “лучший физик всех времен и народов” — Альберт Эйнштейн."
Относительно Лоренца и Пуанкаре я готов согласится, а вот насчёт зеркального телескопа какой-то бред,просветите кто разбирается.

demiurg

Учебники почитай

demiurg

какой-то бред,просветите кто разбирается.
А чо просвещать-то, бред, да :)

natunchik

На каком основании сделан этот вывод?Сколько придётся ждать?Это когда-нибудь наблюдалось?
На основании имеющихся теорий. В которых нет никаких намёков на какую-то магическую силу которая мешает молю молекул собраться в одной половине ящика, а есть напротив возможность подсчитать, сколько придётся ждать (да, порядка 2^Na, проблемы?)
Нет, это не наблюдалось. А должно было? Ты в курсе вообще что индуктивизм а) не работает, б) не нужен? Ты тоже из окна ещё ни разу не выпадал (надеюсь тем не менее причин считать, что если ты вдруг выпадешь, то плавно спланируешь на землю, нет, и даже можно полагать обоснованным то, что ты наоборот упадёшь и разобьёшься. Невзирая на то, что имеющаяся индуктивная база вполне допускает существование исключения в законах природы для тебя лично (и только когда ты выпадаешь из вполне определённого окна).
Я думаю, всем будет полезно почитать: http://evolbiol.ru/deutsch/deutsch_en.htma>
Так это, я что-то не понял. У системы из десяти молекул в ящике энтропии нет? У системы из моля молекул энтропия есть, но есть так же магическая сила, поддерживающая в обеих половинах ящика всегда в точности одинаковое количество молекул (в случае ящиков с нечётным количеством молекул одна из них удерживается ровно посередине этой же силой)? То есть ну хорошо, мысленный эксперимент де Ситтера вам не нравится, но вот скажем никто не хочет посчитать из первых принципов математическое ожидание отклонения числа молекул в левой половине от 1/2 общего числа молекул, если внезапно и очень быстро поставить границу между половинами? Хинт: у биномиального распределения с p=0.5 дисперсия равна 0.25. Что делать будем?
То есть я вот чего не понимаю: если вы считаете, что когда слева в три раза меньше молекул, чем справа, то это огого какая низкая энтропия и равномерно распределённый газ в такое состояние никак придти не может, Второй Закон Роботехники не позволяет, то у меня для вас дикий сюрприз и взрыв мозга.
Или может быть у вас какое-то своё, особое, секретное определение энтропии есть?

mab1

> На основании имеющихся теорий
а физика, вообще-то, от экспериментов отталкивается.
> но вот скажем никто не хочет посчитать из первых принципов математическое ожидание отклонения числа молекул в левой половине от 1/2 общего числа молекул, если внезапно и очень быстро поставить границу между половинами?
Это первая задачка, которую дают даже не для закрепления, а для иллюстрации темы.
> Хинт: у биномиального распределения с p=0.5 дисперсия равна 0.25.
Забыл указать букву N в волшебной степени 1. Что для 1 моля дает среднеквадратичное отклонение 10^12 (я даже преувеличил а для матожидания — 10^23 (я преуменьшил).
> То есть я вот чего не понимаю: если вы считаете, что когда слева в три раза меньше молекул, чем справа, то это огого какая низкая энтропия и равномерно распределённый газ в такое состояние никак придти не может, то у меня для вас дикий сюрприз и взрыв мозга.
Давай, взрывай мозг. Ты ведь легко можешь посчитать вероятность такого "из первых принципов".
> Или может быть у вас какое-то своё, особое, секретное определение энтропии есть?
Давай начнем со школьного. Рассмотреть определение энтропии в переходе от термодинамических систем к столику для снукера можно, но пока, как мне кажется, ты и с термодинамическими системами не разобрался.
В книге господина Дойча не заметил рассуждений об убывании энтропии.

valeriya_lf

Учебники я читал, никакого доказательства правильности 2ЗТД там нету. Мне эта мысль пришла в 11 классе вголову (7 лет назад.). Я просто хочу сказать, что ко всему стоит относиться критично. Примера микрогенератора предоставить не могу - возможно его сконструировать физически невозможно. Тогда здесь и будет зарыта собака.
Я кстати рад что на форуме появилась эта тема, сам давно хотел создать, но думал что засмеют.

natunchik

а физика, вообще-то, от экспериментов отталкивается.
Неа, ты не прав. Эксперименты рассматриваются только и исключительно в контексте теорий. Ты не можешь поставить эксперимент, пока у тебя нет теории (а лучше — нескольких, конфликтующих которая говорит, как следует ставить эксперимент и что следует ожидать в результате.
Однако давай пока в эту тему не углубляться, раз мы не то, что с физикой, а со школьной арифметикой к взаимопониманию не пришли.
EDIT: после этого идёт фигня, я оказался не в ладах с математикой
Забыл указать букву N в волшебной степени 1.

