Ядерный двигатель

[Алексей Любопытный]

Приведу простой пример.

Аналогом термодинамического равновесия является механическое равновесие.

Если взять маятник из двух шариков одинакового материала и плотности, в котором один шарик большой, а второй маленький, отвести один из шариков на расстояние и отпустить, то они начнут соударяться передавая друг другу энергию. При этом большой шарик перед точкой соударения будет иметь скорость меньше, чем маленький. Это закон сохранения импульса. В данном случае соблюдается тот же самый второй закон термодинамики в котором установилось механическое равновесие.

Так вот, когда я говорю о температуре, я говорю о скорости шариков. У большого шарика она будет меньше чем у маленького. Когда же вы говорите о температуре, вы говорите об импульсе каждого шарика и он, импульс, будет одинаковым для обоих шариков.

По этому можно излучением множества холодных атомов сделать один горячий. Это закон сохранения энергии или первый закон термодинамики.

[Алексей Любопытный]

Кубик пишет:
Понимали бы - не несли бы чушь

Если бы вы понимали действительность, то не ёрничали бы.

[Кубик]

Zveruga пишет:

Кубик пишет: Понимали бы - не несли бы чушь

Если бы вы понимали действительность, то не ёрничали бы.

Вы называете действительностью ваш бред? Я не психиатр, этого видеть не могу ..Законы физики давным-давно проверены, и никто не получил в фокусе зеркала температуру больше, чем у теплового источника, даже инженер Гарин...

[Алексей Любопытный]

Кубик пишет:
Законы физики давным-давно проверены, и никто не получил в фокусе зеркала температуру больше, чем у теплового источника, даже инженер Гарин

Вы уже забыли, что это был мысленный эксперимент?

[Кубик]

Zveruga пишет: Вы уже забыли, что это был мысленный эксперимент?

Не забыл, и не только я. Не забыл бы доктор. А то пациенту видится небываемое..

[Алексей Любопытный]

Кубик пишет:

Zveruga пишет: Вы уже забыли, что это был мысленный эксперимент?

Не забыл, и не только я. Не забыл бы доктор. А то пациенту видится небываемое..

А я бы вам посоветовал память тренировать. В результате старческого слабоумия вы позабыли школьный курс физики. Идите решайте задачку с маятниками.

[Кубик]

Zveruga пишет: Идите решайте задачку с маятниками.

Точно нужен доктор.. уподобление квантовых, внутриатомных процессов механическому взаимодействию - это грубая популяризация для неграмотных, да и даже то, что атом - не некая точка, которую можно "разогреть" до любой "температуры", как и пылинку - до вас из-за шариков, зашедших за ролики в мозгу, не доходит. :evil:

[Алексей Любопытный]

Кубик пишет:
уподобление квантовых, внутриатомных процессов механическому взаимодействию - это грубая популяризация для неграмотных

Ну дак если вы и есть безграмотный. Вам только на равновесных механических системах и приходится объяснять. И ещё говорите о когерентном излучении. Да какие вам лазеры, если вы элементарных законов сохранения энергии не понимаете?

Кубик пишет:
да и даже то, что атом - не некая точка, которую можно "разогреть" до любой "температуры"

Где это слово откопали "любой". Бредите?

[Александр]

,,

[ExDi]

Zveruga пишет:
Приведу простой пример.

Аналогом термодинамического равновесия является механическое равновесие.

Если взять маятник из двух шариков одинакового материала и плотности..

