17koschey
Новичок
|
     
Хочу предложить на суд публики одну любопытную задачу, которую я вот уже долго не могу решить. Назовем ее «Вечный двитель второго рода».
Хорошо известно свойство эллипса (или эллипсоида): если из одно из фокусов испустить луч света, то отразившись от стенки, этот луч непременно прийдет в другой фокус. Давайте возьмем два софокусных эллипсоида разного размера и сконструируем следующую вещь (см. Рис. 1). Половинку маленького эллипсоида соединим с половинкой большого эллипсоида с помощью ступеньки, которая должа быть расположена посередине прямой соединяющей фокусы эллипсоидов. Напомню, оба эллипсоида должны быть софокусными. Теперь, нанесем на внутреннюю поверхность получившегося прибора слой отражающего материала. Рассмотрим ход лучей испущенных из фокуса F_1 (см. Рис. 2). Очевидно, что оба луча Л_1 и Л_2 соберутся в фокусе F2. Это ясно из построения данного аппарата. Рассотрим теперь ход лучей испущенных из фокуса F_2 (см. Рис. 3). Как легко видеть, лучи Л_1 и Л_2 опять соберутся в фокусе F_1. Однако луч Л_3, попадающий в степеньку, вернется обратно в фокус F_2. Разместим теперь в каждом фокусе по небольшому нагретому телу равной температуры. Как известно, нагретые тела изпускают электромагнитное излучение. Кроме того, электромагнитные волны переносят энергию. Исходя из описаного выше, все излучение (а следовательно и вся энергия), испущенное телом, находящимся в фокусе F_1, передастся телу, находяшемуся в фокусе F_2 (см. также Рис. 2). Однако, не все излучение испущенное телом, находящимся в фокусе F_2, передастся телу, находяшемуся в фокусе F_1 (например луч Л_3 на Рис. 3). Следовательно, температура тела, находящегося в фокусе F_2, окажется выше температуры тела, находящегося в фокусе F_1, при условии, что изначально тела были одинаково нагреты. Таким образом, мы получаем нарушение второго закона термодинамики, т.к. мы сконструировали вечный двигатель второго рода.
Конечно, такая машина невозможна. Но как это доказать, не апеллируя к тому, что «это невозможно, т.к. второй закон термодинамики справедлив»?
Ну, юные умы, отгадывайте!
P.S. Рисунки к задаче можно скачать здесь:
внешняя ссылка удалена
|
Всего сообщений: 4 | Присоединился: август 2007 | Отправлено: 4 авг. 2007 23:24 | IP
|
|
Tech
Новичок
|
 
Тут дело вот в чем. Действительно из точки F2 в точку F1 будет проходить не все излучение, из F1 в F2 - все. В результате - точка F2 более раскалена, нежели F1 и излуение, исходящее от нее мощнее. Именно эта разность в мощностях излучений и будет компенсировать разность кол-ва лучей, проходящих из одной точки в другую.
Парадокс разрешен.
|
Всего сообщений: 48 | Присоединился: октябрь 2006 | Отправлено: 13 авг. 2007 23:52 | IP
|
|
17koschey
Новичок
|
Но штука в том, что как только температура тела F2 хоть на сотую долю градуса превысит температуру тела F1 (напомню, что изначально оба тела были одинаково нагреты), то это уже плохо, т.к. нарушает 2-й закон термодинамики!
|
Всего сообщений: 4 | Присоединился: август 2007 | Отправлено: 15 авг. 2007 12:24 | IP
|
|
Tech
Новичок
|
Почему же это должно существовать такое различие в температурах?
(Сообщение отредактировал Tech 15 авг. 2007 13:49)
|
Всего сообщений: 48 | Присоединился: октябрь 2006 | Отправлено: 15 авг. 2007 12:39 | IP
|
|
17koschey
Новичок
|
Вы же сами писали "точка F2 более раскалена"!
|
Всего сообщений: 4 | Присоединился: август 2007 | Отправлено: 15 авг. 2007 12:43 | IP
|
|
Tech
Новичок
|
Но это происходит лишь в первое мгновение. Очень малое, надо сказать, мгновение. Неизбежным результатом которого служит уравновешивание. Второе же начало говорит о процессе. Тут надо обдумать значение слова "процесс". Это нечто целостное. В то мгновение, когда F2 нагрето больше оно уже начинает выпускать полее мощное излучение и ему осталось лишь долететь до F1. Этого никак не изменишь и оно долетит - температура уравняется.
Кроме того, можно вспомнить, к примеру, одну из фрмулировок второго начала. Постулат Томсона: «Невозможен круговой процесс, единственным результатом которого было бы производство работы за счет охлаждения теплового резервуара». Обратите внимание на слово "круговой". То различие больше не будет повторяться, оно произошло единожды и более не установится.
Еще одна формулировка. Постулат Клаузиуса: «Невозможен процесс, единственным результатом которого являлась бы передача тепла от более холодного тела к более горячему» Слово "единственным". Повторюсь, что далее в ходе процесса разность исчезнет.
Последний гвоздь.
"С точки зрения статистической физики второе начало термодинамики имеет статистический характер: оно справедливо для наиболее вероятного поведения системы. Существование флуктуаций препятствует точному его выполнению, однако вероятность сколь-нибудь значительного нарушения крайне мала." Слово "статиститический". Обращаю внимание, на текст, выделенный жирным шрифтом. Он идеально подходит к приведенному вами процессу.
|
Всего сообщений: 48 | Присоединился: октябрь 2006 | Отправлено: 15 авг. 2007 13:07 | IP
|
|
17koschey
Новичок
|
Так ведь речь идет не о флуктуациях а о НЕПРЕРЫВНОМ повышении температуры тела F2. Я ведь могу сделать ступеньку сколь угодно большого размера.
|
Всего сообщений: 4 | Присоединился: август 2007 | Отправлено: 15 авг. 2007 13:33 | IP
|
|
Demos
Новичок
|
Короче вечника нету. Тому что сопротивление было и будет как и часы песочные еще до Энштейна. Потомучто спротивление влияющая величина. Короче машинки временой тоже нет это все фант.
|
Всего сообщений: 33 | Присоединился: сентябрь 2007 | Отправлено: 3 сен. 2007 23:20 | IP
|
|
|
Форум
Вечный двитель второго рода
