Ядерный двигатель

[Hrono]

DiZed пишет:
а со статьей осторожнее; я бы сказал, что там и помимо содержания, в подаче материала, есть довольно определенные маркеры фричества.. соблюдайте гигиену ; )

 Спасибо за предупреждение, но я не имею привычки верить во что-либо без веских на то причин, и не верить тоже. В данном случае авторы по крайней мере не собираются создать на основе своей идеи некое технико-экономическое чудо.

[Hrono]

pkl пишет:
Так и не поняли? Излучает фотосфера. Хромосфера - почти нет. Вам, кстати, об этом уже сказали. Соответственно, сконцентрировать излучение хромосферы не получится.

 Можно, например, подлететь близко к хромосфере, до температуры фотосферы нагреть прямым способом, а выше сконцентрировать поток излучения из хромосферы. Правда, практического смысла это наверно не имеет, потому что нет материала остающегося твёрдым телом при таких температурах.

[ExDi]

думаю, что нет; не вижу, чем такая система будет принципиально отличаться от просто хххх зеркал, направленных в ту же точку - особенно если искусственно удлинить их оптический путь на эквивалентную величину промежуточными зеркальными системами.. система определенно остается в оптической своей части обратимой и бездиссипативной - а это приговор. но детально разбирать- пардон, я пас; по крайней мере пока - "я устал, я ухожу", попробуйте сами ; ). моя специальность - химическая термодинамика, мне в термодинамике излучения приходится и в элементарных вещах что-то вспоминать, над чем-то морщить лобик впервые. тем более в геометрической оптике, которую я представляю весьма поверхностно

[Odin]

Denis Voronin пишет: Ну например очень быстро поворачивающееся зеркало с небольшой задержкой в 1мс посылает хххх лучей на разные расстояния и все они возвращаются в какую-то точку одновременно.

Это даёт..что?  А хххх зеркал площадью по s, отражающих в одну точку, вас не устраивают, и тем более одно площадью хххх*s ? :|  300 км разностей хода только первично, а всего этот ваш огород займёт...лучше вы не говорите, чтобы других не пугать. :cry:

[Denis Voronin]

DiZed пишет:
думаю, что нет; не вижу, чем такая система будет принципиально отличаться от просто хххх зеркал, направленных в ту же точку

Ну принципиально система слегка в сторону лазера так сказать... но да, переход к просто хххх зеркал это следующий мой шаг в рассуждениях.

Я вообще вот про что: геометрическая оптика оперирует геометрией, но не учитывает всех других эффектов, например того что зеркала будут греться, лучи будут расходиться, система незамкнута, холодильник у нас вообще анлимный, и т.д. и т.п. Т.е. энтропия как и положено будет расти.

Поэтому лично для меня совсем неочевидно что нагрев оптическими приборами тела выше чем температура излучателя невозможен. Если совсем грубо, то можно взять котёл, прикрутить к нему турбину, генератор и лазер, греть этот котёл зеркалами и получить на выходе ого-го. И вот в каком месте это ого-го переходит в нифига при выкидывании всей дополнительной тряхомудии мне как раз таки неясно.

Odin пишет:
лучше вы не говорите, чтобы других не пугать.  :cry:

Не обращайте внимания, мы проводим мысленные эксперименты по прожарке кандибобриков:)

[ExDi]

Denis Voronin пишет:
Ну принципиально система слегка в сторону лазера так сказать... но да, переход к просто хххх зеркал это следующий мой шаг в рассуждениях.

Я вообще вот про что: геометрическая оптика оперирует геометрией, но не учитывает всех других эффектов, например того что зеркала будут греться, лучи будут расходиться, система незамкнута, холодильник у нас вообще анлимный, и т.д. и т.п. Т.е. энтропия как и положено будет расти.

рост энтропии - необходимое, но недостаточное условие; обязательно нужно, чтобы она росла "с пользой", т.е. возрастая в системе в целом - уменьшалась в какой-то ее части; мутные зеркала дать такой эффект неспособны.

