Берём водичку, нагреваем до такой степени что она может подвинуть поршень с нужным на усилием.
Затем выпускаем её, она холоднее чем могла бы быть от нагрева на величину выполненной работы по передвижению поршня.
Нагреваем ей вторую порцию воды, запускаем её в поршень, догреваем на величину работы которую нужно выполнить.
Вопрос, почему тогда КПД лучших паровых машин и преобразования тепла в работу всего около 30%?
Что не так в описанной схеме?
> всего около 30%
Ну это просто же. У тебя есть закон сохранения. Если КПД 30% то 70% проебывается куда-то. Осталось выбрать куда и сколько. Трение, нагрев атмосферы, инфракрасное излучение, вибрации (в том числе звук).
Берем уравнения термодинамики, и легко показываем как у нас в этом процессе изменяется энергия Гиббса, что является максимальной теоретической работой.
Я рассматриваю давление и температуру отдельно, а они как бы суть одно и то же и неразрывны.
>Я кажется начинаю понимать
Но всё равно не до конца
Нагреваем воду в цилиндре, она превращается в пар, расширяется, толкает его, дошёл до крайней точки, он горячий и под давлением (потому что не может быть холодным и под давлением, лол).
Открываем клапан чтобы спустить его и цилиндр мог обратный ход совершить.
Он расширяется (в том плане что выходя из цилиндра занимает больший объём) и остывает. И тут как бы бля нарушение закона сохранения энергии которого тут конечно же нет, но в которое я сейчас не могу въехать.
Но допустим сразу же это обойдём тем, что мы пляшем совсем около 100 градусов и будучи выпущенным из цилиндра горячее рабочее тело пар становиться водой, не могя занять из-за этого бОльший объём и охладиться сильно. Т.е. допустим был пар 101 градуса, а стала вода 100 градусов.
А хотя бле.. пар 101 градус нихера никакой нормальной работы не сделает, т.к. уже при минимальном давлении это будет вода а не расширяющийся пар.
Но бле, не может энергия уходить из замкнутой системы.
И если мы выпускаем из цилиндра в конце рабочего хода допустим 100 грамм воды в виде пара с температурой допустим 200 градусов, то эта энергия у этих 100 грамм нагретой воды и должна сохраниться после выпускания из цилиндра.
Лан, ещё раз, выпускаем 100 грам пара, 200 градусов, это допустим 100млрд молекул со скоростью каждая 100км/ч. После выпускания нагретого газа под давлением из замкнутого объёма это будут те же 100млрд молекул со скоростью 100км/ч, но он при этом охладился? Шта?
Что я упускаю?
Учебник открой. Не еби себе мозги. Для объяснения этого, мне придется тебе три темы рассказать.
1) Газовые законы
2) Первый закон термодинамики
3) Второй закон термодинамики
Это как раз первые главы в любом учебнике. Термодинамика такая же строгая как какая-нибудь алгебра или тригонометрия, там из изначальных аксиом все законы выводятся, поэтому нельзя "проскочить" и забить на что-то.
Бамп
>
>И если мы выпускаем из цилиндра в конце рабочего хода допустим 100 грамм воды в виде пара с температурой допустим 200 градусов, то эта энергия у этих 100 грамм нагретой воды и должна сохраниться после выпускания из цилиндра.
>
>Лан, ещё раз, выпускаем 100 грам пара, 200 градусов, это допустим 100млрд молекул со скоростью каждая 100км/ч. После выпускания нагретого газа под давлением из замкнутого объёма это будут те же 100млрд молекул со скоростью 100км/ч, но он при этом охладился?
Вот в этом месте чувствую что-то не так.
Как происходит охлаждение, если число и скорость молекул осталась прежней?
Падение давления-понимаю, реже удары стали происходить. Но охлаждение как от увеличение объёма происходит на микроуровне?
БАМП!
Вы блять дождётесь что я сделаю и выебу вас всех рот разбогатею.
Теорема карно в прямом ее действии. Если просто - в случае существования машины с большей эффктивностью, чем машина карно, то можно построить и машину, которая без холодильника превращала теплоту в работу, т.е понижала бы энтропию замкнутой системы, что не очень дружит с современной наукой.
так это не невозможно. просто если рабочм телом будет пар, то холодильником должен бы быть бак с жидким азотом, или радиатор в космосе(температура реликтового излучения где-то 4к), тогда ты смог бу получить кпд около 99%. Основная проблема в том, что в действительности необходимые условия нельзя получить нормально
>холодильником должен бы быть ... радиатор в космосе
Тогда в теории нагреватель вообще не нужен. Рабочее тело - воздух комнатной температуры, холодильник - космический радиатор, нагреватель - солнышко. Бесплатно? Ну х.з., нефть в земле тоже бесплатно лежит, но чтобы ее там найти, выкачать, перегнать в бензик и пласмасу приходится овердохуя людей материально стимулировать.
Если идти в абсурд, то сейчас предложу свой метод получения энергии. Есть такой эффект как расширение пространства. запускаем в открытом космосе электрон вокрун протона на большом расстоянии друг от друга. Из-за синхротронного излучения радиус орбиты электрона падает. Но из-за расширения пространства он обратно растет. Подбираем параметры так, чтобы эта система пришла в равновесие. Получаем дормовую энергию из ниоткуда.
1) А я ебу где именно? Ты не описал нормально цикл.
2) Чем тебе не нравится теорема карно? Сча на пальцах покажу, что она значит.
