Законы физики и условия их применимости.

Сообщение №66520 от Варкад 23 января 2010 г. 16:42
Тема: Законы физики и условия их применимости.

Законы физики и условия их применимости.
Рассматривая такие разделы физики, как классическая механика, квантовая физика, статистическая физика с точки зрения математического аппарата, можно подумать, что они относятся к разным наукам, как например история и география. Если между классической механикой и квантовой есть некий плавный переход одних законов в другие (преобразование Лоренца), то между классической механикой и статистической физики ничего подобного нет. С точки зрения статистической физики закон возрастания энтропии носит фундаментальный характер и имеет математическое доказательство, как наиболее вероятное состояние системы. То с точки зрения классической - нет, так как для него нет «интеграла движения», как они есть для фундаментальных законов классической механики, такие как закон сохранения энергии, импульса, момента импульса. «К тому же, ввиду инвариантности уравнений классической механики по отношению к изменению знака времени, речь могла бы идти лишь о выводе монотонного изменения энтропии». Но, не смотря на это «…квантовая механика в действительности существенным образом содержит неэквивалентность обоих направлений времени». И «Таким образом, в квантовой механике имеется физическая неэквивалентность обоих направлений времени, и в принципе закон возрастания энтропии мог бы быть ее макроскопическим выражением. В таком случае должно было бы существовать содержащее квантовую постоянную Н неравенство, обеспечивающее справедливость этого закона и выполняющееся в реальном мире. Однако до настоящего времени никому не удалось сколько-нибудь убедительным образом проследить такую связь и показать, что она действительно имеет место.
Вопрос о физических основаниях закона монотонного возрастания энтропии остается, таким образом, открытым» (Ландау Л.Д. Лифшиц Е.М.) Выходит, что нет и доказательства невозможности существования вечного двигателя второго рода (ВДВР). Каждый закон физики имеет свои условия применимости. Для статистической физики требуется рассматривать не отдельную частицу, а ансамбль частиц, из достаточно большого числа, чтобы не рассматривать случайные статистические флуктуации. Согласитесь, что это условие не носит фундаментальный характер, и его несложно нарушить.
На мой взгляд, для существования ВДВР необходимо удовлетворение четырех условий:
1. Существование мембраны (стенок), анизотропно действует на движение частицы.
2. Эффект действия мембраны на частицу, не должно нивелироваться взаимодействием между частицами.
3. Существование внешнего поля, действующего на движение частиц.
4. При перелете «через» мембрану частица должна отдавать часть своей кинетической энергии на преодоление того потенциала, который будет использоваться как «свободная» энергия.
Первое условие это вреде одностороннего замка-защелки который позволяет заменить так называемого «демона Максвелла».
Второе условие. С точки зрения статистической физики мы опускаемся до таких размеров, когда размер "дверей" сравним с длиной свободного пробега частиц. Это условие накладывает запрет на использования методов статистической физики при расчете взаимодействия мембраны на движение частиц.
Третье условие - существование самой «двери», которая, действуя на траекторию движения частицы, ограничивает её движение в одну сторону, и позволяет ей более или менее проходить в другую.
Четвертое условие говорит о том, что энергия на открывания «двери» берется у самой частицы.
Для примера реализации этих условий, можно рассмотреть пару моделей ВДВР.
Рассмотрим диэлектрическую пластину на поверхности, которой чередуются полоски диэлектрика и вещества с малой работой выхода электрона. Вылетая с поверхности такого вещества, электрон в магнитном поле всегда будет заворачивать в одну сторону, тем самым образуя направленное движение электронов (ток). Для того чтобы электрон не сталкивался в полете, нужен вакуум. Минимальная работа выхода электрона у серебрено-кислородно-цезиевого катода равна 0,5-0,8 eV, этого недостаточно при комнатной температуре, но технологически данная задача вполне решаема.
Можно еще использовать систему состоящих из последовательно расположенных коридоров, изогнутых по окружности секторов, что также обеспечит выделенное направление движения электронов в магнитном поле.
Известны две научные гипотетические модели ВДВР: это демон «Максвелла» и храповик с собачкой Фейнмана. Считается, что демона «Максвелла» нужно постоянно «кормить и информировать», а на это уйдет энергии больше чем возможно получить, если он будет работать вахтером. Собачка маленькая, прыгучая и на каждую флуктуацию, которая сдвинет храповик вперед, найдется флуктуация которая «подбросить» собачку и вернет храповик на место. Хоть эти рассуждения носят условно сравнительный характер, тем не менее, они неплохо работают при рассмотрение ВДВР мембранного типа – использование пленок поверхностного натяжения жидкостей для испарения наиболее «горячих» молекул, сетка с электрическим потенциалам которая способна пропускать только "горячие" ионы. Однако условиям изложеные выше, позволяють избежать использование "прожолевого" демана Максвела . Тут демон как бы уже вселяеться в частицу, орентпруясь по внешнему полю, делкт прыжок в задоную сторону длинее, чем в противоположную. Таким оброжом нашего демона не надо кормить, для движения он используеть энергию частиц, не надо учить, для орентации он использует внешнее поле, и при этом организует направленое движение частиц.