с качающимися зеркалами и концентрацией излучения во временных импульсах (и с аналогом) - я так представляю себе; система имеет апретуру 1 и соответственно максимально достижимую температуру только если она идеальная, максимально возможная, т.е. вы понаставили зеркала во всех возможных местах - и, находясь в точке фокусирования, со всех сторон видите отраженный ими солнечный свет. Это будет так, если смотреть на солнце из фокуса очень (бесконечно) глубокого параболического зеркала. во всех других случаях апретура меньше единицы, соответственно ниже и плотность излучения, и температура. но ввести в вышеупомянутое зеркало дополнительный поток невозможно, не заслонив солнце. (кстати насколько я помню в линзовой системе возможно охватить не более четверти, тогда теоретически достижимая температура 6000*(1/4)^1/4=4200 K)

[ExDi]

огого переходит в нифига именно в тот момент, когда вы выкидываете турбину с конденсатором - т.е. взаимодействие с холодной окружающей средой, передачу ей низкопотенциального высокоэнтропийного теплового потока - и не просто передачу, а передачу "с пользой" для системы. солнечные батареи делают то же самое. зеркала ничего подобного делать не умеют

[ExDi]

с солнцем в общем виде наверное так можно все это представить (давайте осторожности ради считать, что термин "энтропия" здесь везде в кавычках, это не моя область и я не уверен в формальной корректности такого определения - поскольку ранее не встречал, хотя уверен, что изобретаю велосипед):

в качестве меры энтропии  излучения примем стохастичностьнаправлений лучей, проходящих через данную точку пространства. на поверхности солнца, в фотосфере она максимальна - через любую точку с равной вероятностью проходят лучи в любом направлении. такое излучение принципиально нефокусируемо.

при удалении от солнца интеграл по любой охватывающей сфере даст то же значение энтропии - через нее проходят все те же самые лучи равномерно во всех направлениях. но в выделенном элементарном объеме можно наблюдать лучи только в пределах телесного угла, под которым видно с данного расстояния солнце; т.е. энтропия в обозначенном ранее смысле тем ниже, чем дальше мы от источника теплового излучения.  и такие лучи уже можно фокусировать - тем успешнее, чем меньше диапазон углов, чем ниже энтропия. вот только плотность энергии на этом расстоянии тоже становится меньше - и в результате фокусировки получится в пределе исходная плотность. на бесконечном расстоянии неколлинеарность лучей бесконечно мала - вот только фокусировать уже нечего.

а у лазера энтропия излучения в этом смысле изначально нулевая (близка к таковой)-  и соответственно возможности фокусировки (почти) неограничены.

[Hrono]

DiZed пишет:
в качестве меры энтропииизлучения примем стохастичностьнаправлений лучей, проходящих через данную точку пространства. на поверхности солнца, в фотосфере она максимальна - через любую точку с равной вероятностью проходят лучи в любом направлении.

 Вы говорите о внутренности фотосферы или о каком-то месте рядом с ней? Есть такой закон Ламберта - http://aco.ifmo.ru/el_books/basics_optics/glava-2/glava-2-3-s.html согласно которому сфера вроде бы излучает перпендикулярно своей поверхности. Правда, я этого не очень понимаю, может имеется в виду точечный источник в виде малой сферы.

DiZed пишет:
такое излучение принципиально нефокусируемо.

 Извиняюсь, как это нефокусируемо? Изображение будет иметь угловой размер как полусфера, но линейный размер изображения будет меньше, чем размер источника.

 Мне интересен другой вопрос, вы два раза привели в пример комнату с зеркалом в тепловом равновесии. А будет ли зеркало зеркалом, если оно будет в тепловом равновесии с падающим на него излучением?

[h4lf]

Hrono пишет:
Есть такой закон Ламберта - http://aco.ifmo.ru/el_books/basics_optics/glava-2/glava-2-3-s.html согласно которому сфера вроде бы излучает перпендикулярно своей поверхности.

Это как - "перпендикулярно своей поверхности"? Имеете ввиду, что фотоны с неё вылетают только строго по нормали? Если да, то как это Вы сделали такой странный вывод? По тому рисунку сферического ламбертовского излучателя если только... Да, это несколько сбивающий с толку рисунок, но ведь рядом есть плоский ламбертовский излучатель и у него явно нет таких чудесных свойств (иначе это было бы что-то вроде лазера и законов косинусов не было бы).

Hrono пишет:
Извиняюсь, как это нефокусируемо? Изображение будет иметь угловой размер как полусфера, но линейный размер изображения будет меньше, чем размер источника.

нефокусируемо в сколь угодно малую точку (ограниченную всякими дифракционными пределами), можно только получить изображение, и чем больше угловой размер источника, тем больше будет его изображение. Попробуйте например сфокусировать свет с большого участка дневного неба...

[ExDi]

Hrono пишет:
 Вы говорите о внутренности фотосферы или о каком-то месте рядом с ней? Извиняюсь, как это нефокусируемо?

 Мне интересен другой вопрос, вы два раза привели в пример комнату с зеркалом в тепловом равновесии. А будет ли зеркало зеркалом, если оно будет в тепловом равновесии с падающим на него излучением?