Сначала о цикле карно - это обратимый цикл, т.е он работает и как двигатель(переносит тепло от горячего к холодному, + берет часть в качестве работы) и как холодильник(забирает тепло от холодного горячему с помошью внешней работы). Причем сколько работы он совершил на один джоуль тепла, столько работы и надо, чтобы его вернуть(а обычно это не так).
Теперь о самом цикле. Если при одной и той же работе твой цикл переносит в холодильник меньше тепла(т.е у тебя кпд выше), то мы частью работы сможем вернуть все это тепло обратно,тда еще и работа останется. Таким образом мы получили из твоего двигателя машину, которая понижает энтропию нагревателя.
Так уже делают. Помогает сильно, но выше теоретического предела все равно не перевалить.
Так вот я не врубаю нахера холодильник. У них таких конструкций как ты и говоришь кпд около, хз, какой там теоретический максимум по этим циклам Карно? 40%?
Можно же плясать возле точки жидкости, добавляя лишь чуть-чуть энергии, чтобы вода на грани преобразования в пар совершила работу.
Блин, я вот не знаю, то ли я дебил, то ли вас одебилили этими совсем уж абстрактными абстракциями.
Ты вроде его заучил, вроде разобрался в нём, в этой абстракции, а может и не разобрался, а просто на веру принял и зазубрил.
И так ты уверен в этом, в нём и вообще.
А на уровне элементарных частиц могёшь?
https://ru.wikipedia.org/wiki/Статистическая_физика
Для этого придется вводить понятие фазового пространства или еще хуже, применять матрицу плотности из квантовой механики.
Да, могу и на уровне элементарных частиц. В случае квантов там повыше кпд можно поднять, но там совсем дикие абстракции начинаются. Вот статья на посмотреть. Красиво и страшно даже мне: статья https://arxiv.org/pdf/2002.01457.pdf
так же могу годный учебник по статфизу дать
https://mipt.ru/education/chair/theoretical_physics/upload/adf/Maks_Mikh_Polish-arpfux56987.pdf
Возможно сюда придётся добавить ещё других элементов, например теплообменник, и другие.
Нагревать как мне кажется лучше цилиндр. Термоизоляция везде где надо условно идеальная.
А ХОТЯ СТОП, Он при выпускании из цилиндра в конце рабочего хода будет иметь большое давление И ТЕМПЕРАТУРУ, а это значит его можно как минимум пустить на нагрев цилиндра.
Я опять вернулся к тому, что мне нужно понять почему газ при расширении охлаждается. На уровне атомов/молекул понять этот процесс.
Ведь условно, был в цилиндре горячий газ, который состоял из 100млрд молекул, движущихся со скоростью каждая в среднем 1000км/ч. Выпустили его из цилиндра,(в бОльший объём с условным вакуумом) и это по прежнему 100млрд молекул со средней скоростью 1000км/ч. Но он при этом охладился.
Давление понятно почему упало, но охлаждение почему произошло?
Поместили в поршень порцию воды, закрыли краны где надо и начали его нагревать, вода вскипает, активно испаряется, давление растёт, поршень движется и совершается работа.
Поршень дошёл до конца, вся работа в этом такте совершилась, и в поршне остался горячий водяной пар под давлением. В нём столько энергии, сколько было выделено нагревательным элементом за вычетом совершённой работы по передвижению поршня.
И теперь возникает два вопроса:
- Что с этой энергией, уже не просто в виде тепла, а в виде тепла и давления(что вроде как неразрывно и считай одно и то же) можно сделать.
(Вот тут кстати интересный момент над которым надо подумать, возможно в нём что-то есть. Было изначально чисто тепло(нагревательного элемента), которое стало теплом и давлением.)
- И второй вопрос а собственно какого хуя у него осталось так много энергии после совершения работы? Он что, не мог её совершить, запася/оставив в себе меньше энергии впустую?
>Я опять вернулся к тому, что мне нужно понять почему газ при расширении охлаждается. На уровне атомов/молекул понять этот процесс.
Квазистатичном расширении газ охлажждается, тк при движении стенки он ее как бы доганяет и после удара передает ей энергию, При неквазистатическом расширении(выпуска газа через заслонку в вакуум) температура падает, тк вылетают только молекулы, которые двигались в сторону заслонки, и хаотическое тепловое движение становится направленным, и перестает быть частью температуры.
Раз он её запас, в чём фундаментальная, принципиальная невозможность отобрать у него эту запасённую впустую энергию и пустить обратно в дело в следующем цикле?
>При неквазистатическом расширении(выпуска газа через заслонку в вакуум) температура падает, тк вылетают только молекулы, которые двигались в сторону заслонки, и хаотическое тепловое движение становится направленным, и перестает быть частью температуры.
Не понимаю почему тут происходит охлаждение. Ну вылетели они в бОльший объём, и что?
Где потеря общей суммарной кинетической энергии молекул?
Где тут потеря энергии?
Ну стали они лететь относительно направленно в момент пролетания заслонки, а дальше попав в бОльший объём после заслонки опять начали стукаться и летать хаотично, не понимаю где потеря энергии.
А потери энергии быть не может. Энергия не может просто бесследно исчезнуть. А если потери энергии не случилось, значит её можно использовать.
Хорошо. Во что трансформировалась энергия?
Ты говоришь что у нас была высокоэнерегетическая порция горячего газа под давлением, которая стала низкоэнергетческой порцией газа низкой температуры и давления той же массы.
Но опять же, ты пишешь проблема не в энергии, но проблема явно в энергии, она явно тут куда-то делась. Куда?
Я не понимаю.
