مکانیزم چرخ ضامن دار براونی در خلاء

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamjpl

نام: Roham Hesami رهام حسامی

محل اقامت: فعلا تهران قیطریه بلوار کتابی 8 متری صبا City of Leicester Area of Leicestershire LE7

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 2090

سپاس: 3824

جنسیت:

تماس:

مکانیزم چرخ ضامن دار براونی در خلاء

پست توسط rohamjpl »

بنابراین قبل از هر چیز می‌خواهم بگویم که من واقعاً استدلال فاینمن را درک می‌کنم که چرا چرخ براونی شکست می‌خورد.
تصویر
حال سوال من این است: اگر مکانیسم چرخ را در خلاء محصور کنیم چه اتفاقی می‌افتد؟
نمی‌دانم چگونه حرکت براونی می‌تواند چرخش معکوس را فعال کند، بنابراین عملاً کار قابل استفاده باقی می‌ماند. اما این با قانون دوم ترمودینامیک در تضاد است.
حتی اگر چرخ در خلاء محصور باشد، گیره یا شیطانک هنوز در دمای محدود T2 قرار دارد و بنابراین همچنان در معرض حرکت حرارتی است. بنابراین اساساً گیره، تنها چیزی که چرخ را از عقب رفتن باز می دارد، به طور تصادفی حرکت می کند و گاهی اوقات نمی تواند بگیرد، بنابراین چرخ به سمت عقب حرکت می کند. از آنجایی که سیستم به تعادل حرارتی تمایل دارد، این اتفاق بیشتر و بیشتر می شود تا زمانی که چرخ ضامن دار دیگر با اطمینان به جلو حرکت نکند.
اساساً، هر هوایی در محفظه مکانیزم بی ربط است: تنها چیزی که اهمیت دارد دمای گیره است
پوزش بابت تصاویر نامناسب من چند ایده برای به کار انداختن جغجغه براونی داشتم. من می دانم که قانون دوم ترمودینامیک می گوید چنین چیزهایی غیرممکن است. اما تا آنجا که من متوجه شدم، قانون دوم نه به دلیل برخی استدلال های ریاضی سخت، بلکه به عنوان یک اصل اساسی وجود دارد. بیشتر به این دلیل که به وضوح در تقریباً هر آزمایش نظری و عملی که می توانید تصور کنید درست است. سپس با توپ‌های عجیب و غریب مانند جغجغه براونی می‌آییم و تار می‌شود.تصویر
اول اینکه آن پنجه انرژی زیادی دارد و با گرمای خود تکان می خورد. گاهی اوقات می لغزد و هر یک از این رویدادهای زمانی تصادفی را می توان به عنوان فشار یکنواخت در دراز مدت به جای حرکت براونی که هستند مدل کرد، زیرا به هر حال همه چیز یکسان می شود.
این یک استدلال منطقی به نظر می رسد تا زمانی که اثر گشتاور را در نظر بگیرید. اگر انرژی گرمایی در همه جا برابر است، اگر دست و پا را به اندازه کافی بزرگ کنید، اما همچنان آنقدر سبک کنید که بچرخد، آنگاه نیروی وارد شده بر لبه بیرونی باید از نیروی گرما روی پنجه بیشتر شود.
این همان اصلی است که ما در همه جا در دنده ها و اهرم ها استفاده می کنیم. نیروی کمتری برای حرکت نیاز دارد اما به مسافت بیشتر و زمان بیشتری نیاز دارد. از آنجایی که نیروی مورد نیاز برای انجام چرخش در یک جهت با حرکت معکوس یکسان نیست، باید انرژی خالص در بازه های زمانی طولانی داشته باشید.