гм, а вы физику сдавали? про молекулярно-кинетическую теорию слышали? про статмеханику? в вывод распределения максвелла заглядывали?
температура - это не импульс и не скорость; это - строго - энергия (средняя) кинетического движения моолекул, т.е. квадрат скорости на массу, и в равновесии средняя энергия частиц любой массы одинакова (скорости соответственно разные, у легких выше). и для вывода распределения не нужно собственно ничего кроме представления об упругих соударениях. нахрена вам маятники? возьмите два шарика, разной массы, с одинаковой энергией. рассмотрите для начала одномерный случай, два равновероятных события, встречный и догоняющий удары. в первом случае тяжелый шарик передаст часть энергии легкому, во втором - строго наоборот. перейдите к ансамблю из частиц в сосуде с упругими стенками, увеличьте размерность пространства, посчитайте через статсуммы столкновения по всем направлениям, получите распределение максвелла. и да, будут "горячие" молекулы - в количестве, строго соответствующем "хвосту" распредеоления, никакого криминала и нарушения тут нет, не надо рассматривать "флуктуации" как аномалии, они неотъемлемая часть системы и строго описываются количественно.
в первом законе не присутствует энтропия, его соблюдение для тремодиамического описания системы необходимо, но недостаточно. энтропия - столь же глобальная и фундаментальная сущость, как энергия, поэтому второй закон выполняется столь же строго, как первый
и квантование там никак не мешает; во-первых, определяющее температуру т.е. кинетическую энергию поступательное движение не квантуется (строго говоря, в сосуде с стенками уже квантуется, но эффект пренебрежимо мал), во-вторых кватование только "выключает" из игры до поы-времени, т.е. до достижения сопоставимой температуры, высокие уровни, ограничивая их вклад в теплоемкость теми самыми "хвостами"

[Алексей Любопытный]

DiZed пишет:
гм, а вы физику сдавали?

Вы бы ещё САПРомат сюда приплели.

Проблема в том, что вы не понимаете смысла второго начала термодинамики.

Отличают тепловое (статистическое, оно же термодинамическое равновесие), механическое, гидроаэромеханическое (гидродинамическое, гидростатическое), радиационное (лучистое) и химическое равновесия.

Все эти равновесия являются следствиями термодинамики. По этому можно приводить аналогии в виде механического равновесия, химического и тому подобное.

Аналогиями механического маятника в химическом равновесии являются автоколебательные химические реакции Белоусова.

DiZed пишет:
температура - это не импульс и не скорость; это - строго - энергия (средняя) кинетического движения моолекул, т.е. квадрат скорости на массу, и в равновесии средняя энергия частиц любой массы одинакова (скорости соответственно разные, у легких выше)

То есть аналогии вам непонятны. Тогда вернусь к тому, о чём уже рассказывал ранее.

это - строго - энергия (средняя) кинетического движения моолекул

Так вот, в одном углу системы, на одной чаше весов, сумма кинетических энергий, допустим, 100 000 атомов, а на другой кинетическая энергия одного атома. Какова температура одного атома на другой чаше весов по отношению к температуре 100 000 атомов?

[ExDi]

аналогия никогда не является доказательством чего-либо - кроме глубины заблуждения неуместно ее применяющего ; )
про весы не понял. вы исходите из того, что весы вдруг пришли в равновесие? исходя из распределения максвелла, посчитайте вероятность такого события. сущностно это все тот же чайник, замерзающий на раскаленной плите
"сумма кинетических энергий" для молекулярного ансамбля -в сабжевом контексте бессмысленное словосочетание. можно говорить о свободной энергии  такого ансамбля по отошению к другому ансамблю, с иной температурой. если такового нет - или они в равновесии - то ноль.

[naunau]

Нельзя сфокусировать фотоны с разной длиной волны в одну точку, фокусные расстояния одной и той же линзы для различных длин волн различны. Т.е. в минимальный радиус вы впихнетё только узкий диапазон волн, всё остальное будет вне фокуса, этакие песочные часы.

[ExDi]

naunau пишет:
Нельзя сфокусировать фотоны с разной длиной волны в одну точку, фокусные расстояния одной и той же линзы для различных длин волн различны

ну как раз это-то затруднение Ньютон преодолел еще в 17 веке, придумав рефлектор ; ) - принципиальное ограничение связано с тем, что невозможно при помощи оптики получить точечное изображение источника, не являющегося точечным; соответственно изображение всегда будет воспроизводить энергетико-объемные соотношения источника. а вот лазер да, можно; коллинеарный поток излучения в определенном смысле может рассматриваться исходящим из точечного источика

[Алексей Любопытный]

naunau пишет:
Нельзя сфокусировать фотоны с разной длиной волны в одну точку, фокусные расстояния одной и той же линзы для различных длин волн различны.

А и не надо в эту линзу упираться. Мне нужно пояснить простой процесс передачи энергии от одного тела к другому согласно термодинамики.

Вот другой пример. Этот уж точно простой и реальный.

Рассмотрим ядерный источник энергии. Пусть это будет реактор с температурой U-235, в состоянии без отражателей нейтронов, равной 273 К. Атомы урана холодные. Но вот мы поставили отражатели нейтронов и уран начал активно делиться с выделением энергии. Откуда она взялась? Да из потенциальной - внутренней энергии.