доустим у карно кпд 25% у твоего 50%
передам твоему циклу 2 джоуля от нагревателя
получу 1 дж работы и 1 дж тепла холодильнику
беру цикл карно. с его помощью перекачиваю от холодильника нагревателю тепло
если я совершу работу 1дж,
то заберу у холодильника (1-0,25)/0,25 =4 дж
итого я передал нагревателю 3дж энергии без работы
А применительно к рассматриваемому примеру?
Машина совершила часть рабочего цикла когда в поршень дошёл до кона хода и в нём находится горячий пар под давлением. При условии идеализированных материалов цилиндра, очевидно что энергия заключённая в этом объёме/массе пара в цилиндре в конце его рабочего хода равна энергии выделенной нагревательным элементом минус энергия совершённой работы по передвижению поршня.
И очевидно что вся проблема низкого КПД в том, что энергия запасённая в этой массе/объёме пара, оставшейся в цилиндре в конце его рабочего хода, сильно больше энергии затраченной на совершение работы.
Блин, это что свойство вещества или что... рабочего тела.. не, вроде не.
>А применительно к рассматриваемому примеру?
какая нахуй разница, работает она на пару или, нарпример, на карликах в колесе? Если твоя еба позволяет делать невозможные вещи, то она невозможна. И похуй в каком конкретном месте.
хочешь конкретики - сформулируй нормально, чтоб в с PV диаграммой и описаниями откуда куда у тебя теплообменний передает тепло.
И вот есть у нас этот цилиндр, энергия никуда не делась, хоть и не пошла в выполнение работы. Вот она, концентрированная энергия, в виде горячего пара под давлением внутри цилиндра. Но как использовать её на 100%?(в реальности на немного меньше, 95-98%)
Возьмём этот цилиндр, представим его в виде ёмкости под давлением и подключим его трубопроводом к цилиндру такого же объёма, повернём вентиль и... второй цилиндр поднимется на такую же высоту, но... с вдвое меньшим усилием. Мы заберём у него и превратим в работу не 100%, а всего 50% энергии.
Хотя.. бле, наверное хер там а не 50%. Во время выполнения рабочего цикла при нагреве и расширении газа в работу ушло всего каких-то 30 или сколько там процентов энергии, а тут просто подключив цилиндр к другому такому же превратим в работу 50% энергии? Точно хер там.
>озьмём этот цилиндр, представим его в виде ёмкости под давлением и подключим его трубопроводом к цилиндру такого же объёма, повернём вентиль и... второй цилиндр поднимется на такую же высоту, но... с вдвое меньшим усилием.
нихера не так, у тебя давление будет убывать гораздо быстрее, чем 1/v
+ну порасширял ты, получил работу. А цикл кто замкнет? кто сожиет газ до прежнего обьема? на замыкании цикла ты и потеряешь весь свой выйгрыш над карно
>Вот она, концентрированная энергия, в виде горячего пара под давлением внутри цилиндра.
Нагревательный элемент выделил 100 едениц энергии, нагрев воду в цилиндре превратив её в пар, расширение которого совершило работу по перемещению поршня цилинлра на допустим, 30 едениц энерги.(кстати, какой точно будет эта велечина и отчего зависит?)
В чём фундаментальная, принципиальная невозможность использовать оставшиеся, запасённые в расширевшимся горячем паре под давлением 70 едениц энергии на 100(95-98)%?
Ведь никто не спорит что вся она именно там , внтури цилиндра в паре запасена?
>тебе все равноо надо будет подвести тепло/совершить работу, чтоб замкнуть цикл
Я себе это как изначально представлял. Есть две порции воды. Порция воды, помещается в цилиндр, нагревается, выполняет работу по поднятию поршня, далее эта порция воды в виде горячего пара выпускается, обменивается теплом со второй порцией воды, постепенно охлаждаясь и конденсируясь превращается в воду, занимает "ожидающее" место второй порци воды, которая предподогиетая(забрав почти всю энергию горячей воды) в виде глрячей, но воды помещается в цилиндр, и догревается на величину энергии, равную совершаемой цилиндром работы по поднятию поршня, после чего всё повторяется.
Но тут вдруг оказалось что
>далее эта порция воды в виде горячего пара выпускается, обменивается теплом со второй порцией воды
ЧТО ПРИ ВЫПУСКАНИИ ПАР ОХЛАЖДАЕТСЯ. И ничем уже обменяться со второй порцией воды не может.
Хотя если переписать всё на энергию, то хуй кто доебётся, ведь никуда энергия деться не может.
>Есть две порции воды. Порция воды, помещается в цилиндр, ей сообщается ЭНЕРГИЯ, вода получившая ЭНЕРГИЮ выполняет работу по поднятию поршня, далее эта порция воды в виде пара выпускается, обменивается ЭНЕРГИЕЙ со второй порцией воды, постепенно ТЕРЯЯ ЭНЕРГИЮ и конденсируясь превращается в воду, занимает "ожидающее" место второй порци воды, которая получившая НАЧАЛЬНЫЙ ЗАПАС ЭНЕРГИИ(забрав почти всю энергию первой порции) первой порции воды воды помещается в цилиндр, и догревается на величину энергии, равную совершаемой цилиндром работы по поднятию поршня, после чего всё повторяется.
Потом конечно подумалось о проблеме состояния вода/пар в зависимости от давления и объёма, а не только от температуры, и что с этим могут быть проблемы, но проблема с хер пойми куда уходящей энергией сильно первоочерёднее этой.
Возможно это фундаментально, но объяснено не фундаментально.
>если бы ты мог достать больше определенной доли энергии
Какова это теоретическая доля и от чего зависит?