علاوه بر پارو بزرگ، ایده پنجه کوچک، من همچنین در نظر گرفتم که از شر پنجه مشکل ساز برای طرحی که یک جهته بود خلاص شوم. دنده های نامتقارن که شنیده ام در یک نقطه پیشنهاد شده اند. من شخصاً یک "زاغ‌دار کاترپیلار" پیچیده را در نظر گرفته‌ام که به سبک کرم اینچ ضامن دار می‌چرخد و در اطراف آن حرکت می‌کند و یک جغجغه‌دار ساده‌تر "عنکبوتی". عنکبوتی یک مسیر دارد که مجموعه ای از دندان ها با آن مشبک می شوند. دندان ها مانند فنرهای برگ هستند که می توانند بار فشاری را تحمل کنند. آنها به دیواره بیرونی فشار می آورند و از چرخش به سمت عقب هم به دلیل این فشرده سازی و هم به دلیل مجموعه ای از دندانه های تکان دهنده که به سمت عقب حرکت می کنند، جلوگیری می شود.
در حال حاضر دلیل تکان خوردن مجموعه دندان ها بلافاصله مشخص نیست. اگر یک مجموعه از دندان‌های متقارن دارید، دقیقاً مانند یک پنجه تکی، لحظه‌ای وجود دارد که موقعیت به فرد اجازه می‌دهد به سمت عقب بلغزد. اگر به احتمال زیاد سعی می‌کرد با سرعت صوت به سمت عقب حرکت کند، می‌توانست بیش از یک چرخش کامل در معکوس با یک تنظیم متقارن یا پنجه انجام دهد. با مجموعه دندان‌های افست همیشه یک دندان در تماس با قفل خواهد بود. شما حداکثر یک معکوس نیمه دندانی خواهید داشت.
.اکنون تکان‌های تصادفی ما باید برای هر تکان رو به جلو که تجربه می‌کنیم، یک برگشت به همان اندازه خوش شانس باشد. با این تفاوت که احتمالات متفاوت است زیرا دندان ها به آمار خود پاسخ می دهند. حرکت رو به جلو یک فرآیند طولانی است که به دلیل معاوضه با پدال بزرگ و گشتاور است. شما همان انرژی (تعادل ترمودینامیکی) را در مدت زمان طولانی تری نسبت به تکان های کوتاه مورد نیاز برای حرکت به سمت عقب مصرف می کنید. از آنجایی که مهم نیست که تکان چقدر قدرتمند باشد، فقط می تواند یک نیم دندان به عقب برود، اندازه پارویی وجود دارد که فرکانس آن تغییر می کند که به نفع دست و پا زدن کندتر بزرگتر است.
همچنین، ممکن است اشتباه کنم، اما تعادل ترمودینامیکی به معنای "دمای یکنواخت" است و به معنای فشار یکسان در سراسر سیستم نیست. آیا نمی توانید گرادیان فشار را به نفع خود تغییر دهید؟
فرض کنید جغجغه در حالت تعادل در جهت خالص خلاف جهت عقربه های ساعت حرکت می کند. سیستم در تعادل است، قوانین میکروسکوپی برگشت پذیر هستند، بنابراین فیلمی از ضامن دار که به سمت عقب پخش می شود باید یک فرآیند فیزیکی قابل قبول را نیز ارائه دهد. در این مورد آخر شما یک سیستم در حالت تعادل خواهید داشت که در جهت عقربه های ساعت حرکت می کند. بنابراین، در حالت تعادل، هر دو جهت عقربه‌های ساعت و خلاف جهت عقربه‌های ساعت به یک اندازه محتمل هستند، که با این فرض که فقط یک جهت ممتاز در خلاف جهت عقربه‌های ساعت وجود دارد، در تضاد است.
من متقاعد نیستم که این ایرادی داشته باشد یا اصلاً قانون دوم را نقض کند.
شما یک پدال دارید و نیروهای حرکت قهوه ای تصادفی (مثلاً در آب) روی پدال باعث می شود توپی با سرعت های تصادفی در امتداد محور خود در جهت عقربه های ساعت و نه در خلاف جهت عقربه های ساعت بچرخد. این حرکت بر روی مولکول‌های آبی که به آن برخورد می‌کنند تأثیر می‌گذارد، من حدس می‌زنم که انرژی چرخشی بیشتر و انرژی جنبشی کمتری نسبت به زمانی که توپ نمی‌چرخید، منفجر می‌شود.
