<< Пред. стр. 7 (из 7) След. >>
Список литературы по разделу
Рис. 18. Схема тепловой машины.
Вначале поршень находится в положении 1, см рис.18. За счёт наличия , температура газа под поршнем меньше температуры нагревателя, мы можем передать тепло газу под поршнем величиной , затем дадим возможность газу произвести расширение. Газ совершит работу, переведя поршень из положения 1 в положение 2 и подняв груз , тем самым, совершив механическую работу .
Теперь подробности.
После сообщения тепла в малый объём 1, тепло перераспределилось между механической энергией и первым энергетическим слоем. В завершении этого процесса примем температуру газа равной . Далее дадим газу возможность произвести расширение. Механическая энергия газа совершает работу. При расширении плотность газа и соответственно плотность тепловой энергии уменьшаются - абсолютная температура падает. В конце процесса расширения имеем новую абсолютную температуру меньше температуры в объёме 2.
Куда делось тепло, совершившее работу?
Попытаемся совершить механическую работу сжатия газа из положения 2 в положение1. После совершения механической работы по сжатию газа, в объёме 1 мы снова будем иметь избыточное тепло , т.к. утечки тепла мы исключили. Из рассмотренного первого закона термодинамики мы знаем, что этот замкнутый процесс имеет
КПД = 100%.
Следовательно, тепло действительно никуда не исчезало. Всё потерянное нами тепло находится в объёме газа, несмотря на общее понижении абсолютной температуры. Энергия газа внутри расширяющегося изолированного объёма не изменяется.
Можно иначе. При адиабатическом расширении газа его собственный температурный параметр не меняется. Это постоянство можно подтвердить экспериментально, измеряя скорость распространения звука.
Итак. Мы совершили работу по поднятию груза с помощью подачи в объём газа некоторого количества тепла. Не вся тепловая энергия совершала работу, поэтому КПД процесса менее 100%.
Поднятый груз Р и состояние газа со вторым положением поршня, является единой энергетической системой. Добавим ещё один груз Р к имеющемуся грузу (на рис. 18 не показан), это новая энергетическая система и она не может оставаться в прежнем состоянии. Добавленный груз Р выполнит ту же самую работу, которую выполнил газ над первым грузом Р. Новая система с двумя грузами займёт нижнее положение, а поршень первую позицию. Газ будет иметь состояние, такое, как будто ему только что подали тепло . Получим на выходе из цилиндра тоже количество тепла, которое было подано в цилиндр. Хотя тепло, на самом деле, никуда не девалось, поэтому лучше говорить о плотности тепловой энергии.
Имеем КПД замкнутого цикла равным 100%.
Нас же интересует подъём груза, поэтому нам придётся его закрепить, а далее вернуть газовую систему в исходное состояние. Как это можно сделать? С помощью грузов - безыдейно.
Чтобы закрепить выполненную работу по поднятию груза, необходимо не совершая механическую работу по сжатию газа, отправить энергию , полученную от нагревателя в холодильник, но теперь при температуре до температуры холодильника . Иначе не будет полезной внешней работы, на основании рассмотренного первого закона термодинамики.
Мы должны понимать, что если температура не достаточна, в этом случае не вся тепловая энергияпокинет объём 2. В этом случае нам необходимо будет совершить механическую работу по сжатию газа для возврата газовой системы в исходное состояние.
Итак, эффективность цикла зависит от температуры холодильника, т.к. нам необходимо сбросить всё тепло предоставленное нагревателем. Мы понимаем, что вместо снижения температуры холодильника можно повышать температуру нагревателя и работать с высокими температурами рабочего тела, по сравнению с температурой окружающей среды. В действительности нас интересует только разность температур, а не их абсолютные величины!
Читатель должен обратить внимание на то, что нас уже не интересуют графики циклов. Нас интересуют только конечные энергетические состояния, которые сейчас мы умеем рассчитывать. Нас не интересуют возможные фокусы в переходных процессах. Это необходимо запомнить и применить к анализу потоков различных сред в трубопроводах.