От температуры нагревателя и холодильника, потому что вся работа есть поток вызванный разницей их температур?
Возник вопрос, есть 2 одинаковые порции энергии, одна в виде нагретого вещества, а вторая в виде вращающейся массы.
Почему можно почти 100% энергии вращающейся массы перевести в работу? Значит и такую же энергию нагретого вещества можно перевести в такое же количество работы.
Но в голове всплыл ответ, во вращающейся массе молекулы- движутся НАПРАВЛЕННО, а в нагретом веществе хаотически, в разные стороны, в случайном направлении.
В этом фундаментальная невозможность перевести 100% энергии нагретого вещества в работу.
Я это непонял, но это ещё не до конца мной осмысленно.
Среда допустим 20 градусов. Какого хуя тогда такой низкий кпд? Везествл же пздц какое горячее.
Нужно ловить электромагнитное излучение.
ПРОСТО ловишь 100% электромагнитного излучения и извлекаешь 100% энергии из нагретого тела, которые на 100%(нет) можешь преобразовать в работу.
ВСАСАЛ КАРНО??
Хотя он походу об этом и говорит, лол.
Получается теоретический максимальный кпд тепловых машин..
А, вот почему выгодно повышать температуру пара,забавно что она неразрывно связано PVT, но при этом влияние на процесс изъятия энергии оказывает только T. Хотя ощущение что это не так и применительно только в идеальных условиях, в реальности же, в реальных механизмах, бОльшее влияние может оказывать другой параметр.
Энтропия, бессердечная ты сука.
>около 30%?
Размечтался.
У дизеля 40%, у карбюраторного как раз 20-30, а у паровика едва ли 10%.
30% кпд достигается у паровых турбин с перегретым паром и хорошим теплообменником.
Замечу, что кпд двс мало относится к теме, т.к он расходует рабочее тело (пары сгоревшего топлива) и теорема Карно его не ограничивает. Вроде были какие то ограничения по типу, но сча не вспомню.
молекулы сталкиваются между собой и со стенками и гасят энергию.
да эвм и стучание молекул идут впустую.
Надо понимать, что любая энергия - это кинетическая энергия.
Ещё заявленная потенциальная энергия топлива может не соответствовать реально получаемой энергии в разных генераторах энергии, всё те же потери из-за специфики устройства агрегата.
Да и потенциальную энергию топлива можно по разному посчитать.
>Ещё заявленная потенциальная энергия топлива может не соответствовать реально получаемой энергии в разных генераторах энергии, всё те же потери из-за специфики устройства агрегата.
>Да и потенциальную энергию топлива можно по разному посчитать.
Энергия топлива не рассматривается, рассматривается поданное количество теплоты по факту.
>Надо понимать, что любая энергия - это кинетическая энергия.
>>503977
>Я кажется начал въезжать в чём дело.
>
>Возник вопрос, есть 2 одинаковые порции энергии, одна в виде нагретого вещества, а вторая в виде вращающейся массы.
>Почему можно почти 100% энергии вращающейся массы перевести в работу? Значит и такую же энергию нагретого вещества можно перевести в такое же количество работы.
>Но в голове всплыл ответ, во вращающейся массе молекулы- движутся НАПРАВЛЕННО, а в нагретом веществе хаотически, в разные стороны, в случайном направлении.
>
>В этом фундаментальная невозможность перевести 100% энергии нагретого вещества в работу.
да всё забыли, с тобой нет смысла вести беседу, ты глупее тех, академиков, которые верят в энергию.
При этом у энергии почему-то до сих пор нет ни одного вменяемого определения. А почему? Да потому что энергия - очередная выдумка, как и время и прочие изобретения человека, он так просто видит реальность, потому что у него такой мозг, а робот с другим компьютером в голове может целиком привычную нам систему переломать, показав нам свою.
Это же всё тупо мнимо.
Вся математика и физика почти всё из пальца по сути высосано.
Мысль здравая?
Вот есть 100млрд молекул нагретого газа в цилиндре, движущиеся со скоростью 1000км/ч каждая.(допустим, если это не реальные числа-называй реальные)
Как извлечь из них всю их энергию(кроме разницы с ненулевой температурой окружающей среды). И куда она, на уровне импульсов отдельных малекул девается и как, если извлечь невозможно?
если выкидывать рабочее тело, то не понятно, ни что считать холодильником, ни что считать подведенным теплом. Вот есть у меня газ с некоторой температурой и давлением. Если я его в вакуум через щель выпускать буду, получая работу, то что считать подведенной теплотой?
хм.. и если молекула врежится, но не отлетит, то передаст 100% своей энергии!
ну практически, кроме излучённого в мрмент столкновения электромагнитного излучения. Кстати, какова энерги излучённая при этом будет?
Но чем отличается принципиально выпускание в вакуум для раскручивания от выпускания в среду для раскручивания? Понятно давления нету, но на одну атмосферу больше и в сосуде делать надо будет. А, ну нету сопротивление летящей струе молекул.
Но разве так 100% энергии получится извлечь?
Вроде как энергия скорость на количество молекул.
Но падать будет скорость вылетающих молекул вроде по мере, а нет, стоп, не будет, давление будет падать.
Вот в чём разница, мы за падение скорости принемаем не скорость движения молекул, а скорость потока выпускаемого газа, которая зависит от давления.
> Если я его в вакуум через щель выпускать буду, получая работу, то что считать подведенной теплотой?
То что было затрачено на нагрев этого газа или на создание его давления. С кпд 100% условным, это если у тебя какой-то комперсор это делал. Т.е. внутреннюю энергию газа.
