Бестопливная генерация или
С незапамятных времён человечество мечтало о бестопливной генерации энергии. На этом пути была освоена энергия движущейся (падающей) воды, энергия ветра, в последнее время энергия волн, Солнца и термальных источников. Казалось бы, человечество уже достигло своей цели - бестопливные источники генерации энергии уже освоены, но их мощность катастрофически отстаёт ото всё возрастающих потребностей человечества в энергии. Поэтому параллельно шло освоение традиционных технологий получения энергии путём сжигания полезных ископаемых. Сначала эта была древесина, затем уголь, сегодня нефть, газ, атомное топливо.
Наибольшее применение на этом пути нашла генерация энергии по взрывной технологии высокоактановых производных из нефти. Суть её заключается в мгновенном переходе топлива из жидкого состояния в газообразное, благодаря чему высвобождается до 40 кДж из одного грамма топлива. Ни одна бестопливная генерация не в состоянии конкурировать с подобной энергетической мощностью, поэтому эти два вида генерации существуют параллельно друг другу. Причём все попытки вытеснить топливную (деструктивную) генерацию бестопливной оканчиваются неудачей, именно из-за энергетической плотности которую позволяет реализовать технология взрыва топливной смеси. Поэтому альтернативный путь бестопливной генерации необходимо искать в направлении высокоэнергичных процессов соизмеримых по энергетической плотности с двигателями внутреннего сгорания.
Фактически все двигатели внутреннего сгорания построены на законе Бойля-Мариотта:
Р(0)V(0) = P(n)V(n)
где
Р(0) – давление системы при нормальных условиях;
V(0) – объём системы при нормальных условиях;
Р(n) – давление системы при n-условиях;
V(n) – объём системы при n- условиях.
Иными словами изменение одного из параметров системы автоматически изменяет другой параметр.
При взрыве топлива в объёме V(n) в нём формируется давление Р(n), которое стремится перевести систему в нормальные условия, то есть происходит увеличение объёма с V(n) до V(0), что в соответствии с рассмотренным законом переводит систему из состояния с давлением Р(n) в состояние с давлением Р(0). Рабочий цикл на этом завершается и всё повторяется сначала.
Но рассмотренный закон это всего лишь частный случай более общего закона, который ни Бойль, ни Мариотт, ни кто-либо другой, к сожалению, так и не разглядели.
Давление в классической механике равно:
P = F/S
где F - сила, а S – площадь.
Соответственно:
F = m*a
m – масса;
а – ускорение.
Р*V = (F/S)*V = F*l
где l – путь, пройденный силой F, что соответствует в классической физике понятию работы или энергии.
Р*V = F*l = m*a*l = m*u^2
В единицах измерения:
[(Н/м^2)*м^3] = (Н*м) = (кг*м*м/с^2) = (кг*м^2/с^2) = [Дж]
Таким образом, произведение давления на объём – есть энергия системы, но в соответствии с законом Бойля-Мариотта эта энергия в процессе изменения состояния системы всегда остаётся постоянной. Что кажется очень уж странным, так как газ находящейся под давлением в 1 атмосферу и в 100 атмосфер, уж точно не может иметь одну и ту же энергию. Это легко проверить по той работе, которую совершит газ находящейся под соответствующим давлением.
Природа этого парадокса заключается в том, что закон Бойля-Мариотта рассматривает систему относительно некой начальной точки, в качестве которой в большинстве случаев подразумевают нормальные условия [1]. Иными словами относительно начальных условий система рассматривается этим законом как стационарное явление. Это удобно для понимания природы рассматриваемых изменений системы, но мешает увидеть основной механизм, который обеспечивает это изменение.
Если рассматривать закон Бойля-Мариотта как:
Р(0)*V(0) = P(n)*V(n) = E(0)
Р(0) = E(0)/V(0)
E(n) = E(0)*[P(n)/P(0)] = P(n)*V(0)
То, мы увидим, что энергия системы в n-состоянии пропорциональна давлению системы в этом состоянии и объёму, который эта система занимает в нормальных условиях.
Именно в этом соотношении спрятана дверь, за которой находится бестопливная генерация, не только сопоставимая с энергетической плотностью современных двигателей внутреннего сгорания, но при этом она имеет возможность многократно её превзойти. И, что особенно важно, на производство такой энергии не надо будет расходовать ни одного грамма топлива.
Так, если один грамм воды, занимающий объём в один куб. см, нагреть до температуры 500 градусов в замкнутом объёме, то этот объём воды может производить до 283 кДж [2], т.е. более чем в 6 раз, чем можно получить из одного грамма бензина. При этом на нагрев воды придётся израсходовать всего 4 кДж, оставшаяся при этом энергия расходуется на технологические потери и бестопливную генерацию.
[1] Но может быть и любая другая точка, природа закона от этого не меняется.