фактически внутренности да; поскольку у нее нет четкой границы. имеется в виду область, в которой излучение строго равновесно с излучателем. если бы граница была - это была бы точка на самой поверхности.

если вся комната равномерно заполнена излучением - вы не сможете отличить зеркало от незеркала. ну представьте, что поместили туда идеальное зеркало, которое отражает абсолютно все и поэтому не нагревается. все равно на его поверхность в каждой точке падают лучи во всех направлениях, так же отражаются, нет особых точек, попросту нечего изображать. абсолюто зеркальное и абсолютно черное тела в области с равновесным излучением неотличимы

рисунок там исключительно условно-иллюстративный, конечно же любая нагретая точка на поверхности реальной сферы излучает равномерно во всех направлениях - так же, как и плоскости

все, господа, все, я утомился, и офтоп неприлично бездонен, мы распугали всех, кому может хочется сказать что-то по тематике собственно топика. создавать же тему "начала термодинамики" на этом форуме тоже как-то неловко

[ExDi]

h4lf пишет:
 Попробуйте например сфокусировать свет с большого участка дневного неба...

кажется еще лучше модель - область внутри большого густого облака, где совершено равномерное рассеянное бестеневое освещение

[Hrono]

h4lf пишет:
По тому рисунку сферического ламбертовского излучателя если только...

 Да, по нему и я подумал, что это или изображение для точечного излучателя, или оно просто неправильное.

h4lf пишет:
Попробуйте например сфокусировать свет с большого участка дневного неба...

 Я говорил о другом, а именно о том, что в состоянии теплового равновесия зеркала и окружающей среды оно по идее не должно ничего вообще фокусировать потому, что излучает точно так же как окружающая среда.

[Hrono]

DiZed пишет:
ну представьте, что поместили туда идеальное зеркало, которое отражает абсолютно все и поэтому не нагревается. все равно на его поверхность в каждой точке падают лучи во всех направлениях,

 Если зеркало идеальное, то почему оно не должно концентрировать свет в полусферическое изображение? Я так думаю, что поскольку идеальное зеркало невозможно, в состоянии теплового равновесия зеркало будет излучать как всё остальное и тогда действительно оно ничего не будет фокусировать.

DiZed пишет:
все, господа, все, я утомился, и офтоп неприлично бездонен, мы распугали всех, кому может хочется сказать что-то по тематике собственно топика. создавать же тему "начала термодинамики" на этом форуме тоже как-то неловко

 Ещё раз извиняюсь за длительное занудство, но сложно найти человека, который разбирается в теме и одновременно способен рассуждать, а не высказывать точку зрения основанную на своём привычном представлении.

 У меня есть вопрос про реактор Роскосмоса, он должен быть двухконтурным с турбиной, или это обыкновенная схема с использованием термопар? Если второе, мне непонятно, почему просто не наделать нужное количество плутония-238 и не усложнять задачу.

[Chilik]

Denis Voronin пишет:
... Предположим мы построили систему из зеркал на разных расстояниях таким образом, что можем сконцентрировать световой поток во времени. Ну например очень быстро поворачивающееся зеркало с небольшой задержкой в 1мс посылает хххх лучей на разные расстояния и все они возвращаются в какую-то точку одновременно. Практически это конечно не реализуемо в нужных масштабах...

<звук фанфар>
Поздравляю!
Вы изобрели то, что в физике ультракоротких лазерных импульсов называется Chirped pulse amplification.
Там, правда, более интересная идея, но в целом примерно то же: на нагрузке в итоге складываются лучи, приходящие из промежуточного усилителя по разным оптическим путям, вносящим сдвиг во времени прохода.

[ExDi]

Hrono пишет:
 Если зеркало идеальное, то почему оно не должно концентрировать свет в полусферическое изображение? Я так думаю, что поскольку идеальное зеркало невозможно, в состоянии теплового равновесия зеркало будет излучать как всё остальное и тогда действительно оно ничего не будет фокусировать.

 У меня есть вопрос про реактор Роскосмоса, он должен быть двухконтурным с турбиной, или это обыкновенная схема с использованием термопар? Если второе, мне непонятно, почему просто не наделать нужное количество плутония-238 и не усложнять задачу.

