Размещено на http://www.allbest.ru/

Двигатель Петровича

В 1929 году Л. Сцилард описал двигатель, который на первый взгляд нарушает второе начало термодинамики. В журнале "В мире науки" №1 за 1988 год в статье "Демоны, двигатели и второе начало термодинамики" Ч.Г. Беннета также описан двигатель Сциларда.

В моём двигателе, в отличии от двигателя Сциларда, нет логического устройства, нет необходимости определять, в какой части цилиндра находится молекула и нет памяти. Нет всех этих устройств, которые не позволяют двигателю Сциларда работать. К тому же он более прост по конструкции.

Двигатель состоит из цилиндра, закрытого с обоих сторон стенками. Поршня с небольшим отверстием в перегородке, который делит цилиндр на две части. Внутри цилиндра находится 1 молекула, как в двигателе Сциларда. Как работает данный двигатель. Допустим, молекула находится в правой части цилиндра (а). Молекула, двигается в правой части цилиндра, ударяясь в стенку цилиндра и поршень. Под воздействием ударов молекулы поршень начинает движение влево. Этот процесс будет длиться до того момента, когда молекула попадёт в отверстие поршня и перелетит в левую часть цилиндра. Отверстие в поршне очень небольшое, поэтому молекула попадает в отверстие достаточно редко. И до того, как молекула попадёт в отверстие, она успеет множество раз ударится в поршень, передавая при каждом ударе часть своей кинетической энергии поршню. Поэтому поршень смещается влево, возможно до самой стенки. Всё зависит от степени вероятности попадания молекулы в отверстие поршня. Молекула попадает в отверстие в поршне и пролетает в левую часть цилиндра (б). Молекула также двигается между стенкой цилиндра и поршнем, ударяясь в них. Под действием этих ударов молекулы поршень начинает перемещаться вправо. И это движение будет происходить до тех пор, пока молекула снова не попадёт в отверстие поршня и не перелетит в правую половину (в). В этой половине происходит аналогичный процесс и поршень начинает двигаться влево (г). Таким образом поршень совершает возвратно-поступательное движение внутри цилиндра. При этом амплитуда движения поршня в противоположные стороны может различаться. Всё зависит от вероятности попадания молекулы в отверстие поршня. Чем меньше эта вероятность, тем больше времени молекула будет находиться в одной из частей цилиндра, передавая в это время свою энергию поршню. Эти движения поршня можно использовать для производства некоторой работы. При этом энергия, которую молекула передаёт поршню, возвращается молекуле в результате теплообмена между стенками цилиндра и окружающей средой, так что молекула продолжает двигаться с той же средней скоростью. Следовательно, суть работы двигателя состоит в изъятии теплоты от окружающей среды и превращении её в механическую энергию поршня. А уже механическая энергия поршня может быть преобразована в полезную работу.

двигатель молекула цикл карно

Цикл работы данного двигателя отличается от цикла Карно. Допустим, в цилиндре нет молекулы. Поршень, цилиндр и окружающая среда находятся в термодинамическом равновесии. Запускаем в цилиндр молекулу (д). Молекула ударяется в поршень и передаёт ему часть своей энергии. Это первый такт цикла. Затем молекула, отскочив от поршня, ударяется в стенку цилиндра (е). Так как кинетическая энергия молекулы уменьшилась, то при ударе о стенку молекула получает энергию за счёт тепла окружающей среды и восстанавливает свою энергию до первоначального уровня. Это второй такт цикла. В следующий момент молекула отскакивает от стенки, снова ударяется в поршень и передаёт поршню ещё одну часть своей энергии. Это первый такт следующего цикла. То есть данный двигатель работает по двухтактному циклу.

У данного двигателя нет перегородки, которая может разделять цилиндр, как в двигателе Сциларда. Также отсутствует устройство, определяющее положение молекулы в цилиндре. А также отсутствует память, в которой хранится информация о положении молекулы. Отсутствуют те устройства, которые не позволяют двигателю Сциларда работать, не повышая энтропию. В данном двигателе нет необходимости в определении положения молекул. Нет необходимости в памяти, куда записывается информация о местоположении молекулы. То есть данный двигатель может работать, используя только тепло окружающей среды и не повышая энтропии окружающей среды.

Размещено на Allbest.ru