Хмм, по идее, если дать газу расширяться сколько он сможет, т.е. до выравнивания температуры давления внутри цилиндра и снаружи, то он будет толкать поршень пока энергия газа внутри и атмосферного не станет одинаковой, при учёте условно нулевого трения поршня о цилиндр. И того что цилиндр с поршнем имеет условно нулевую теплопроводность и теплоёмкость.
Но бле... если наполнить цилиндр газом, нагреть, и дать расшириться то... он так отдаст всю энергию выданную ему на нагрев, или охладиться по мере расширения и потеряет давление быстрее?
Вроде его остывание при этом будет соответствовать отдаванию энергии ровно.
Но почему он при этом охладиться? Вроде бы логично, ведь всё что у него есть, его энергия, в виде температуры, перейдёт в работу А , за счёт ударов об "убегающую" крышку.
Но почему охлаждается газ при расширении-потому что он смешивается с другим газом там, в том объёме, бле, точно логично же.
Но если выпустить газ из ёмкости в другую ёмкость с вакуумом, и если ёмкости будут иметь нулевую теплопроводность и нулевую ёмкость, то температура газа не изменится?
Т.е. был горячий газ под давлением, выпустили, получился такой же горячий но разряженный газ?
Читай про кнудсеновский поток. Если вкратце, то давление есть только на больших масштабах, если сделать достаточно маленькую щель, то туда будет вылетать по одной молекул и газ не будет совершать над ней макроскопическую работу, т.е энергия газа с кпд 100% перешла в кинетическую энергию молекулы, а далее ты ей турбину крутишь. Проблема возникает, когда ты потом пытаешься выкинуть эту молекулу из системы, чтоб она снова смогла работать - если делать это в атмосферу, то надо совершить доп работу, что понизит кпд
>то, что было затрачено на нагрев газа
А почему тогда в кпд дизеля не учитывают потери на добычу и переработку нефти? А если в качестве рабочего тела я возьму смесь водорода и антиводорода, мне ужитывать энергию синтеза и того и того, или чего то конкретного?
>если выпускать газ из одной ёмкости в другую
Если выпускать по 1молекуле,чтоб во время выпускания она ни с чем не столкнулась, то да. Но опять же, идите лучше книжку прочтите, ибо большая часть ваших рассуждений либо очивидный бред либо непонятная хероборина. В о любом случае если бы у вас имелось представление о моделях, вам было бы гораздо легче бы хотя бы вопрос задать.
Вот взяли цилиндр, в нём нагретый пар под двалением.
Выпускаем этот пар в из этого цилиндра в точно такой же.
Он выполнит такое же перемещение, но с в два раза меньшим усилием.
Работа-та вроде понятно, поднятая масса, умножить на перемещение, да на g
>>505196
Гугли уравнение адиабаты
>>505198
Нарисовать график состояния газа в P V。координатах, и посчитать площадь
>>505199
Нарисовать процесс в координатах T S, площадь под процессом - тепло, изменение температуры - изменение внутренней энергии.
Самый последний совет - поучить физику с математикой. Они сильно вперёд скакнули со времен Аристотеля.
>Нагреваем ей вторую порцию воды
Читай рекуперация, позволяет иногда существенно повысить КПД
>Что не так в описанной схеме?
Непонятно, как завершается цикл: вода двигает поршень, а что возвращает его в изначальное положение, если теплоноситель выбрасывается?
>догреваем на величину работы которую нужно выполнить.
Если теплота равна работе, то получим КПД 1
Мы не можем всю лишнюю теплоту перекинуть куда хочется. Следующей порции воды можно передать лишь часть теплоты, так как теплообмен между теплоносителями заканчивается, когда они становятся одной температуры. Оставшееся тепло выбрасывается.
>почему тогда КПД лучших паровых машин и преобразования тепла в работу всего около 30%?
У лучших побольше 30 будет
>Если теплота равна работе, то получим КПД 1
>Мы не можем всю лишнюю теплоту перекинуть куда хочется. Следующей порции воды можно передать лишь часть теплоты, так как теплообмен между теплоносителями заканчивается, когда они становятся одной температуры. Оставшееся тепло выбрасывается.
Берём очень длинный цилиндр с околонулевым трением, из материала нулевой теплоёмкости и теплопроводности.
Нагреваем в нём рабочее тело.
Поршень движется, пока давление и температура рабочего тело внутри не сравняется со средой снаружи цилиндра.
В работу(по перемещению поршня) перешло всё тепло переданное рабочему телу.
Цикл Карно соснул?
>Следующей порции воды можно передать лишь часть теплоты, так как теплообмен между теплоносителями заканчивается, когда они становятся одной температуры.
Необязательно же их смешивать. И передввать тепло всеми объёмами их сразу.
Если пустить их течь через теплообменник друг навстречу другу, то прогревание(и охлаждение другого) будет постепенным и теоретически возможен 100%-й теплоперенос.
(они текут друг на друга, на выходе горячая становится холодной и перед самым выходом "контактирует"(через теплообмненник) с самой холодной, а вначале, она будучи самой горячей контактирует с самой горячей/разогретой холодной)
>Непонятно, как завершается цикл: вода двигает поршень, а что возвращает его в изначальное положение, если теплоноситель выбрасывается?
А это проблема?
Сам механизм, кривошипно-шатунный, на мохавичке.
Трение в цилиндре малое, ничем не подпёртый(рабочее тело же выкинули) он вернётся в изначальное положение с практически нулевыми потерями.
>Если пустить их течь через теплообменник друг навстречу другу, то прогревание(и охлаждение другого) будет постепенным и теоретически возможен 100%-й теплоперенос.
Согласен, так мы передаём всю теплоту. Но в таком случае она распределяется по гораздо большему количеству теплоносителя. В расчёте на одну порцию получается опять же не больше половины остаточной теплоты.
Нормально.
А не такими бреднями шизоидными как у вас.
Вы из-за этих говноабстракций совсем потеряли связь с реальнойстью.
И если что-то не соответствует условиям вашей говноабстракции, что вы её применить не можете, то вы просто орёте что это не будет работать, лол.
>Берём очень длинный цилиндр с околонулевым трением, из материала нулевой теплоёмкости и теплопроводности.
>Нагреваем в нём рабочее тело.
>Поршень движется, пока давление и температура рабочего тело внутри не сравняется со средой снаружи цилиндра.
>В работу(по перемещению поршня) перешло всё тепло переданное рабочему телу.
Вот что в реальности помешает поршню двигаться, пока давление снаружи в внутри цилиндра не выровняется, и следовательно всё тепло не перейдёт в работу?
>Берём очень длинный цилиндр с околонулевым трением
>Вот что в реальности помешает поршню двигаться?
Околонулевое трение
>и следовательно всё тепло не перейдёт в работу?
В реальности есть тепловые потери
>нулевой теплоёмкости и теплопроводности
При нулевой теплопроводности тепло не будет передаваться теплоносителю
и свокове образование нацеленное на бездумное зазубривание как велено и принятие на веру безоговорочно того что и как велено
Я тебе написал, клапан и маховик с тягой кривошипношатунной, он доходит до конченого положение, когда газ отдал всю энергию, затем клапан в цилиндре открывается, и маховик через тягу продолжая вращаться без проблем и без сопротивления толкает поршень обратно в изначальное положение.
Рабочее тело нагреваем, оно расширяется, поршень движется,
но, молекулы ударяясь об "убегающий" от них поршень "остывают",
в итоге, да так и по логике
Если взять цилиндр с газом атмосферного давления, нагреть, он подвинется, а затем обратно вернётся, остывая
но это произойдёт из-за остывания от теплопроводности материала поршня во внешнюю среду.
А как будет вести себя цилиндр с условго нудевой теплопровдодностью...
Чёт непонятно.
По логике, он должен оказаться там же, где и был изначально, но как это будет...
Рабочее тело нагревается, газ расширяется, двигает поршень, двигая поршень охлаждается...
но бле, оно не может подвинуть поршень дальше, чем охладившись до температуры окружающей среды, которая была в изначальном положении..
Ведь тогда и объём у него будет как в изначальном положении..
Т.е. оно вроде как и должно двигаться, т.к. из-за расширения должно расширяться, но подвинув, оно должно оказаться в начальном положении, при этом не двигаясь обратно, т.к. дальше начального положения оно подвинуть не может...
Бля, чё-то я конретно залип.
У тебя есть фазы, где тело расширяется, не снижая температуру, зачёт подогрева.
В итоге получается, что теплоноситель получил больше теплоты, чем совершил работы, и для возврата в начальное положение нужно излишки теплоты сбросить. Лучше на конкретных циклах разбирать
>и для возврата в начальное положение нужно излишки теплоты сбросить
Но не может же поршень остаться в том положении куда подвинулся.
Он обязательно, сам, должен переместиться в изначальное положение.
Не может же он вечно оставаться нагретым
А, стоп, походу так и будет.
Он подвинется до туда, когда произвдение температуры с разряженностью среды внутри цилиндра, а следовательно и давлению, сравняется с таковым отношением снаружи поршня.
Хм....
Надо ещё подумать.
Лучше конкретные циклы разбирай. Там разные принципы реализованы
если рабочее тело изначально имело температуру и разряженность окружающей среды..
если теплоёмкость и теплопроводность материалов поршня будет нулевой.
Паровик Добла.
Странный вопрос, ты берешь какие-то абстрактные, лучшие паровые машины, укажи что за машины. Сейчас повсеместно во всем мире используются паровые машины, на любой тэц перегретый пар крутит турбину и так ты получаешь свет дома. Чем тебя не устраивает это? Или тебе надо конкретно поршень толкать паром, чтобы ездить на нем? Так опять же поршень толкается лучше взрывом, а не паром. В плане кпд механизма и его надежности. Короче хуйню ты спросил какую-то.
>Это понятно, хули ты выёбываешься
Ты выебываешься
>Так схуяли такой низкий кпд?
На то две причины
Первая - рабочие условия, которые определяют максимальный теоретически возможный КПД. Например, для цикла Карно при температурах нагревателя и холодильника, равных 300 и 100 Цельсия соответственно, максимальный КПД будет чуть выше 50%, более того, на практике циклы отличаются от идеальных, что снижает максимально возможный кпд
Вторая - различные потери, которые обычно не получается свести к нулю (трение, потери тепла в окружающую среду и прочее)
Не очень корректный вопрос
Мы не преобразуем теплоту в работу, а просто её передаём
Можно для конкретного случая посчитать количество теплоты, которое мы можем передать
Исходя из формулы Q=Cудm∆t
Так как теплообмен длится до тех пор, пока температуры не сравняются, мы не можем полностью передать всю теплоту от одного объекта другому напрямую
Если хочешь оценить эффективность, так сказать, то можно посчитать, например, теплоту на единицу массы. Если мы передаём тепло между одинаковыми массами одинаковых газов, то мы можем теплоту, соответствующую половине разнице температур при условии постоянной теплоёмкости
Для реальных условий приведи конкретный пример, я тебе посчитаю.
Я уже говорил, что если у нас одинаковое количество одного и того же газа, то мы можем передать только половину имеющейся теплоты.
Если возьмём случай с непрерывным подводом газа, то теплота отработавшего газа будет "размазываться" по большому количеству входящего вещества. Так как интенсивность теплообмена снижается при уменьшении разницы температур, то при стремлении переданного тепла к 100% масса газа-реципиента стремится к бесконечности. Если выразить математически, получим экспоненциальный рост массы от переданной теплоты (при постоянной теплоёмкости)
Если мы хотим, например, передать 95% теплоты газа другому такому же, то нам для этого понадобится в 19 раз больше этого газа.
А значит, на единицу массы эффективность будет 5%
В общем, чем меньше часть теплоты, которую мы передаём, тем эффективнее она передаётся, и наоборот. В лучшем случае будет эффективность 50%
Хочешь сказать что канальный теплоаккумулятор, через который сначала в одну сторону продувать горячий воздух, а затем в другую холодный, не может иметь кпд больше 50%
и разницы с тем, что просто перемешать эти две одинаковые порции холодного и горячего воздуха, и с самой лучшей выдроченной идеальной конструкцией не будет?
Если это просто отношение переданной теплоты к начальной имеющейся, то тогда мы можем стремиться к 100%. Но в таком случае мы не учитываем массы веществ. А, как я написал, масса теплопреемника будет стремиться к бесконечности, при стремлении переданной теплоты к 100%. Это всё работает для сколь угодно выдроченной конструкции.
Если массы теплоносителей одинаковы, то не можем никак передать от одного другому напрямую больше половины теплоты, так как в процессе теплопереноса их температуры выравниваются, а значит, теплообмен прекращается.
Устройство и качество теплообменника влияет на интенсивность теплопереноса, но не на конечное максимальное количество переданной теплоты
Обмен температурами, насколько полно он прошёл.
МАССЫ ГАЗОВ ОДИНАКОВЫ, хватит писать про бесконечное количество.
Допустим было 20кг газа с температурой +20, и 20 кг с температурой -20.
Затем первый стал вместо +20 -20, а тот что был -20 стал +20.
Это будет 100% кпд теплообмена.
>Если массы теплоносителей одинаковы, то не можем никак передать от одного другому напрямую больше половины теплоты, так как в процессе теплопереноса их температуры выравниваются, а значит, теплообмен прекращается.
Схерали выравняются если их не тупо перемешивать?
При чем тут перемешивание? У тебя температура более гарячего падает. Температура холодного подымается пока они не сравняются. В этот момент ты передал половину (если массы равны). Чтобы продолжить тебе нужно передавать от более холодного к более гарячему что на данный момент считается невозможным.
Вообще без разницы, мешаешь ты их или перегородку ставишь. У более горячего газа температура падает, так как он отдает теплоту, у менее горячего повышается, так как он принимает. То есть показания их температур двигаются навстречу друг другу. Когда они становятся равными, теплообмен прекращается. В итоге изначально горячий газ сохраняет часть теплоты, дальше он отдать её не может, ибо теплопередача существляется только от более нагретого к менее нагретому
Вот например как в приточно-вытяжных рекуператорах.
Допустим что для большей эффективности труба с множеством тонких каналов сделана из отдельных пластин очень теплоёмких, изолированных друг от друга.(для поддержания градиента температуры).
Сначала теплообменник холодный, первый такт-начинается выброс воздуха из комнаты, тёплый воздух будет сначала контактировать с левой частью теплообменника, эта часть нагреется быстрее, но и возлух самый тёплый тут, т.е. разница температур максимальна.
Проходя по теплообменнику воздух будет охлаждаться, но и правая часть теплообменника, в конце пути воздуха из комнаты, будет охлаждаться медленнее всего(т.к. воздух дошедший до неё из комнаты уже охладился)-опять разница температур максимальна.
То же самое в обратном направлении, после первого цикла теплообменник прогрет воздухом из комнаты, начинается втягивание холодного воздуха с улицы.
Правая часть теплообменника, контактирующая с холодным воздухом с улицы будет остывать быстрее всего, но и воздух самый холодный, разница температур, а значит и эффективность передачи тепла, максимальна.
Далее проходя по теплообменнику воздух будет нагреваться, и левая часть теплообменника будет дольше всего самой нагретой оставаться, т.к. воздух доходящий до неё будет самым тёплым, и опять, разность температур максимальна.
Неужели такой конструкцией невозможно добиться эффективности передачи тепла бОльшей, чем при простом размешивании?
И если да то почему.
Хотел что-то спросить про поршень/цилиндр но забыл что...
Но именно за счёт сжатия воздуха при каждом такте, об этом вопрос.
Ну вот и вопрос, кроме остального, в том что сколько?
Как посчитать максимальный теоретический кпд компрессора?
Т.е. допустим взять, и сделать "10 литров воздуха сжатого до давление 2 атмосферы" из атмосферного нельзя со 100%-м кпд, даже если у компрессора, условно говоря, не рассматривая этот эффект, будет кпд 100%.
Вообще это полный кпд работы, т.е. энергия подведённая, момент и обороты на валу двигателя, делённые на энергию полученного за данную работу сжатого газа которая давление умножить на объём.
Вернее на оборот, второе делить на первое.
Но а тут выше рассматривается отдельно кпд компрессора как устройства именно, трение в механизмах типа и лишние завихрения и трение в сжимаемом газе которые он создаёт, и отдельно кпд сжимания газа идеальный.
>Как посчитать максимальный теоретический кпд компрессора?