[2] V(0) = 1672 куб. см (1,672*10^(-3) куб. м) пара содержится в 1 куб. см воды, который в замкнутом объёме находится под давлением в 1672 атм [P(n) = 1,69*10^(8) Па].
Свидетельство о публикации №219091200038
Если ответите, то это будет самый яркий пример "безтопливной генерации".
С уважением,
Виктор.
Виктор Бабинцев 12.09.2019 09:45 Заявить о нарушении
Протуберанцы это гигантские токи Фуко, которые разгоняют плазму до огромных скоростей, что и вызывает повышение их температуры выше температуры солнечной поверхности. К сожалению воспроизвести подобный эффект в земных условиях не возможно. Но токи Фуко тем не менее довольно широко используются в современной технике. К бестопливной генерации, к сожалению, это не имеет никакого отношения, так как формирование токов Фуке, требует больше энергии, чем можно в последующем получить при их реализации.
Александр Захваткин 12.09.2019 14:07 Заявить о нарушении
Короче, если не можете объяснить огромную разницу температур поверхности Солнца и его короны, то так и скажите. Но, похоже, Вы этого и знать не хотите.
Виктор Бабинцев 12.09.2019 15:17 Заявить о нарушении
"Ионизованный горячий корональный газ оказывается сосредоточенным преимущественно в отдельных арках, трубках, к-рые создаются выходящими в корону магн. полями. Системы низких арок соединяют участки с противоположно направленными сильными магн. полями внутри активной области, высокие системы арок связывают протяженные участки слабых фоновых полей." Источник http://www.astronet.ru/db/msg/1201989.
Температура короны определяется интенсивностью образования этих "арок", природа которых связана с природой протуберанцев и особыми магнитными полями формирующими токи Фуко в этих структурах.
Вообще этому вопросу посвящено достаточно много материалов, в которых я не вижу каких либо не состыковок, чтобы заниматься этим вопросом более углублённо.
Александр Захваткин 12.09.2019 17:25 Заявить о нарушении
Простите, втягиваться снова в бессмысленную перепалку с Вами у меня нет ни какого желания.
Мне хорошо известен объём Ваших знаний по термодинамике, к сожалению он не достаточен для дискуссии в этом направлении.
Александр Захваткин 01.10.2019 19:36 Заявить о нарушении
Относительно знания термодинамики. Вы их можете вновь продемонстрировать, полагаю за это время в них мало, что изменилось.
В обсуждаемой статье приведено уравнение: Р*V = (F/S)*V = F*l, каждый член которого изучается в рамках школьной программы. Возникает естественный вопрос, кокой из этих трех членов Вы считаете противоречащим современным знаниям в классической механике?
Надеюсь у Вас достаточно здравого смысла, чтобы не спорить по этому поводу.
Алексей, если вы не поняли смысла статьи, это ещё не повод, демонстрировать своё невежество. Поверьте я вполне отдаю себе отчёт в том, что предлагаю для публичного обсуждения выводы, которые в этом вопросе до меня ещё ни кто не делал и готов растолковывать их тем, кто в этих вопросах проявляет интерес.
С Вашей стороны, я к сожалению такого интереса не наблюдаю. Вас интересует всего лишь деструктивная критика ради критики, а не ради истины.
Александр Захваткин 02.10.2019 00:11 Заявить о нарушении
В общем виде элементарная работа системы определяется как результат перемещения материальной точки под действием элементарной силы dF на элементарное расстояние dl, что может быть представлено выражением dA = (dF)*(dl). Интегрируя данное выражение по dF и dl мы приходим к выражению A = F*l, которое указывает на то, что на интервале 0 – l, сила воздействующая на материальную точку является const. Таким образом, любое дифференциальное уравнение может быть преобразовано к линейному уравнению в соответствующих границах.
Итак, переход от PV к Fl, не нарушает каких-либо физических принципов перемещения материальной точки в пространстве. Следовательно, так как Fl есть работа или энергия, то и произведение PV есть работа или энергия.
Дальнейшее исследование сводится к определению, какая конкретно работа скрывается под произведением PV.
Александр Захваткин 02.10.2019 15:19 Заявить о нарушении
Действительно, сила, в определённых случаях, может быть не элементарной, а функционально-динамической, как, например, в приведённом Вами примере.
Но в нашем случае мы рассматриваем F как величину функционально связанную с давлением (P*S), причём давление рассматривается как стационарное состояние, которое не является функцией от l. В этом случае приведённый вами пример не корректен.
Вообще-то это самая распространённая ошибка практиков в исследовательских задачах. Вы увлекаетесь математикой и теряете осознание реальных физических явлений, которые исследуются. Если пренебречь требованием стационарности и рассматривать систему в динамических условиях, то Ваш вывод безусловно верен. Но задача рассматривается в стационарных условиях и именно этот подход позволяет найти в ней не тривиальное решение.