С помощью этой энергии мы нагреваем воду, пускаем её в турбину, вырабатываем электроэнергию. Затем, с помощью электроэнергии ионизируем и ускоряем в ЭРД ксенон от начальной температуры в 273 К, до температуры 1500 К.

Итого. Начальный продукт - уран, был при температуре 273 К, а конечные атомы ксенона стали горячее. За счёт чего? За счёт внутренней энергии исходного вещества.

Так вот, 100 000 холодных атомов урана обладают суммарной внутренней энергией позволяющей нагреть небольшое количество атомов ксенона до температуры выше чем температура исходных продуктов. Надеюсь так будет понятно.

И к этой внутренней энергии относится не только энергия связи протонов и нейтронов в атомах, но и кинетическая энергия этих атомов, то есть их температура. По этому там где 100 000 атомов, там больше внутренней энергии, которая самоизлучается в результате обычного остывания согласно второго закона термодинамики. Сама природа совершает эту работу, она заставляет всё остывать.

Внутренняя энергия (U) системы - это одна из важнейших величин в химической термодинамике. Это параметр состояния, термодинамически определяемый на основе первого начала. Физический смысл внутренней энергии заключается в том, что она характеризует общий запас энергии системы. Сюда входят все виды энергии (вращательного и поступательного движения молекул, энергия внутримолекулярного колебательного движения атомов и атомных групп, составляющих молекулы, энергия вращения электронов в атомах, и т.д.).

Вы же не отрицаете, что с помощью солнца, солнечных батарей и электрической дуги можно получить материалы горячее чем поверхность Солнца? И что происходит, когда мы преобразуем квантовую энергию Солнца в электрическую? А мы их просто накапливаем в электронах, а потом передаём нагреваемым продуктам в другом виде, более горячем, в виде большего количества энергии.

Так вот в качестве такого накопителя фотонов не обязательно использовать электроны. Накопить фотоны можно и другими способами их концентрирования.

[naunau]

DiZed пишет:

naunau пишет:
Нельзя сфокусировать фотоны с разной длиной волны в одну точку, фокусные расстояния одной и той же линзы для различных длин волн различны

ну как раз это-то затруднение Ньютон преодолел еще в 17 веке, придумав рефлектор ; ) - принципиальное ограничение связано с тем, что невозможно при помощи оптики получить точечное изображение источника, не являющегося точечным; соответственно изображение всегда будет воспроизводить энергетико-объемные соотношения источника. а вот лазер да, можно; коллинеарный поток излучения в определенном смысле может рассматриваться исходящим из точечного источика

Рефлектор Ньютона тоже не может все длины волн впихнуть в одну плоскость, поэтому при астрофотографии применяют узкополосные фильтры, что бы длины волн не попадающие в фокус не смазывали конечное изображение. Для каждого фильтра фокус будет разным. Потом узкополосные фотографии слаживают, и получают чёткие астрофотографии. В обычных фотоаппаратах также стоит фильтр отсекающий не видимый диапазон, в основном ИК. Широкое окно прозрачности не позволяет получить чётких фотографий. Сам проверял на рефлекторе.

[ExDi]

Так вот, 100 000 холодных атомов урана обладают суммарной внутренней энергией позволяющей нагреть небольшое количество атомов ксенона до температуры выше чем температура исходных продуктов. Надеюсь так будет понятно.

и это именно энергия внутриядерных взаимодействий. сами холодные атомы здесь ни при чем, и пользы от них ровно столько, сколько от такого же количества стабильного изотопа - т.е. вообще-то только вред: они обладают теплоемкостью, что снижает свободную энергию системы в целом (чем выше теплоемкость, тем ниже температура при поглощении того же количества энергии - и тем ниже кпд преобразователя тепла в работу, т.е. в свободную энергию)

получить более горячее можно; но это строго эквивалентно термодинамически холодильному циклу, т.е. никогда не дает профита по энергии, наоборот - требует дополнительных ее затрат. кстати пресловутый демон максвелла при попытке его реализации как механизма опять же потребует бОльших затрат энергии, чем получит, - т.е. окажется  термодинамически эквивалентен тому же холодильнику.. белые демоны живут в наших квартирах ; )