Рассмотрим, отчего зависит КПД тепловой машины.
Оно явно не зависит от температур холодильника и нагревателя, т.к. имея дело с меньшими величинами количества тепла, мы получаем меньшие количество работы, а в определение КПД входят только эти величины.
Количество тепла, принятое газом от нагревателя, до отправки его в холодильник, определяется выражением: не меняющееся в процессе его расширения.
После поступления тепла имеем энергию газа равную .
После передачи тепла в холодильник имеем энергию .
В первом приближении, совершаемая работа определяется тепловой энергией величиной , где - собственная средневероятная теплоёмкость газа.
Затраченная тепловая энергия по подъёму груза, определяется выражением: .
Отсюда: КПД = (220),
всегда меньше единицы.
Вывод (220) утверждает невозможность создания вечного двигателя 2-го рода при подводе тепла к системе.
Тепловая машина наоборот, где продуктом является тепло, а не работа, КПД всегда больше единицы по тем же причинам.
Следовательно: КПД = (221).
Последнее утверждение определяет возможность создания вечного двигателя 2-го рода при подводе работы к системе.
В идеале, в сумме, в замкнутом процессе, где на первом этапе подводится тепло, а на втором этапе механическая работа выполняет обратный цикл, КПД машины равно 100%.
Затраченной работе в замкнутом цикле мы будем иметь на выходе ту же самую работу. Затраченному теплу, в замкнутом цикле, мы будем иметь на выходе то же самое тепло. Это идеальный цикл, который на практике осуществлён быть не может из-за естественных утечек тепла.
Мы не рассматриваем специальные машины, работающие на инверсию тепла из физического вакуума при совершении механической работы.
Попутно заметим, что на основании уравнения (220) одноатомный газ предпочтительнее многоатомного в рассмотренном процессе, т.к. многоатомного больше одноатомного, при равенстве средневероятных теплоёмкостей . В обратном процессе предпочтение обратное.
Все выводы, служившие предпосылкой введения в анализ энтропии, мы получили без введения этого понятия.
Изменение энтропии по Клаузиусу, для рассмотренного процесса определяется видом: (222 )
т.к. , а . Изменение энтропии системы падает, что противоречит действительности. Определение Клаузиуса второго начала термодинамики исключается из дальнейшего развития теории.
Открытие связанно с постоянством, а не расходованием, тепла с изменением абсолютной температуры. Если бы абсолютная температура газа не уменьшилась, а оставалась бы прежней, при расширении газа, тогда количество тепловой энергии в объёме должно было увеличиться. См. рис.1.
В нашем итоге мы имеем то, что, второй закон термодинамики
" закон рассеивания тепловой энергии" утверждает одни и те же принципы (истины) 1-го закона. В связи с этим второй закон термодинамики исключается из дальнейшего анализа.
Оба, первый и второй законы термодинамики заменяются законом сохранения и превращения энергии в природе.
3.11. ОПЫТ ГЕЙ-ЛЮССАКА
Это последняя глава и здесь мне хотелось бы показать насколько мы стали мудры. Всё это мы поймём, рассматривая простой опыт Гей-Люссака даже без комментариев.
В 1807 году Гей-Люссак опубликовал статью "Первая попытка измерить изменения температуры, испытываемые газами при изменении плотности, и соображения об их ёмкости для теплорода" [8]. Смысл эксперимента сводился к определению изменения температуры в двух баллонах с газом, соединённых между собой, после выравнивании в них давления. Сначала измерялась начальная температура газов в баллонах, один из которых был под давлением, а другой пустой. Затем измерялась температура в каждом из баллонов после выравнивания давления между ними. Результат эксперимента показал равенство изменения абсолютной температуры в каждом из баллонов. Температура в баллоне высокого давления упала, а в баллоне низкого давления возросла на одно и тоже число градусов.
Сейчас мы можем сказать даже больше, используя полученные знания и таблицы Варгафтика [18]. Распишем результаты.
Переходной процесс.
| | = ||
Стационарные состояния системы.