Отклики на это сообщение:

Возражения.

1) Внешнее поле. Оно является ничем иным, как описанием взаимодействия частиц предлагаемой системы с внешним миром. Взаимодействие взаимно. Поэтому движение частиц в системе окажет влияние на внешний мир. Следовательно, система незамкнута, к тому же нарушение условия рассмотрения ансамбля частиц исчезает. Либо исчезает внешнее поле (например, источник поля удаляется на бесконечность вследствие его взаимодействия с системой).

2) Как следствие, мы возвращаемся к статистической системе с диссипацией энергии, т.е. по сути к увеличению энтропии. А ВДВР в незамкнутой системе - уже как бы не ВДВР.

Думаю, что для конкректной конструкции общие соображения воплотятся в весьма конкректные возражения.


> Законы физики и условия их применимости.
> Рассматривая такие разделы физики, как классическая механика, квантовая физика, статистическая физика с точки зрения математического аппарата, можно подумать, что они относятся к разным наукам, как например история и география. Если между классической механикой и квантовой есть некий плавный переход одних законов в другие (преобразование Лоренца), то между классической механикой и статистической физики ничего подобного нет. С точки зрения статистической физики закон возрастания энтропии носит фундаментальный характер и имеет математическое доказательство, как наиболее вероятное состояние системы. То с точки зрения классической - нет, так как для него нет «интеграла движения», как они есть для фундаментальных законов классической механики, такие как закон сохранения энергии, импульса, момента импульса. «К тому же, ввиду инвариантности уравнений классической механики по отношению к изменению знака времени, речь могла бы идти лишь о выводе монотонного изменения энтропии». Но, не смотря на это «…квантовая механика в действительности существенным образом содержит неэквивалентность обоих направлений времени». И «Таким образом, в квантовой механике имеется физическая неэквивалентность обоих направлений времени, и в принципе закон возрастания энтропии мог бы быть ее макроскопическим выражением. В таком случае должно было бы существовать содержащее квантовую постоянную Н неравенство, обеспечивающее справедливость этого закона и выполняющееся в реальном мире. Однако до настоящего времени никому не удалось сколько-нибудь убедительным образом проследить такую связь и показать, что она действительно имеет место.
> Вопрос о физических основаниях закона монотонного возрастания энтропии остается, таким образом, открытым» (Ландау Л.Д. Лифшиц Е.М.) Выходит, что нет и доказательства невозможности существования вечного двигателя второго рода (ВДВР). Каждый закон физики имеет свои условия применимости. Для статистической физики требуется рассматривать не отдельную частицу, а ансамбль частиц, из достаточно большого числа, чтобы не рассматривать случайные статистические флуктуации. Согласитесь, что это условие не носит фундаментальный характер, и его несложно нарушить.
> На мой взгляд, для существования ВДВР необходимо удовлетворение четырех условий:
> 1. Существование мембраны (стенок), анизотропно действует на движение частицы.
> 2. Эффект действия мембраны на частицу, не должно нивелироваться взаимодействием между частицами.
> 3. Существование внешнего поля, действующего на движение частиц.
> 4. При перелете «через» мембрану частица должна отдавать часть своей кинетической энергии на преодоление того потенциала, который будет использоваться как «свободная» энергия.
> Первое условие это вреде одностороннего замка-защелки который позволяет заменить так называемого «демона Максвелла».