электричество, лазерное излучение и т.п. - очень низкоэнтропийные формы существования энергии, преобразование такой энергии в любые другие формы возможно с очень высоким кпд, поэтому их можно рассматривать как материализации термодинамической абстракции, именемой свободной энергией (гиббса/гельмгольца). про ядерную энергию - хотя она и очень высокопотенциальна сама по себе - такого уже не скажешь, поскольку практически всегда приходится улилизировать опосредованно, чрез теплоту - т.е. самую высокоэнтропийную форму. а электромагнитое излучение с "тепловым" спектром в этом смысле по своим "энтропийным" характеристикам эквиалентно теплоте.

[ExDi]

naunau пишет:
Рефлектор Ньютона тоже не может все длины волн впихнуть в одну плоскость, поэтому при астрофотографии применяют узкополосные фильтры

ну вот я затрудняюсь навскидку сказать, почему это; вроде в линейной оптике для траекторий лучей в рефлекторе заивсимости от длины волны быть не должно. М.б. это уже из-за волновых, дифракционных эффектов? ну и плюс рассеяние на неровностях зеркала.. а, ну и плюс дисперсия в атмосфере.. да, пожалуй все это может сделать сужение полосы осмысленным

[Александр]

DiZed пишет:

Так вот, 100 000 холодных атомов урана обладают суммарной внутренней энергией позволяющей нагреть небольшое количество атомов ксенона до температуры выше чем температура исходных продуктов. Надеюсь так будет понятно.

и это именно энергия внутриядерных взаимодействий. сами холодные атомы здесь ни при чем, и пользы от них ровно столько, сколько от такого же количества стабильного изотопа - т.е. вообще-то только вред: они обладают теплоемкостью, что снижает свободную энергию системы в целом (чем выше теплоемкость, тем ниже температура при поглощении того же количества энергии - и тем ниже кпд преобразователя тепла в работу, т.е. в свободную энергию)

получить более горячее можно; но это строго эквивалентно термодинамически холодильному циклу, т.е. никогда не дает профита по энергии, наоборот - требует дополнительных ее затрат. кстати пресловутый демон максвелла при попытке его реализации как механизма опять же потребует бОльших затрат энергии, чем получит, - т.е. окажется термодинамически эквивалентен тому же холодильнику.. белые демоны живут в наших квартирах ; )

   Что-то понять не могу о чем вы спорите.  DiZed  прав , Зверюга в своих утверждениях тоже прав!

Ребят разберитесь с термодинамикой и со светом сфокусированным линзой. В точке  фокуса температура определенно выше  чем в потоке перед линзой.  Вообще-то температура это потенциал,  а вот масса умноженная на температуру и на время энергия.  Тоже и со светом  меньше сечение выше потенциал
элементарная электротехника, напряжение х ток =мощность в ваттах или квт  умножим на время получим энергию, квтчас.  в трансформаторах мощность без проблем трансформируется в высокое напряжение и маленький ток или наоборот в большой ток и маленькое напряжение причем при одинаковой мощности и проходящей через трансформатор энергии.  Посему Зверюга прав утверждая
что теоретически можно получить температуру выше чем на поверхности Солнца сконцентрировав большую площадь потока солнца в мизерную точку или атом.  Но это теоретически !  В какой то момент атом от нагрева испарится ну и что!

[Алексей Любопытный]

DiZed пишет:
и это именно энергия внутриядерных взаимодействий. сами холодные атомы здесь ни при чем

Как это не причём? А как же горячий уран, который обладает большим количеством внутренней энергии чем холодный? Почему вы исключаете из внутренней энергии все виды входящей в неё энергии? При условии одинакового количества атомов в холодном и горячем уране.

DiZed пишет:
получить более горячее можно; но это строго эквивалентно термодинамически холодильному циклу, т.е. никогда не дает профита по энергии, наоборот - требует дополнительных ее затрат.

Дак никто вам и не предлагает брать энергию из ниоткуда. Она есть в холодных атомах. Это факт! Просто нужно взять холодных атомов побольше, чтобы сделать один горячий атом.

Александр пишет:
Ребят разберитесь с термодинамикой и со светом сфокусированным линзой.

Дак я то понимаю, что он прав, но он не понимает, что мои слова не противоречат его словам.