Исходное состояние системы Конечное состояние системы
Баллон - 1 Баллон - 2 Баллон - 1 Баллон - 2
> =
= = =
< =
В действительности интересует большая разность давлений газа в баллонах. Рассмотрим этот случай.
Переходной процесс.
| | = ||
Стационарные состояния системы.
Исходное состояние системы Конечное состояние системы
Баллон - 1 Баллон - 2 Баллон - 1 Баллон - 2
>> =
= = =
<< =
В общем-то, результаты можно не комментировать. Все результаты оговорены раньше. Для того, чтобы получить удовлетворительный результат при большой разности давлений, например, 1 атм. и 10 атм., необходимо принять меры исключающие процесс дросселирования газа при переходе его из одного баллона в другой.
Почему в первом случае энергии складываются, энергия величина аддитивная, а во втором случае это сложение оказывается не действительным? Для этого необходимо вспомнить об энергетическом "кармане". В худшем случае вспомним поправки Ван дер Ваальса.
Где прячется энергия?
За что отвечает собственный температурный параметр и за что отвечает абсолютная температура?
Познание этой неизвестности и является первоочередной задачей последующих исследований.
Тем не менее, сейчас мы можем сделать совершенно очевидный вывод.
Равенство и отсутствие равенства между абсолютной температурой и собственным температурным параметром указывает на существование третьего лица - материальной тепловой энергии. Смотри также заключение первого раздела книги, а также главы 3.7. и 3.8.
3.12. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Механический импульс не изменяет энергию системы. Тепловой импульс изменяет энергию системы. Это возможно тогда и только тогда, когда тепло материально, а значит неуничтожимо в процессе расширения или сжатия газов, которое может переходить из одного шлейфа, движущейся частицы, в другой новый.
Вещественность тепловой энергии, безусловно, доказана.
Теперь мы можем даже без привлечения в анализ векторной модели "Туркан" опровергнуть второй закон термодинамики, а затем и первый закон. В теории и практике остаётся только один закон - закон сохранения и превращения энергии в Природе.
Рассмотрены различные энергетические состояния газовых сред. Определена энергетическая структура теплоёмкостей. Показан переход первого энергетического слоя на второй уровень энергии фиксируемых механических движений молекул газов. При этом вся энергетика молекул газов перестраивается.
Энергия распространения звука является энергией приходящейся на одну ось энергетических свобод из трёх после перехода первого энергетического слоя на эти оси.
Первое начало термодинамики в математическом определении Клаузиуса устанавливает совершенно другие, ранее не известные истины, а введение в анализ собственного температурного параметра, являющегося энтальпии в градусном выражении, исключает смысл введения в анализ первого начала. См. заключение первой части.
На основании новых полученных результатов, второе начало термодинамики опровергает закон сохранения и превращения энергии в Природе, соответственно, также, теряется смысл его введения в анализ.
Какой минимум необходимо твёрдо запомнить.
Все газы идеальны и каждый имеет свою постоянную теплоёмкость. Реализуемое тепло материально, не реализуемое рассеяно во Вселенной в скрытом виде. Имеем тепловую температуру и отдельно механическую температуру. Переходная теплоёмкость определяется видом: , а отношение: не являются отношением теплоёмкостей при постоянном давлении и объёме.
Если мы будем говорить о теплоёмкости при постоянном давлении, то никогда не будем иметь в виду второе представление теплоёмкостей, а будем иметь в виду только первый вид, первую запись!
Исследования второй книги будут развиваться, опираясь на этот представленный минимум.
4. ПРИЛОЖЕНИЕ
4.1. СПОСОБ НАГРЕВА ЖИДКОСТИ
Это одно из интереснейших моих открытий последних лет.
Суть его состоит в следующем.