کار خاصی انجام نمی شود. اگر صد میلیون از این ها را در یک میلی لیتر آب قرار دهید، شاید در حالت تعادل، مولکول های آب ممکن است انرژی چرخشی بزرگتر و انرژی جنبشی کمتری داشته باشند.
پس چی؟ لزومی ندارد که آن انرژی ها تحت هر شرایطی یکسان بیرون بیایند. اگر کمی ژلاتین اضافه کنید و اجازه دهید به ژله تبدیل شود، مولکول‌های آب ترکیب متفاوتی از انرژی دارند.
داشتن چیزی که فقط در یک جهت می چرخد، تازگی دارد، اما این قانون دوم را نقض نمی کند.
این را تصور کنید -- فرض کنید پاروهای کوچکی دارید که در جای خود منجمد شده بودند تا محورهای آنها به هیچ وجه نتواند نسبت به انتهای دیگر بچرخد. چگونه آنتروپی داشتن پاروهایی که در یک جهت می چرخند اما در جهت دیگر نمی چرخند در مقایسه با پاروهایی که نمی چرخند کمتر است؟
اگر می‌توانستید آن محورها را از طریق یک غشاء بچسبانید، به طوری که چرخ دنده‌هایتان از طرف دیگر خارج شوند، و اگر راهی برای جمع‌آوری انرژی از چرخش تصادفی آنها فقط در یک جهت داشتید، چیز جالبی خواهید داشت!
باکتری های دارای تاژک قبلا بخشی از آن را دارند. شفت تاژک از دیواره سلولی عبور می کند و دارای نوعی بوش کاهنده اصطکاک است. دارای یک چرخ دنده در داخل است که توسط موتوری کار می کند که یون های هیدروژن را از جایی که غلظت بالایی دارند به جایی که غلظت آن کم است پمپ می کند و این باعث چرخش دنده می شود. تنها چیزی که نیاز دارید این است که تاژک را به یک دست و پا زدن تغییر دهید و موتور را معکوس کنید تا از غلظت کم به غلظت بالا پمپ کند و بتوانید آزمایش کنید که آیا انرژی جمع می کند یا خیر.
این دو سیستم را امتحان کنید. یکی درست مثل مال شماست، اما حالتی که جغجغه در برابر آن کار می‌کند، جرم مشخصی دارد، بیشتر از پارو.
برای مورد دوم، کیس به‌خصوص بزرگ نیست، اما دارای دست و پا زدن ثابت خود است که به آن متصل است.
در حالت دوم، دستگاه شتاب زیادی نمی‌گیرد، حرکت خودش مدام تحت تأثیر مولکول‌هایی قرار می‌گیرد که به آن برخورد می‌کنند. نیروهای کوچک -- برای چرخاندن جغجغه کافی نیست -- متعادل می شوند. نیروهای بزرگ یا جغجغه را در یک جهت می چرخانند یا کل دستگاه را در جهت دیگر می چرخانند. نیروهایی که این کار را انجام می دهند، نیروهایی هستند که یک پارو را بسیار بیشتر از دیگری می چرخانند. نتیجه خالص این است -- تفاوت چندانی با دستگاهی که هر دو پدل آن به هم چسبیده یا می تواند هر دو طرف را بچرخاند ندارد.
در حالت اول، محفظه سنگین نیز توسط مولکول ها مورد اصابت قرار می گیرد. هرچه به طور متوسط ​​سریع‌تر بچرخد، مولکول‌های تکانه زاویه‌ای بیشتری در هنگام برخورد با آن به دست می‌آورند. بنابراین آنها تمایل دارند از چرخش بیش از حد سریع آن جلوگیری کنند، آنها شتاب آن را می گیرند و آن را حمل می کنند.hope I helped you understand the question. Roham Hesami, sixth
semester of aerospace engineering
smile072 smile072 رهام حسامی ترم ششم مهندسی هوافضاتصویر
smile260 smile016 :?:
تصویر

ارسال پست