Её там нет, привет. http://en.wikipedia.org/wiki/Binomial_distribution — читай до просветления. Всю её сюда копипастить не буду, избранные места:
If X ~ B(n, p) (that is, X is a binomially distributed random variable then the expected value of X is np

Нормализуя по n, получаем p. То есть если у тебя есть биномиальное распределение с вероятностью p, на отрезке от нуля до единицы, то матожидание равно p. В нашем случае - 0.5.
and the variance is np(1-p)
Где n точно так же сокращается при нормализации в [0, 1], получаем 0.25.
Объяснение:
This fact is easily proven as follows. Suppose first that we have a single Bernoulli trial. There are two possible outcomes: 1 and 0, the first occurring with probability p and the second having probability 1 − p. The expected value in this trial will be equal to μ = |1>p + |0>(1−p) = p. The variance in this trial is calculated similarly: σ2 = (1−p)2·p + (0−p)2·(1−p) = p(1 − p).
The generic binomial distribution is a sum of n independent Bernoulli trials. The mean and the variance of such distribution are equal to the sums of means and variances of each individual trial

Чтобы нам было легче дискутировать, вот тебе несколько простых вопросов:
1) Матожидание биномиального распределения для вероятности 0.5 нормализованное в отрезок [0, 1] равно 0.5. [ ] Да [ ] Нет.
2) Эта штука (не хочется повторять) является в точности моделью идеального газа в коробке, её матожидание есть матожидание количества молекул в левой половине. [ ] Да [ ] Нет.
3) Дисперсия этой штуки равна 0.25. [ ] Да [ ] Нет.
4) Это означает, что вероятность увидеть соотношение количества молекул идеального газа в левой и правой половине между 1:3 (один к трём) и 3:1 (три к одному) равна 0.5. Вероятность увидеть какое-нибудь соотношение вне этого отрезка тоже равна 0.5. [ ] Да [ ] Нет.
5) Данная модель соответствует физической реальности, то есть если ты возьмёшь длинную трубку с перегородкой посередине, запустишь туда моль газа и опустишь перегородку быстрее скорости звука в этом газе при получившейся температуре, то в половине случаев получишь разницу давлений в половинах большую, чем 1:3. [ ] Да [ ] Нет.
Всем, кто поставил мне минусы, рекомендую тоже попытаться ответить на эти несложные вопросы, при неудаче вам следует изменить минус на плюс. Алсо, прозреваю, что к нам приехал цирк, господа! Сейчас сторонники монотонности Второго Закона Термодинамики начнут выдавать наипрезабавнейшие умозаключения! С нетерпением жду, пока кто-нибудь скажет, что Второй Закон из первых принципов не выводится и им противоречит! EDIT: Извините, мне стыдно

griz_a

[math]$D\frac{X}{n}=E\frac{X^2}{n^2}-(E\frac{X}{n})^2=\frac{DX}{n^2}$[/math]

vsjshnikova

If X ~ B(n, p) (that is, X is a binomially distributed random variable then the expected value of X is np
Нормализуя по n, получаем p. То есть если у тебя есть биномиальное распределение с вероятностью p от нуля до единицы, то матожидание равно p. В нашем случае - 0.5.
and the variance is np(1-p)
Где n точно так же сокращается при нормализации в [0, 1], получаем 0.25.
А ничего, что при нормировке надо дисперсию на n^2 делить?
Для примера: биномиальное распределение B(2, 0.5 нормированное на [0,1]
значение    |  0  |  0.5 |  1  |
вероятность |0.25 | 0.5 |0.25 |

Матожидание 0.5, дисперсия (0.5^2)*0.25 + (0^2)*0.5 + (0.5^2)*0.25 = 0.125 = 0.25/n

griz_a

Если интересно, то оценка на вероятность того, что в левой половина будет меньше чем четверть частиц такова:
[math]$P(N<n/4)=P(\frac{2N-n}{\sqrt{n}}<-\sqrt{n}/2)\sim Ф(-\sqrt{n}/2)\sim e^{-n/4}$[/math]
В нашем случае n примерно [math]$6*10^{23}$[/math], так что итого грубая оценка 1, деленное на 10^{5*10^22}. Это не просто мало, это недостижимо мало в такой маленькой вселенной при такой маленькой продолжительности жизни этой вселенной