Не смотря на то, что Ваше замечание ошибочно, оно интересно для анализа данной задачи, поэтому спасибо за этот акцент.
Ещё раз хочу подчеркнуть: на данном этапе исследования важно понять тождественность произведения PV энергии. Приведённый Вами довод не доказывает обратного.
Александр Захваткин 02.10.2019 21:12 Заявить о нарушении
Уравнение состояния идеального газа описывается уравнением (Яворский Б.М. Справочник по физике, 1964, с.138):
PV = RT
P – нормальное давление = 1,013*10^5 Па
V – молярный объём = 0,0224 м куб
R – универсальная газовая постоянная = 8,31 [Дж/(моль*К)]
T – нормальная температура = 273 К
1,013*10^5 * 0,0224 = 8,31 * 273
2269 Па*м^3 = 2269 Дж/моль
Как видим, ни какой разницы нет, так как уравнение Менделева-Клайперона выводилось для энергетического состояния газа в нормальных условиях. И это состояние для любых газов постоянно. Т.е. Алексей, Вы, не понимая самой природы давления, пытаетесь измерить его энергетическую составляющую своеобразным «прокрустовым ложем».
Причём обращаю Ваше внимание, что уже в 1964 году произведение PV рассматривалось как энергия системы в единице моля. Так что в данном случае Вы пытаетесь опровергнуть не меня, а общепринятые физические постулаты.
Именно это я имел виду, когда говорил о том, что, к сожалению, Вы не готовы на должном уровне вести дискуссию на эту тему.
Александр Захваткин 03.10.2019 00:38 Заявить о нарушении
Виктор Бабинцев 03.10.2019 09:04 Заявить о нарушении
Алексей, Ваш последний довод противоречит общеизвестному пониманию универсального газового закона, следовательно, он ошибочен, и Вам необходимо понять причину этой ошибки, а не "швыряться шапками".
Господа, если бы у Вас было желание найти ошибку в моих рассуждениях, то было бы логично найти её в уравнении PV = Fl = E. До тех пор пока убедительно доказанной ошибки этого уравнения представлено не будет, все иные рассуждения это всего лишь оголтелая деструктивная критика из разряда "этого не может быть, потому что быть не может ни когда". Если бы человечество все время следовало бы этому принципу, мы до сих пор грелись бы у костра в пещере, а не вели бы подобные дискуссии.
Александр Захваткин 03.10.2019 11:01 Заявить о нарушении
Виктор Бабинцев 03.10.2019 11:15 Заявить о нарушении
Разница заключается в том, что E = V не выводится ни из одного известного закона физики, а PV = E напрямую вытекает из известных физических законов. Этим собственно и отличается маниловское фантазирование от научного исследования: каждый новый аргумент непосредственно вытекает из ранее известного.
Александр Захваткин 03.10.2019 14:03 Заявить о нарушении
Вопрос не стоял к какому процессу относится произведение PV. Вопрос состоял в том: является ли произведение PV энергией? Из всей Вашей обширной тирады я не смог сделать вывод: Вы согласны с этим доводом или нет?
Косвенно я могу предположить (по эмоционально-бурному изложению с которым Вы, Алексей, выражаете свои мысли), что Вы считаете, что произведение PV не является энергией, так как оно не описывает циклический процесс с изменением термодинамических характеристик системы.
Но дело в том, что рассматриваемая задача не может быть решена в традиционных терминах термодинамики, и решается исключительно на стыке классической механики и термодинамики. Поэтому для того чтобы понять ход её решения надо в первую очередь понять, что из себя представляет произведение PV в не рамок термодинамики, и уж только после этого начинать его интегрировать в традиционные термины термодинамики. Алексей, пока Вы не сможете сделать этот шаг, наша с Вами дискуссия будет топтаться на месте.
Александр Захваткин 03.10.2019 17:11 Заявить о нарушении
Вы настолько увлечены идеей невозможности бестопливной генерации, что даже не осознаёте всего абсурда который приводите в основание своей уверенности. К сожалению, тут уж вряд ли что может помочь. Складывается впечатление, что вы даже краем уха не знакомы с тем что изучают в рамках школьного курса физики. Но имитатор Вы безусловно талантливый, иногда Вам даже хочется верить. Надеюсь Вы сами примите решение не посещать мои страницы, так как не люблю я хлопать дверью перед носом, даже таких не подготовленных комментаторов как Вы.
Александр Захваткин 03.10.2019 19:18 Заявить о нарушении
Александр Захваткин 04.10.2019 00:01 Заявить о нарушении
Борис Владимирович Пустозеров 26.03.2023 07:46 Заявить о нарушении
Борис Владимирович Пустозеров 26.03.2023 09:24 Заявить о нарушении