|
|
Начало раздела Производственные, любительские Радиолюбительские Авиамодельные, ракетомодельные Полезные, занимательные |
Хитрости мастеру Электроника Физика Технологии Изобретения |
Тайны космоса Тайны Земли Тайны Океана Хитрости Карта раздела |
|
| Использование материалов сайта разрешается при условии ссылки (для сайтов - гиперссылки) | |||
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
«ПРЕВРАТИМОСТИ» ЭНЕРГИИ
д.т.н., проф., Эткин В. А.
- Энергия и анергия
- Внешняя и внутренняя энергия
- Свободная и связанная энергия
- Эксергия и анергия
- Энергия полезная и бесполезная
- Обсуждение результатов исследований
Понимание того, что «работа работе рознь», и что действительная «линия водораздела» в отношении степени превратимости энергии проходит не между теплотой
, а между двумя категориями работ
и 
, имеет решающее значение для понимания термокинетики как науки о наиболее общих закономерностях переноса и преобразования любых форм энергии [7]. Становится предельно ясным, что лишь в неоднородных средах в составе энергии
системы появляется часть
, которая способна к совершению полезной работы – внешней (если система не изолирована) или внутренней (если система изолирована). Это хорошо понимал основоположник термодинамики С. Карно, давший исторически первую формулировку 2-го начала термодинамики в виде утверждения:
«Повсюду, где имеется разность температур, может возникать и живая сила». В наше время это положение можно обобщить следующим образом: «Повсюду, где отсутствует пространственная однородность и равновесие, возможно и полезное преобразование энергии». Оглядываясь назад, приходится с сожалением отметить, что понимание смысла энергии и термодинамики в целом намного бы облегчилось, если бы функции U было дано название, отличное от энергии. Это позволило бы сохранить простое и ясное (и вопреки всему бытующее до сих пор) понимание энергии как способности системы к совершению полезной внешней работы. Правда,
закон сохранения пришлось бы отнести в таком случае к сумме энергии и анергии как действительно общей количественной мере всех (превратимых и непревратимых) форм движения (взаимодействия) материи.
Однако история не терпит сослагательного наклонения. Поэтому в создавшейся обстановке для сохранения за энергией смысла функции работоспособности системы необходимо введение уже двух новых терминов. Такими терминами ввиду недостаточной общности уже существующих понятий внешней и внутренней, свободной и связанной, технически пригодной и непригодной энергии могут стать близкие к энергии термины «инергия» и «анергия». Эти понятия удовлетворяют изолированным и неизолированным, открытым и закрытым, равновесным и неравновесным, простым и сложным системам. Поэтому их применение представляется нам приемлемой альтернативой. Инергия
как полезная (превратимая, работоспособная, неравновесная) часть энергии системы не зависит от того, как она реализуется – в виде внешней или внутренней, полезной или диссипативной, термической или химической, электрической или любой другой работы. Напротив, анергия как непревратимая, неработоспособная, равновесная часть энергии может отдаваться окружающей среде лишь в той же форме тепла, энергии упругой деформации и т.п. Все эти процессы связаны с преодолением определенных сил. Однако совершение над системой полезной работы связано с преодолением результирующей силы и потому пополняет ее инергию, в то время как бесполезная (диссипативная) работа не связана с преодолением результирующей каких-либо сил и пополняет лишь ее анергию. Различение энергии и анергии позволяет яснее понимать соотношение количества и качества энергии, что в свою очередь должно способствовать устранению той невероятной путаницы, которая царит в головах многих исследователей и постоянно выплескивается на страницы научной и тем более околонаучной печати. В частности, часто приходится читать о тепловых насосах как устройствах с КПД выше единицы и призывы использовать «дармовую» энергию окружающей среды (в том числе физического вакуума) наподобие того, как это делают тепловые насосы или тепловые трансформаторы. При этом упускают из вида, что тепловые насосы и трансформаторы «извлекают» из окружающей среды рассеянное в ней тепло (т.е. анергию)
а их действие сводится к повышению его потенциала путем затраты определенной полезной работы
Поэтому оценивать его совершенство следует только по так называемому эксергетическому (или инергетическому) КПД (15). Этот КПД в реальных условиях меньше единицы [8], поскольку для тепловых насосов и трансформаторов
(в связи с неизбежными потерями). Если же окружающая среда неоднородна и неравновесна, т.е. обладает некоторой инергией
так что и в этом случае
в полном согласии с термодинамикой [9]. Разумеется, в этом случае
может сколь угодно превышать затраченную работу
. Однако это не дает права называть такого рода устройства «сверхединичными» на том лишь основании, что величина
не поддается измерению.
Некоторая двусмысленность царит и в специальной теории относительности (СТО), где энергия покоя
оценивается произведением массы покоя
на квадрат скорости света в вакууме
. Между тем работоспособность неподвижной системы (её инергия) определяется, как известно, лишь дефектом массы
, составляющим во многих процессах ничтожную долю процента от
(остальное – анергия). Еще более фантастичны оценки энергии физического вакуума (точнее, энергии его флуктуаций), которая составляет по данным Уиллера минимум
Между тем, как следует из вышеизложенного, возможность совершения полезной работы физическим вакуумом определяется наличием результирующего смещения
частиц, рожденных из него. Это смещение для хаотических флуктуаций равно нулю, так что приведенная оценка энергии флуктуаций относится в действительности к анергии
физического вакуума. Это обстоятельство – отрезвляющий душ для тех, кто, забыв о термодинамике, собирается строить энергетику будущего на этом поистине неисчерпаемом источнике анергии.
Версия для печати
Автор: д.т.н., проф., Эткин В.А.
P.S. Материал защищён.
Дата публикации 15.08.2004гг
НОВЫЕ СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ 
Created/Updated: 25.05.2018