Эксперимент проводился в открытом пространстве. Было изготовлено сопло, в виде трубки и диафрагмы на конце, через диафрагму под давлением распылялась вода из водопровода. Температура воды не превышала 10. Полученная паро-капельная смесь превращалась обратно в воду путём её сжатия при раскручивании в открытой на выходе трубе. Были изготовлены различные трубы с различными типами вращателей паро-капельной смеси. В последней конструкции паро-капельная смесь тормозилась на развитой площади плоскости.
На рис. 19 представлена схема этого эксперимента. Для определённости на рисунке показаны температуры. Эксперимент проводился без возврата воды в систему. Разомкнутый цикл. Вода при температуре 10 градусов на выходе из сопла превратилась в паро-капельную смесь. При расширении смесь охлаждается, примем, до 8 градусов. Пусть температура окружающего воздуха будет 20 градусов. Вследствие этого к паро-капельной смеси организовывается поток тепла из окружающего его пространства. Примем для определённости температуру воды, после её конденсации не выше 12 градусов за счёт приобретённого тепла.
При торможении паро-капельной смеси в вихре на трубах температура достигала порядка 40 градусов. При торможении на плоскости, как показано на рисунке 18, температура достигала 60 градусов Цельсия.
При перемещении плоскости к соплу, до 10 мм, температура оставалась порядка 60 градусов. Откуда такое количество тепла получила жидкость?
Последний эксперимент с плоскостью проводился в одну из пятниц одного из месяцев 2003 года. В понедельник при использовании того же оборудования вода оставалась при температуре около 10 градусов и на плоскости и в вихревых трубах. Куда делось тепло?
Рис. 19. Принципиальная схема способа нагрева жидкости.
Только к вечеру того же дня была найдена причина отсутствия нагрева жидкости, однако температуры несколько снизились, по сравнению с величинами в пятницу.
Следует отметить то, что на выходной диафрагме не возникали условия для кавитационных процессов с учётом ещё и открытого пространства. В последнем эксперименте не организовывался вихревой процесс. Не вихрь не кавитация воду не нагревали.
Итак, имеем два открытия. Первое открытие связано с причиной нагрева воды. Второе открытие связано с отсутствием нагрева воды при тех же начальных условиях.
4.2. О КПД ГЕНЕРАТОРОВ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ИНВЕРСИИ
Генератор энергетической инверсии был представлен в главе 4.1.
Существуют и принципиально другие теплогенераторы работающие в режиме кавитации или в вихревом режиме. Не будем сейчас говорить об их достоинствах или недостатках, о физике самих процессов.
Речь пойдёт вот о чём. С появлением таких генераторов их авторы стали утверждать о получении КПД много более 100%. Тут же появились критики. Они, даже не ссылаясь на опровержение второго начала термодинамики, свою аргументацию сводили к расслоению жидкости в вихревом потоке. Они подчёркивали возможность использования части потока с максимальной температурой на выходе теплового генератора, а не усреднённой и тем более не холодной, понимая, что деятельные изобретатели всегда глупы, по сравнению с людьми только говорящими и думающими.
Что касается второго начала термодинамики, то мы его прописали и можем выполнить необходимые вычисления. Сейчас же необходимо дать рецепт измерения КПД в любом варианте изготовления тепловых генераторов. Именно КПД, а не теплопроизводительности. Определение последней характеристики даже дать затруднительно. Вероятно, это отношение выработанного тепла к теплу вырабатываемому ТЭНами. В таком случае не вижу различия между КПД и теплопроизводительностью, т.к. КПД ТЭНов 95-97% по отношению к электрической сети.
В нашем случае, для понимания сути, более корректно будет обращение к анализу электрических цепей [23; § 78]. Там и здесь мы имеем внешнее и внутреннее сопротивления. Каковы выводы § 78?
Мощность, выделяемая во внешней цепи, достигает наибольшего значения, если сопротивление внешней цепи равно внутреннему сопротивлению источника!
Так, что система работает наиболее эффективно, по использованию тепловой энергии источника, если она выделяется в одинаковых количествах, как на источнике, так и в нагрузке. На практике мы стараемся большую часть полученной тепловой мощности, до 90% от всей выработанной энергии передать в тепловую нагрузку и тем самым имеем недоиспользованную мощность. Это для всех, без исключения, источников тепла.
