[lux-rc.com]

 Сообщение от INFERION :

А как обмануть законы физики? То, что хорошо поглощает - так же хорошо и излучает...

если есть что излучать. Второе правило термодинамики однако.

Я это к тому, что есть взять пельтье, покрыть одну сторону черным (теплую), а холодную закоротить на условно среднюю температуру то совершенно понятно, что эта штуковина будет качать тепловое излучение в эл-во.

у меня этих пельтье всех видов как грязи, могу попробовать. Жалко только красить не хоцца.

[INFERION]

 Сообщение от lux-rc.com :

если есть что излучать. Второе правило термодинамики однако.

Конечно же есть, мы же пытаемся нарушить именно этот закон. Чтоб тело излучало меньше, чем поглощает - необходимо опустить его температуру ниже температуры нагревателя. И как это осуществить, если холодильника у нас нет? Я предложил использовать тепловую машину с тепловым же насосом, но если природе известны полупроводники (выпрямители, диоды, клапаны - как хотите, так и называйте) ИК излучения - я слушаю...

 Сообщение от lux-rc.com :

Я это к тому, что есть взять пельтье, покрыть одну сторону черным (теплую), а холодную закоротить на условно среднюю температуру то совершенно понятно, что эта штуковина будет качать тепловое излучение в эл-во.

Электричество будет генерироваться за счёт тока тепловой энергии от нагревателя к холодильнику, через переходы элемента. На таком принципе все тепловые машины сейчас и работают - нужен холодильник, а у нас в данном случае имеется лишь нагреватель...

Если хочется ловить микроватты энергии, то темновой шум в полупроводниках и есть подобный источник энергии. Демон Максвела в действии, только гоняет не атомы, а заряды.

[AVSel]

 Сообщение от John Jack :

Взять алюминиевый стержень, и покрыть его составом, хорошо поглощающим ИК излучение. И подождать, пока он сам нагреется.

И толку? Он еще толком не нагревшись переизлучит всю энергию обратно.

 Сообщение от INFERION :

Теперь вопрос - откуда это ИК излучение там возьмётся, если этот же цилиндр и излучать будет не более 0,000...%? Зеркало то работает в обоих направлениях, как и покрытие на стержне. Стержень будет излучать ровно столько, сколько и поглощает.

Зеркало может быть настроено на отражение более коротковолнового излучения. Т.е. длинноволновое с улицы проходит через зеркало. А коротковолновое от нагретого стержня - отражается.

[John Jack]

 Сообщение от INFERION :

Турбины давно переплюнули этот рубеж (0,88...0,92), так что:
1. Теоретически это возможно?

Для КПД 90% нужно всего-то температуру нагревателя в десять раз больше температуры холодильника. То есть близко к температуре лампы накаливания. У реальных турбин КПД что-то около 40%.

 Сообщение от INFERION :

Да, проще вообще не стремится ни к чему и продолжать жить в каменном веке.

Пафосная риторика не является доказательством, а скорее наоборот.
Тепловой насос имеет хитрое свойство. Он может перекачивать в разы больше энергии, чем на него затрачено, да. Но — только при небольшой разности температур. Если за бортом -20, а нам надо +20, эффективность получается сам-два, а то и хуже. КПД теплового двигателя же с такого сбора будет всего 10 процентов.

 Сообщение от INFERION :

Теоретически КПД выше там, где разница температур больше.

Совсем теоретически. Но паровой двигатель работает не на идеальном газе, а на вполне реальной воде. С очень хитрой зависимостью давления от температуры и очень гнусным свойством ниже ста градусов конденсироваться нафиг и не работать вовсе. У стирлинга же внутри официальный газ, значит холодильник можно сделать более холодным, а нагреватель более горячим.

 Сообщение от INFERION :

То, что хорошо поглощает - так же хорошо и излучает...

Именно!

[INFERION]

 Сообщение от AVSel :

Зеркало может быть настроено на отражение более коротковолнового излучения. Т.е. длинноволновое с улицы проходит через зеркало. А коротковолновое от нагретого стержня - отражается.

Стержень будет излучать в длинноволновой области больше, чем поглощать начиная с того момента, как его температура превысит температуру цилиндра. Ведь разогретое тело не перестаёт излучать в длинноволновой области. Просто пик интенсивности в спектре начинает смещаться в коротковолновую область, но при этом интенсивность и в длинноволновой области продолжает расти...

 Сообщение от John Jack :

Для КПД 90% нужно всего-то температуру нагревателя в десять раз больше температуры холодильника. То есть близко к температуре лампы накаливания. У реальных турбин КПД что-то около 40%.

