Почему так сложно объяснить, что броуновский храповик не работает?

Броуновская трещотка выдержала множество проверок, прежде чем наконец было показано, почему она не будет работать как вечный двигатель, но мне кажется странным, что все это было необходимо. Если бы частицы, ударяясь о весло, заставляли его двигаться, они теряли бы энергию и замедлялись. Из-за этого существует конечное количество работы, которую может выполнить система, что делает ее не вечным двигателем. Почему необходимо показать, что собачка совершает броуновское движение, чтобы доказать, что она не работает?

Связанный: physics.stackexchange.com/q/203974 Я думаю , что путаница заключается в том, что любой понизитель энтропии может быть использован для создания вечного движения, поэтому мы часто используем последний термин для описания первого.
Это немного проясняет ситуацию для меня, но как уменьшение энтропии приводит к вечному двигателю? Насколько я понимаю, он все равно не сможет обеспечить бесконечное количество полезной работы.
Для меня очевидно, что броуновский храповик должен работать, как очевидно, что должен работать холодный синтез . Жаль, что такие красивые идеи расходятся с реальностью.
Вечные двигатели @rtpax второго рода не генерируют энергию, они преобразуют в работу больше тепла, чем это возможно в противном случае, а преобразованное тепло становится бесконечным только в том случае, если у вас есть бесконечный тепловой резервуар. en.wikipedia.org/wiki/Perpetual_motion#Классификация

Ответы (2)

Большинство предлагаемых вечных двигателей являются вечными двигателями первого рода (то есть они нарушают первый закон термодинамики, закон сохранения энергии ). Легко понять, почему они не должны работать, и недостающий источник энергии (или тот факт, что машина на самом деле не вечная) обычно можно найти быстро.

Броуновская трещотка является примером менее распространенного вечного двигателя второго рода . Очевидно, это нарушает второй закон термодинамики (энтропия в изолированной системе не может уменьшаться), в данном случае создавая движение непосредственно от источника тепла. Энтропию гораздо труднее понять, чем энергию (ее можно рассматривать как меру «одинаковости» Вселенной), и для выяснения того, почему броуновская трещотка не работает, требуются сложные статистические расчеты.

Главное, что следует помнить при анализе броуновского храповика, это то, что второй закон применим к изолированным системам в целом . Лопасти не изолированы от собачки; правильный анализ должен учитывать всю систему лопатка/собачка/рабочая жидкость. Если вы сделаете это, вы обнаружите, что со временем уменьшение энтропии от молекул, ударяющих о лопасти, точно компенсируется увеличением энтропии от молекул, ударяющихся о собачку, или собственным тепловым движением собачки, позволяющим лопастям скользить назад.

Вот еще одна причина, по которой храповик не должен работать: он определял бы направленную стрелу времени даже в тепловом равновесии.

Чтобы увидеть это, посмотрите на модифицированный храповик на графике (треугольная деталь прикреплена к пружине). броуновской частице будет легче двигаться вправо, так как она может толкнуть треугольную фигуру вниз, но если она окажется справа и попытается двигаться влево, ее остановит вертикальная поверхность (нет возможности толкнуть ее вниз). Наша интуиция подсказывает нам, что частица будет циркулировать по часовой стрелке даже в тепловом равновесии. Это определяет стрелу времени: вы можете определить, показан ли фильм наоборот. Что не может быть правдой.

введите описание изображения здесь

Мы говорим о QM здесь? Если это так, то T не всегда симметричен (каоны нарушают CP, что совпадает с нарушением T). Если мы говорим о классике, то Т точно не симметричен, иначе я снова превращу свой омлет в яйцо. Единственная реальная симметрия — это СРТ.
Я не говорю о квантовании, и ваш процесс приготовления омлета сильно отличается от теплового равновесия. Я полагаю, вы согласны с тем, что в классическом понимании флуктуации стрелы времени могут быть в любом направлении в тепловом равновесии, но храповик нарушил бы это.
Тепловое равновесие - я забыл об этом! +1 :-)
Почему так сложно объяснить, что броуновский храповик не работает?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v