> Второе условие. С точки зрения статистической физики мы опускаемся до таких размеров, когда размер "дверей" сравним с длиной свободного пробега частиц. Это условие накладывает запрет на использования методов статистической физики при расчете взаимодействия мембраны на движение частиц.
> Третье условие - существование самой «двери», которая, действуя на траекторию движения частицы, ограничивает её движение в одну сторону, и позволяет ей более или менее проходить в другую.
> Четвертое условие говорит о том, что энергия на открывания «двери» берется у самой частицы.
> Для примера реализации этих условий, можно рассмотреть пару моделей ВДВР.
> Рассмотрим диэлектрическую пластину на поверхности, которой чередуются полоски диэлектрика и вещества с малой работой выхода электрона. Вылетая с поверхности такого вещества, электрон в магнитном поле всегда будет заворачивать в одну сторону, тем самым образуя направленное движение электронов (ток). Для того чтобы электрон не сталкивался в полете, нужен вакуум. Минимальная работа выхода электрона у серебрено-кислородно-цезиевого катода равна 0,5-0,8 eV, этого недостаточно при комнатной температуре, но технологически данная задача вполне решаема.
> Можно еще использовать систему состоящих из последовательно расположенных коридоров, изогнутых по окружности секторов, что также обеспечит выделенное направление движения электронов в магнитном поле.
> Известны две научные гипотетические модели ВДВР: это демон «Максвелла» и храповик с собачкой Фейнмана. Считается, что демона «Максвелла» нужно постоянно «кормить и информировать», а на это уйдет энергии больше чем возможно получить, если он будет работать вахтером. Собачка маленькая, прыгучая и на каждую флуктуацию, которая сдвинет храповик вперед, найдется флуктуация которая «подбросить» собачку и вернет храповик на место. Хоть эти рассуждения носят условно сравнительный характер, тем не менее, они неплохо работают при рассмотрение ВДВР мембранного типа – использование пленок поверхностного натяжения жидкостей для испарения наиболее «горячих» молекул, сетка с электрическим потенциалам которая способна пропускать только "горячие" ионы. Однако условиям изложеные выше, позволяють избежать использование "прожолевого" демана Максвела . Тут демон как бы уже вселяеться в частицу, орентпруясь по внешнему полю, делкт прыжок в задоную сторону длинее, чем в противоположную. Таким оброжом нашего демона не надо кормить, для движения он используеть энергию частиц, не надо учить, для орентации он использует внешнее поле, и при этом организует направленое движение частиц.


Если где-то, в чём-то не сходятся концы с концами, совсем не значит, что это концы процессов. Это только значит, что там концы наших знаний.
Идея энтропии – это результат ограниченности наших знаний. Так может быть поступить так, как это сделала Природа, исключить её (энтропию) и из нашего ментального обихода?


> Если где-то, в чём-то не сходятся концы с концами, совсем не значит, что это концы процессов. Это только значит, что там концы наших знаний.
> Идея энтропии – это результат ограниченности наших знаний. Так может быть поступить так, как это сделала Природа, исключить её (энтропию) и из нашего ментального обихода?

Вы правы, живая природа не очень подчиняется законам энтропии, особенно, если рассматривать одноклеточные организмы. Но мне хотелось бы услышать мнение о работоспособности моих моделей ВДВР, принцип их работы вроде бы прост, не ужели ни у кого нет возражений?


Физика в анимациях - Купить диск - Тесты по физике - Графики on-line

Реклама:
Rambler's Top100