natunchik

Ой.
Ок, был не прав. It makes sense now, at least.
Ладно, поинт остаётся в силе, с вероятностью 0.5 количество молекул по обе стороны оказывается вне этого дико маленького отрезка [0.5 - Na, 0.5 + Na] для одного моля (ну, может быть с какими-то поправками, неважно. Правда ведь неважно? Я уже себе не доверяю!). Ну, с какой-то ещё более маленькой вероятностью, экспоненциально падающей при расширении отрезка, они оказываются вне него всё равно. Это значит, что они оказываются в состоянии с меньшей энтропией. То есть она может уменьшаться. Причём на самом деле вероятность увидеть систему в состоянии с уменьшенной энтропией в точности равна e в её степени, по определению, но тем не менее совсем ненулевая. То есть про монотонность — ну уменьшается же постоянно хоть и на немного, какая она тогда монотонная!

griz_a

энтропия - термодинамический показатель, она не связана с микроскопическим состоянием системы
то есть, если непонятно, она просто не изменится, потому как макроскопическое состояние системы не меняется.
В этом и задумка - пытаться следить под микроскопом за безумным числом молекул и их соударениями может только безумец. Мы следим за системой под "макроскопом" :) Поэтому перелеты отдельных молекул нас вообще не колышат

natunchik

Но она же из него выводится, точно так же, как все остальные макроскопические свойства!

griz_a

подправил, так понятнее?

demiurg

В некотором смысле энтропия функция наблюдателя. Если ты точно знаешь микрососотояние, то она равна нулю. Для бога, например, она равна нулю :)

demiurg

никакого доказательства правильности 2ЗТД там нету
Ишь ты! Правильности законов ньютона или кулона есть?

Sergey79

Но она же из него выводится, точно так же, как все остальные макроскопические свойства!
Не выводится, а интерпретируется! Это все вопросы корректной интерпретации происходящих явлений.
Статистическая энтропия - это математическая характеристика системы. Когда система становится "термодинамической", эти ее характеристики приобретают второй (термодинамический) смысл, который может быть выявлен в экспериментах и в практической жизни.
ПРИМЕР. Вот есть черная дыра. Всем понятно что такое горизонт черной дыры - у него имеется ясный смысл в контексте ОТО. Площадь горизонта черной дыры - это просто математическая характеристика черной дыры. Но если рассмотреть черную дыру в контексте термодинамических процессов, но площадь горизонта черной дыры приобретает новый смысл в этом контексте. Как вы догадались, теперь площадь горизонта черной дыры приобретает смысл термодинамической энтропии - исключительно для определенного набора процессов, происходящих с черной дырой, которые могут быть названы термодинамическими.

Sergey79

Я просто хочу сказать, что ко всему стоит относиться критично.
Это правильно. Главное - не забывать относиться критично и к самому процессу кртичного отношения к чему-либо. Чтобы не получилось как в письме к ученому соседу.
Так что не надо бояться, что "засмеют". Достаточно не писать в стиле "ученые скрывают правду", "закоснелая официальная наука" и т.п.

obushmelev

запрещено всеми средствами цивилизации: от двойки в школе до репрессий со стороны академий наук и психиатрической борьбы с изобретателями вечных двигателей.
Правда, здесь про любые вечные двигатели:
Бюро патентов и торговых марок США, всегда получавшее очень много проектов вечного двигателя, отказалось выдавать патенты, пока не будет представлена действующая модель машины. Иногда - в очень редких случаях, когда эксперты не в состоянии обнаружить в представленной машине дефектов, - патент все-таки выдается. В правилах Бюро сказано: "За исключением тех случаев, когда речь идет о вечном движении, Бюро не требует обязательного представления модели для демонстрации работоспособности устройства". (Недобросовестные изобретатели иногда пользуются этой лазейкой, чтобы показать наивным инвесторам, что Патентное бюро официально признает вечные двигатели; в этом случае инвесторы охотнее финансируют подобные изобретения).
Митио Каку "Физика невозможного"

spiritmc

> Но она же из него выводится, точно так же,
> как все остальные макроскопические свойства!
Смелое заявление.
Про энтропию ничего не написано в Коране, а значит всё это учение неверно и ложно.
Всё с точностью до наоборот. То, на что ты ссылаешься, а именно
статистическая механика, при своём построении использует термодинамику.
Дж. В. Гиббс, "Основные принципы статистической механики."
См., напр., сб. Гиббс Дж. В. "Термодинамика. Статистическая механика."
Серия "Классики науки." М., "Наука," 1982.
Кстати, очень просветляет на счёт того, насколько всё искажают
в школьных учебниках.
---
"Прогресс науки обратно пропорционален числу выходящих журналов."
Оставить комментарий
Имя или ник:
Комментарий: