Второе начало термодинамики по Циолковскому

                            
       © Ерашов В.М.

          Только глухой не слышал о Втором начале термодинамики, формулировки Клаузиуса  и Томсона знает любой физик. Но вот взгляды Циолковского на данную проблему куда как менее известны, хотя более 100 лет прошло после выхода в свет работы Циолковского «Второе начало термодинамики». Циолковский заметил, что в гравитационном поле теплота, которая является мерой кинетической энергии ведет себя по меньшей мере странно, если не сказать, что противоречит выводам Клаузиуса . Вот формулировка Клаузиуса:
"Теплота не может переходить сама собой от более холодного тела к более теплому".
То есть теплота стремится к выравниванию, к «тепловой смерти», а вот, как заметил Циолковский, в гравитационном поле никакого выравнивания теплоты не происходит.  Взять хотя бы атмосферу, известно, что с высотой температура атмосферы падает, распределение температур соответствует следующему правилу (цитата из интернета):
Температура воздуха по мере удаления от земной поверхности понижается. В среднем на каждые 100 м высоты температура падает на 0,6°. Эта величина называется средним вертикальным температурным градиентом. Понижение температуры продолжается до верхней границы тропосферы, т. е. до высоты 10 -11 км в умеренных широтах к до 15—17 км в экваториальной зоне. На границе тропосферы в умеренных широтах температура воздуха круглый год держится в пределах -50, -60°, а над экватором -70, -80°.
Конец цитаты.
Такое распределение температур часто называют адиабатическим охлаждением, оно соответствует температуре единицы объема газа при подъеме на высоту при адиабатическом расширении (без теплообмена с окружающей средой). Важно, что в атмосфере выравнивания температур не происходит, это распределение температур заложено Природой, то есть является фундаментальным свойством атмосферы. Выходит, что Клаузиус не прав, тепло атмосферы его формулировке не подчиняется.
     С нашей точки зрения, формально Клаузиус прав, когда ведет разговор про идеальный газ, но стоит этот газ поместить в атмосферу (гравитационное поле), как его свойства меняются, но тогда это уже не идеальный газ, а что-то другое. Давайте отметим, что в гравитационном поле уже не теплота стремится к выравниванию, а энергия. Известно, что в гравитационном поле любое тело, помимо кинетической энергии, обладает еще и потенциальной энергией mgh, которая при изменении высоты переходит в кинетическую энергию. Следуя логике Клаузиуса, мы должны отметить, что в гравитационном поле к выравниванию уже стремится не теплота, а энергия, то есть:
  Кинетическая энергия газа плюс потенциальная энергия газа в гравитационного поля – константа.
  И так, формулировка Клаузиуса имеет ограниченное применение, она справедлива только, если кинетическая энергия, мерой которой является теплота, не участвует в обмене с другими видами энергии.
   На сегодняшний день распределение температур в атмосфере изучено основательно и детально, все происходит исключительно по Циолковскому. Пора бы и Российской академии наук признать заслуги гения Циолковского и в области термодинамики а не только в в развитии Космонавтики, способность к логическому мышлению либо есть, либо ее нет. А пока «Второе начало Циолковского» признало только Русское Физическое Общество и переиздало обсуждаемою работу Циолковского "Второе начало термодинамики" в журнале ЖРФМ №1 за 1991 год.


Рецензии
Таким образом, автор вслед за Циолковским признает возможность создания вечного двигателя второго рода. Ну что ж, некоторые верят и во Второе пришествие, и в барабашек, и в Лохнесского зверя, и в летучие тарелки. Всяк сходит с ума по своему.
Я прочел опус Циолковского, нашел его методически слабым и совершенно
неубедительным, а потому присоединяюсь к Алексу Савину.

Алексей Степанов 5   12.07.2017 11:10     Заявить о нарушении
Циолковский в ваших одобрениях не нуждается.

Владимир Ерашов   12.07.2017 19:14   Заявить о нарушении
А я не Циолковскому это написал, а Вам. И что это Вы такой агрессивный? Полагаете, что Вам должны только конфетки слать? Или же считаете, что можно беспрепятственно вешать лапшу на уши, а вам за это и слова не скажи?
Ладно, продолжайте изобретать. Ваши подельники уже запустили в космос безопорный движитель - гравицапу - с нулевым эффектом. Но польза была: мир хохотал. Ваша очередь: продемонстрируйте Миру перпетуум мобиле. Будет хоть и глупо, но смешно.
А может, вам стоит заняться тем, что в умеете - выращиванием картохи (если вы об этом не приврали)? Тогда хоть смеяться над вами перестанут.

Алексей Степанов 5   12.07.2017 19:24   Заявить о нарушении
Советчик!
Перекладывайте железо, а то заржавеет.
Тонкие мысли и монотонный напряг - понятия не совместимые.

Владимир Ерашов   13.07.2017 06:08   Заявить о нарушении
Почтенный,
если бы вы владели хотя бы азами ремесла, то понимали бы, что Циолковский в свой статье наделал массу ошибок. Так, он полагает в расчетах, что адиабатический процесс происходит еще и изохорически (цитирую:) "Хотя часть работы при падении, как будто тратится на сжатие газа, но в сущности, этой работы нет, так как, предполагая равновесие атмосферы, – нигде не происходит ни сжатия, и расширения газа." Вот так: давление меняется, а работы не происходит, и на знаменитое определение работы dА=PdV г-н Циолковский плюет с высокой колокольни. Есть и множество других нелепостей; например (снова цитирую:) "Можно даже сказать, что изменение температуры с высотой для различных газов различно, именно пропорционально молекулярному весу газа.
Если допустим, что р = F(h) = pi, т.е. что тяжесть постоянна, что приблизительно верно для планетных атмосфер, то
Spdh = рi , и t = pih/MC. " Но мольные теплоемкости газов (с равным числом атомов в молекуле) одинаковы! Доля же одноатомных газов (гелия, аргона, криптона) в составе атмосферы ничтожна, а потому от молекулярной массы мало что зависит. Правильное выражение для адиабатического расширения приводит, например, другой Ваш коллега по дурдому - (dT/dh)ад = -g/C, где С - теплоемкость при постоянном давлении.
Есть и еще один резон, самый главный. Пусть мы адиабатически расширили порцию газа, подняв ее, например, на высоту 1 км, и сделали то же самое со второй порцией, подняв ее на 1 метр. Да, над каждой из них мы совершили равновесный процесс, и внутри каждой порции газ находится в равновесии - но кто сказал, что при этом есть равновесие между порциями? Это равносильно утверждению, что если накачать (равновесно) одно колесо автомобиля до давления Р1, а другое - также равновесно до давления Р2, то при соединении колес шлангом газ из одного в другое не пойдет. То же самое можно сказать и об атмосфере: она находится в барометрическом равновесии (вернее, в состоянии, близком к таковому - иначе не было бы конвекции), но термического равновесия нет и в помине.
В общем, учите букварь. Вы полагаете, что окончив весьма среднюю школу и занимаясь огородничеством, можно между делом хаять Ландау и Больцмана? Что можно плюнуть на тысячи выполненных опытов, на теорию, созданную множеством профессионалов с острейшими умами, и самонадеянно поучать их? Да вы попросту невежественный наглец.

Алексей Степанов 5   13.07.2017 11:27   Заявить о нарушении
Что Вам мешает изложить все замечания к работе Циолковского в статье, читатель и рассудит Вы правы или Циолковский, а то здесь на задворках, где читают еденицы, тратите свой драгоценный талант. Как-то не резонно.
Только вот будете излагать, не забудьте про первое начало термодинамики, при поднятии на высоту кинетическая энергия газа уменьшается, а с ней и температура, за счет перехода части кинетической энергии в потенциальную энергию.
Мне некогда с вами дебатировать, да и не вижу никакого резона. Мне наплевать, на Ваше мировозрение, как считаете, так и считайте.
Что заглянули на мою страничку, спасибо. Но дорогие гости не надоели ли вам хозяева?
Все дальнейшие ваши испрожнения сотру, напрасно не трудитесь.

Владимир Ерашов   14.07.2017 15:37   Заявить о нарушении
На это произведение написаны 3 рецензии, здесь отображается последняя, остальные - в полном списке.