Речь идёт о степени термодинамического совершенства турбины. Не путайте тёплое с квадратным. 10% потерь - имеется ввиду именно механических и бог знает каких ещё, но не тех, которые попадают в холодильник в идеальном цикле Карно (когда степень термодиначеского совершенства машины равна единице, а КПД, соответственно, 100%). Это не потери на самом деле, а лишь реактивная составляющая циркулирующей в системе энергии. Эту энергию можно вернуть обратно в нагреватель, затратив при этом меньше энергии, чем вырабатывает двигатель. Это именно из этой же формулы и выходит. Так вот реальные турбины имеют степень термодинамического совершенства 0,88...0,92, а нам необходимо выше 0,8. При более низких значениях двигатель будет вырабатывать меньше энергии, чем затратит тепловой насос. Когда система замкнута и потерь тепла нет, то под КПД уместно уже подразумевать именно степень термодинамического совершенства машины, что я и сделал.

 Сообщение от John Jack :

Тепловой насос имеет хитрое свойство. Он может перекачивать в разы больше энергии, чем на него затрачено, да. Но — только при небольшой разности температур. Если за бортом -20, а нам надо +20, эффективность получается сам-два, а то и хуже. КПД теплового двигателя же с такого сбора будет всего 10 процентов.

Тепловой насос руководствуется тем же циклом Карно, что и тепловой двигатель. Это одно и то же - преобразователь разницы температур в механическую энергию и... наоборот. То, что реальные насосы тратят больше энергии, чем могли бы - лишь недостаток конструкции, но не законов физики. Я не просто так кинул в топике ссылку на тепловые насосы с табличкой их типовых значений степени термодинамического совершенства - уныло у них всё там, ибо невыгодно делать качественно, тем более когда под нормальные турбины помещение выделить нельзя, а электроэнергия стоит дешевле эффективной установки. У бытового холодильника вообще попа (0,2, т.е. жрёт в 5 раз больше, чем мог бы), но это ведь не значит что такие условия физика диктует? Скорее маркетологи...

Попробуйте, руководствуясь этой же формулой, рассчитать количество выработанной энергии, а затем количество затраченной на перекачивание остатков тепла обратно в нагреватель. Т.е. сделать то, что сделал я в топике. Вот когда формулы покажут отрицательную разницу - тогда можно будет продолжать разговор . Да, разница будет отрицательной, если степень термодинамического совершенства будет ниже чем у реальных турбин...

 Сообщение от John Jack :

Совсем теоретически. Но паровой двигатель работает не на идеальном газе, а на вполне реальной воде. С очень хитрой зависимостью давления от температуры и очень гнусным свойством ниже ста градусов конденсироваться нафиг и не работать вовсе. У стирлинга же внутри официальный газ, значит холодильник можно сделать более холодным, а нагреватель более горячим.

Свойства воды списываем на потери из-за неидеальной степени термодинамического совершенства системы, частью которой она и является. Газ в Стирлинге тоже является частью системы, и тоже влияет на эффективность, да. И он по-лучше воды будет, тоже верно. Я не говорю что паровая машина лучше - я говорю что для любого теплового двигателя работает лишь одна формула, а конкретная реализация уже стремится приблизится как можно ближе к теоретическому результату. Разница и описывается как степень термодинамического совершенства конкретной реализации. Так вот у Стирлинга тоже масса недостатков, и максимум что я нагуглил - 0,65...0,75 при компьютерном моделировании во время проектирования. Турбины так разрабатываются, а Стирлинг всё равно сильно отстаёт. Пока что явный кандидат на лучшую термодинамическую машину - газовая турбина. Но я надеюсь роторные двигатели с небольшим объёмом камеры и огромной производительностью смогут приблизится к ней достаточно близко, чтоб реализовать такую систему...

[Sckipper]

Вот, если бы энергию потраченную на написание бесконечных книг, статей, форумов о халявной энергии аккумулировать...

[INFERION]

Sckipper, нет, пускай продолжают пробовать. Это их время и их проблемы. Может когда-нибудь какой-нибудь "безумец" и порвёт всем навязанный нашей же жизнью шаблон. Ведь если следовать логике, что бесплатного ничего не бывает - то и наш мир не мог возникнуть из ниоткуда. Что не вяжется с нашим восприятием...

[lux-rc.com]

 Сообщение от INFERION :

Конечно же есть, мы же пытаемся нарушить именно этот закон.

не обязательно строить холодильник, можно попытаться найти естественный тепловой поток (а он всегда найдется) и сесть на него. речь конечно о дармовой энергии не идет.

простое упражнение. есть взять повесить в вакууме (в банке на проводах) элемент пельтье. "Горячую" сторону намазать черной краской, а холодную - облепеть фольгой. Вопрос - будет ли такая фигулина геренить ЭДС при нормальной комнатной температуре (для верности - накрыть банку черной тряпкой)? Если будет - почему будет. Если не будет - почему не будет?