я думаю, что и в состоянии теплового равновесия мы можем говорить что зеркало останется зеркалом. здесь уместна модель аналогичная (симметричная) той, что возникло в диалоге с михалычем о полном поглощении черного тела: если мы на наше равновесное зеркало подадим дополнительный неравновесный (лезерный например) поток излучения, то оно должно его исправно отразить в соответствии с законами геометрической оптики. а для равновесного (и просто для рассеянного) - ну я не уверен пока, что придуманная моделька строгая, но можно представить, что если среди падающих на зеркало совершенно хаотично лучей мы можем с тыльной стороны выделить некоторый единичный луч, то на той же прямой с фокальной стороны найдется точно такой же (в том же направлении) луч - неотличимый де-факто от продолжения первого. соответственно зеркало (как и любой предмет) в равновесном поле излучения можно полагать не оказывающим никакого влияния на распределение излучения в своей окрестности, виртуально прозрачным

я надеюсь, что вопрос про реактор роскосмоса не ко мне ; )

[naunau]

Hrono пишет: 
У меня есть вопрос про реактор Роскосмоса, он должен быть двухконтурным с турбиной, или это обыкновенная схема с использованием термопар? Если второе, мне непонятно, почему просто не наделать нужное количество плутония-238 и не усложнять задачу.

В теме на 100 рядов разжёвано, но если кратко то это - КПД.
Касательно температуры в фокусе от солнца, то объяснять нужно было не в терминах термодинамики, а геометрии. Если представлять процесс в голове чисто с точки зрения геометрии, то становится понятно, что в фокусе оптического прибора мы получим максимум солнце, в плане количества фотонов на угловой размер поверхности.
Зеркала и линзы мы используем, что бы собрать как можно больше фотонов от источника излучения, и построить оригинал этого изображения на чём либо. Но не точку ! 
Поэтому сначала оптической системой греем что либо (например газ), а потом проделываем с эти нагретым телом что либо.

[Hrono]

naunau пишет:
В теме на 100 рядов разжёвано, но если кратко то это - КПД.

 Зачем получать высокий КПД, это же не установка по производству дешевой электроэнергии. Высокий КПД увеличивает радиатор и усложняет установку.

naunau пишет:
Если представлять процесс в голове чисто с точки зрения геометрии, то становится понятно, что в фокусе оптического прибора мы получим максимум солнце, в плане количества фотонов на угловой размер поверхности.

 Примитивное возражение, берём вторую такую же систему и концентрируем ещё столько же энергии на том же теле в фокусе. Я понимаю, что фактически это может быть невозможно, но мне не кажется очевидным доказательство этого для любой возможной оптической системы.
 А вот то, что идеальная оптическая система консервативна и не может нарушать второй закон термодинамики достаточно просто.

[Hrono]

DiZed пишет:
я надеюсь, что вопрос про реактор роскосмоса не ко мне

 На ваше усмотрение, мне эта тема не слишком нравится, потому что она весьма идеологизирована и политизирована, а это мешает объективному анализу.

[h4lf]

Hrono пишет:
Примитивное возражение, берём вторую такую же систему и концентрируем ещё столько же энергии на том же теле в фокусе. Я понимаю, что фактически это может быть невозможно, но мне не кажется очевидным доказательство этого для любой возможной оптической системы.

Фактически это возможно. Например, чтобы не увеличивая изображения солнца в фокусе, собрать больше энергии в это изображение - можно хотя бы взять параболическое зеркало побольше - т.е. продолжить его не меняя параметры. Но с точки зрения превышения в фокусе температуры солнца - это абсолютно бесполезно. Почему? Потому что даже если в фокус поместить абсолютно чёрное тело (АЧТ), то при нагревании оно само начнёт излучать свет, причём во все стороны - часть в пустое пространство, а часть обратно, через зеркало и напрямую - на Солнце. И чем больше та часть энергии, которая от нагретого АЧТ уходит мимо Солнца, тем холоднее будет АЧТ относительно источника нагрева - Солнца. (потому и получается на практике нагреть только где-то до 3000 - энергия из точки нагрева убегает мимо Солнца).
Даже если взять огромный вытянутый эллипсоид вращения и в один из его фокусов поместить Солнце, а в другой фокус АЧТ, и АЧТ не сможет никуда излучать, кроме как обратно на Солнце, то температура АЧТ станет практически равной температуре излучающей поверхности Солнца. Конечно - в таком случае температура АЧТ будет увеличиваться, но только вслед за солнечной температурой, так как источник энергии (термоядерные реакции) там (в Солнце), а из эллипсоида энергии будет некуда деться, но это уже совсем другой вопрос.
Так что когда вы что-то греете лупой, то это что-то греет и Солнце    прямо как притяжение яблока к Земле и Земли к яблоку...