ВОт тут хз. Может надо взять производительность компрессора и мощность, которую он при этом затрачивает? И посчитать.
а вообще я не совсем поймутред не читал с начала, что найти надо то? КПД или кол-во теплоты?
По-твоему(или по заверениям другого анона, если ты не тот) при таких условиях, температуре комнатного воздуха +20, и на улице -20, в комнату после теплообменника не может заходить воздух теплее 0 градусов цельсия(в среднем по энергии от начала и до конца цикла).
Т.е. как при тупом смешивании. Т.е. одинаковое количество воздуха +20 градусов, смешали с таким же количеством воздуха -20 градусов, получили воздух 0 градусов.
Мне же кажется что таким теплообменником можно получить бОльшую температуру воздуха входящего.
Почитал сча про такие теплообменники. Теоретически кпд такого теплообменника ограничен 0.5, т.е около половины энергии проебывается. Т.е если на улице - 20, а внутри 20, то ты действительно получишь на вход 0. Ниже прикрепляю пруфы.
https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=http://physics.asj-oa.am/97/1/07.Abramyan.pdf&ved=2ahUKEwj9hMzSr9_pAhVEiIsKHY9ACQsQFjAAegQIBxAB&usg=AOvVaw3AIRJAFaL2Z326C_NryAF6
Какой ответ, ты же нихуя не знаешь.
Просто нагуглил какую-то статейку, а сам смотришь в неё и "смотрю в книгу-вижу фигу".
Тебе же если в этой статейке напиздели, то ты и не поймёшь этого, потому что всё на веру принимаешь.
Ты наверное и не читал там ничего, а просто глянул что какой-то текст, какие-то расчёты, и фраза "вот кароче ограничено 0.5".
И всё, тебе этого хватило что кто-то по факту просто сказал "ЯСКОЗАЛ ограничено 0.5".
Ну ты нагреваешь воду, испаряешь ее, нагреваешь пар, а сбрасываешь пар довольно горячий. Итого ты 2'процесса уже исключаешь (нагрев воды и испарение). Это довольно большая доля. Поидее ты можешь сильно перегреть пар но там сильно растет давление 110 С это уже 2 атмосферы и и.д. оборудование удорожается. Отопление на пару и всякие технологические процессы на производстве хорошо работают и.к. там теплота парообразования возвращается. А тут то нет. Ну и теплообменники всякие с механизмами вносят свой вклад. Мне лень про циклы Карно сейчас читать, но по кухонной логике как то так.
И её эффективность (так жёстко) энтропия ограничивать не должна.
Но что-то ограничивает. Что?
Почему у них кпд не выше паровых машин?
Так можно же ставить в ряд тупбины, начиная от имеющих (геометрически спроектированных формой лопастей) чтобы иметь максимальный кпд при максимальной скорости газа и заканчивая низкоскоростными турбинами.
А во время конденсации пара обратно в воду, когда при этом опять тепло будет выделяться-этим подогревать новую порцию воды.
И чтобы это всё циклами работало. Берём определеённый объём воды, в бак утеплённый её, нагреваем сфокусированным солнечным светом, выпускаем получившийся пар, затем повторяем цикл.
И не нужно тратить энернию на впихивание новой порции воды в бак против давления.
>>510526 →
Миша, ты?
Да, ты.
В классическом понимании, по крайней мере.
>почему тогда КПД лучших паровых машин и преобразования тепла в работу всего около 30%?
Ну так пар же выходит не с температурой 0К.
А что если эту паровую машину собрать в космосе?
С освещенной стороны солнечный коллектор в котором в трубках теплоноситель нагревается и испаряется, далее поступает в цилиндр, совершает работу и выбрасывается в конденсатор на теневой стороне и охлаждается до -50С например. И дальше опять поступает с коллектор.
Теплоноситель, например спирт или вообще бензин.
Не знаю, поможет ли тебе, но мне всегда помогали аналогии.
Если перейти к гидродинамической аналогии, ты спрашиваешь, почему нельзя сделать ГЭС без перепада высот. Положил установочку в воду, и она и она ебашит.
Ты же понимаешь, почему нельзя? Вот также и с давлением нагретого газа.
Грубо говоря, ты можешь использовать отработавший пар, чтобы нагреть новую порцию пара. Но не до температуры нагревателя. Он ведь тоже в процессе теплопередачи остынет. Сама по себе температура не является энергией и не может совершать работу, это очевидно же. Если вся вселенная будет одной температуры. То будь это хоть 10000К, теплового двигателя не сделать. Вернуть обратно всю температуру отработавшего газа новой порции, равносильно тому, чтобы используя энергию водяной турбины на ГЭС, обратно закачать воду в верхний водоём.
Это если не прибегать к абстракциям и формулам, которые, я вижу, ты так не любишь.
>Вопрос, почему тогда КПД лучших паровых машин и преобразования тепла в работу всего около 30%?
>Что не так в описанной схеме?
Снаружи атмосфера, которая давит 10 тонн на квадратный метр, да ещё и (по меркам шкалы кельвина) довольно горячая. Молекулы этой атмосферы со всех сторон пиздят любой расширяющийся газ, поэтому газ расширяется менее задорно. Абсолютно любой. Хоть от нагрева, хоть от фазового перехода.
Вообще КПД любой тепловой машины это функция от разницы по давлению и разницы по температуре, и в вакууме у всех КПД стремится к 100%, даже у паровоза. На земле же у нас единственный вариант - повышать пиковое давление и температуру, но тут мы упираемся в пределы по материалам и сосём хуйцы.