В таком случае, каким образом осуществить проверку КПД?
Оказывается, такой метод имеется, и он применим к любым тепловым источникам. Это калориметрический метод измерения.
Специфичность аттестации сверх единичных тепловых генераторов заключается в применении специально подготовленной рабочей жидкости. Как же проводить такие измерения?
Как измерять КПД теплового генератора в условиях отсутствия возможности объективной оценки тепловых сопротивлений, как самого источника, так и нагрузки? На этот вопрос также отвечает теория того же параграфа. При коротком замыкании источника выделяется вся возможная тепловая энергия на самом источнике. Следовательно, объективная оценка КПД генератора может быть произведена только при коротком его замыкании. В этом случае не интересуют режимы течения рабочей жидкости, т.к. выделяемая тепловая энергия оценивается временем вскипания рабочей жидкости, её объёмом и начальной температурой. Даже без помещения любого сверх единичного теплового генератора, на которые ссылаются критики, в калориметр, все они дают КПД зашкаливающие за 200% даже без учёта потери энергии на излучение.
Тепловой генератор, выполненный на погружном насосе, по сути уже помещён в калориметр и, работая сам на себя, даёт предельно объективную оценку его КПД, какие бы течения и процессы не возникали в самом генераторе. Скоро появятся описания генераторов с КПД не менее 1500% и мы должны быть готовы их принять.
В заключении отмечаю, что в традиционном измерении КПД только по выделению тепловой энергии на внешней нагрузке не всё так просто. Существуют эффекты мало понятные с точки зрения традиционного мышления. Так, например, работая на малое количество воды, (это не тепловая нагрузка, т.к. при малой воде может быть большой съём тепла) КПД генераторов выше, по сравнению с работой на большое количество воды. Этот эффект мы рассмотрим в другой раз. Для его понимания нужна соответствующая подготовка. Сдача же тепловых генераторов заказчику осуществляется в выгодных для авторов - наглядных режимах их работы. У заказчика эти режимы могут быть не наглядны, но выгодны в любом случае.
Существует ещё масса других проблем, которые сейчас не могут быть очевидны, и мы их рассмотрим позже.
Последнее.
Генераторы тепловой инверсии это не тепловые насосы. Холодильник является одновременно и тепловым насосом и генератором тепловой инверсии. Изолировав испаритель, или установив его в окружающую среду с температурой ниже испарителя, мы получим генератор тепловой инверсии в чистом виде.
ЛИТЕРАТУРА
1. Отчёт УДК 621,52:533,73:533.17. № Гос. Регистрации 01820087883, Инв. № 0282 0079208. Расчёт вакуумных систем агрегатов непрерывных технологических процессов в вакууме.
2. Ю.И. Померанцева, Анализ двухэлектродных прожекторов формирования аксиально-симметричных интенсивных электронных пучков с большим первеансом в электростатическом поле, Дипломная работа, Пермский государственный университет. Кафедра экспериментальной физики, г. Пермь, 1998.
3. А.В. Базуев, Анализ многоэлектродных прожекторов формирования
аксиально-симметричных интенсивных электронных пучков с большим первеансом в электростатическом поле, Дипломная работа, Пермский государственный университет, Кафедра экспериментальной физики, г. Пермь, 1998.
4. И.В. Туркан-Суринович, Математические модели решения задачи многих тел. Пермь, ИПК "Звезда",2000 г.
5. I.V. Pomerantsev, The Boltzman Distribution, J. New Energy, vol. 2, No. 2, Summer 1997; Fusion information Center, P.O. Box 58639, Salt Lake City, UT 84158-0639.
6. В. Толчин, Инерцойд (Силы инерции, как источник поступательного
движения), Пермское книжное издательство. 1977.
7. Mario Cliozzi, Storia Della Fiaica, Storia delle scienze,volume secondo Torino.1965.
8. И.Р. Кричевский. Понятия и основы термодинамики, Москва, Химия, 1970.
9. А.И. Вейник. Термодинамика реальных процессов. Минск, "Навука I
техника" 1991.
10. Б. Шумилин, Энергия из ничего, М.,ИР, №10/2000.
11. Коган М.Н, Динамика разряженного газа, М.,Физматгиз,1982.
12. J.H. Ferziger, H.G. Kaper, Mathematical theory of transport processes in gases, North - Holland publishing company. Amsterdam - London, 1972.
13. Ф. Зоммерфельд, Термодинамика и статистическая физика, М., Физматгиз, 1995.
14. J.A. Campbell, Chemical Systems, Energetics Dynamics Structure, San Francisco: W.H. Freeman and Co, 1970.
15. J.D. v.d.Waals. Speech in Stockholm of December 12, 1910 at obtaining the Nobel Prize for transactions on physics.
16. И.К. Кикоин, А.К. Кикоин, Молекулярная физика, М,.Наука,1956.
17. R.P. Feynman, R.B. Leighton, M. Sands, The Feynman Lectures on
Physics, Vol. 1. Palo Alto, London. Addison - Wealey Publ.,1963.
18. Н.Б. Варгафтик, Н.Б., Справочник по теплофизическим свойствам
газов и жидкостей, М., Физматгиз,1963.
19. Таблицы физических величин, Справочник под общей редакцией
И.К.Кикоина, М., Атомиздат,1976.
20. Henderson M. C. Peselnick L.J., Acoust. Soc. Amer., 1957, v.29,
p. 1074.
21. А.А.Жигарев, Электронная оптика и электроннолучевые приборы, М., Изд. "Высшая школа" , 1971 г.
22. Э.Д. Андрюхина и др. Характеристики быстродействующего вакуумного клапана. Приборы и техника эксперимента. №1, 1961 г. Издательство "Наука".
23. С.Г. Калашников, Электричество, Наука, М. 1964.См. § 79.
[Стр. 163, § 78. Мощность во внешней цепи и коэффициент полезного действия источника тока.]
О ЧЁМ ВТОРАЯ КНИГА
Во второй книге будет показана связь первого и второго энергетических слоёв модели распределения "Туркан-Суринович". Будет показан аналитический вывод теплоёмкостей газов при постоянном давлении не содержащий никакой эмпирики. Далее мы всё узнаем о температурах. Будет показан тот "энергетический карман", в котором прячется тепловая энергия не участвующая в механическом движении молекул и механизм его образования. После этого мы можем окончательно утверждать о завершении процесса "решения задачи многих тел".
Кроме того, нам придётся рассмотреть ряд проблем касающихся физического вакуума. Физический вакуум становится неотделим от реальных процессов. С помощью моих инвертированных лучей мы будем зондировать физический вакуум, и открывать для себя премудрости его первоздания.
Если во вторую книгу войдёт весь материал, относящийся к фундаменту естествознания, тогда следующая книга будет посвящена прикладным проблемам.
_______________________
Все люди, независимо от цвета кожи и вероисповедания делятся на две группы. Первые боятся Бога. Свои действия и поступки они соизмеряют с предстоящим отчётом перед Всевышним. Как будто это произойдёт завтра. Другие боятся людей, которых можно всегда обмануть, обойти и вообще избавиться от них.
Если мы буем придерживаться первого у нас скоро всё получится. Всё это не мной придумано, но я интуитивно придерживаюсь первой концепции всю свою жизнь. Коммунизм насаживал второй путь. Результат известен. Мы ещё долго будем осваивать единственно верный первый путь, а пока будем продолжать кувыркаться в своих рукотворных деяниях продиктованных желудком, а не разумом.
Вторые успешны потому, что мы разучились их вычислять и ограждать себя от них. Я не пропагандирую диктатуру церкви. Не дай Бог. Одна диктатура сменит другую.
??
??
??
??
И.В. Померанцев "Тепло, работа и физический вакуум"
4
1
<< Пред. стр. 7 (из 7) След. >>
Список литературы по разделу