[INFERION]

 Сообщение от lux-rc.com :

речь конечно о дармовой энергии не идет.

Да, естественная разница температур это всегда хорошо, но не всегда доступно. Мне бы хотелось заменить мотор в автомобиле на такой привод, и кататься с ветерком, оставляя за собою прохладный воздух и лужи воды. Отопление дома тоже актуально, как и выработка электроэнергии на мелкие нужды вроде освещения в нём. Если законы позволяют, ещё и фору дают - остаётся только технологический барьер преодолеть? 20% потерь на трение и паразитную передачу тепла в компрессорах мне не кажутся такой уж недостижимой величиной. Тем более когда речь идёт об удобных околокомнатных температурах...
Классический Стирлинг выглядит как двухтактный ДВС - простой конструктивно, но с кучей проблем. Роторная тепловая машина выглядит сложнее, но и оптимальнее. Если ещё и через регенератор прокачивать небольшое количество рабочего тела - можно уменьшить его габариты или поднять эффективность. Т.е. турбины не очень хорошо годятся (если у вас нет лишнего футбольного поля), а поршневые системы не эффективны. Вот и остаётся всерьёз рассматривать роторные моторы/компрессоры. Но что у них с трением и уплотнением - я могу только гадать, ибо гугл молчит...

 Сообщение от lux-rc.com :

простое упражнение. есть взять повесить в вакууме (в банке на проводах) элемент пельтье. "Горячую" сторону намазать черной краской, а холодную - облепеть фольгой. Вопрос - будет ли такая фигулина геренить ЭДС при нормальной комнатной температуре?

Зеркальная сторона не будет ни излучать, ни поглощать, а чёрная наоборот. Но температура у обоих поверхностей будет одинакова, т.к. обе они будут находится в состоянии термодинамического равновесия с окружающей средой. Так что мой ответ - нет, не будет генерить. Но... если у окружающей среды будет прыгать температура - чёрная сторона эти колебания будет воспринимать гораздо лучше зеркальной, а т.к. у зеркальной имеется теплоёмкость - колебания эти будут генерировать ЭДС. Это справедливо и для суточных колебаний температуры окружающей среды, только много энергии так не получить, это неинтересно.

[AVSel]

 Сообщение от INFERION :

Если хочется ловить микроватты энергии, то темновой шум в полупроводниках и есть подобный источник энергии. Демон Максвела в действии, только гоняет не атомы, а заряды.

Тогда не понимаю в чем проблема. Если источник шума имеет размеры 1 куб мкм, то в 1 куб метре можно разместить 10 ^18 таких источников. Если каждый будет давать всего 1 наноВатт, то с куба снимаем 1ГВт

[AVSel]

 Сообщение от John Jack :

Тепловой насос имеет хитрое свойство. Он может перекачивать в разы больше энергии, чем на него затрачено, да. Но — только при небольшой разности температур.

При низких температурах этого может быть достаточно, чтоб сделать разницу между нагревателем и охладителем раз в 10.

[INFERION]

 Сообщение от AVSel :

Тогда не понимаю в чем проблема. Если источник шума имеет размеры 1 куб мкм, то в 1 куб метре можно разместить 10 ^18 таких источников. Если каждый будет давать всего 1 наноВатт, то с куба снимаем 1ГВт

Вот я тоже не знаю в чём проблема. Может, в стоимости такого кубика ? По-моему собрать такую ловушку на термодинамической машине и дешевле, и проще. Пельтье до сих пор не вытеснили компрессионные тепловые насосы, а электротранспорт до сих пор не интереснее топливного. Это как ближайший пример войны термодинамики с электроникой...

Только всё же темновой не шум, а ток. И судя по способам его компенсации в датчиках освещённости - он таки постоянен и зависит от температуры. Т.е. теоретически это и есть некий полноценный элемент, генерирующий энергию с тепла без холодильника.

[AVSel]

 Сообщение от INFERION :

Пельтье до сих пор не вытеснили компрессионные тепловые насосы

У пельтье КПД ниже чем у компрессионного, мне кажется, из-за теплового замыкания между горячей и холодной сторонами через сам элемент. Но в некоторых холодильниках, например портативных автомобильных - вытеснили.

А вот еще интересный момент - на плавление льда нужно потратить столько-же тепла, сколько холода на замерзание. Но можно просто посыпать лед солью, и он превратится в воду без всяких затрат тепла. Может этот эффект можно как-то использовать? И нет ли каких реагентов, чтоб температуру испарения воды понизить? Тогда вообще проблем нет, сыпанул в бак с водой, и крути турбину

[OlegI]

Он превратится не в воду, а в раствор соли в воде. Что бы превратить такой раствор в лед нужна более низкая температура, чем для чистой воды. Плюс посыпать это опять затраты энергии, а если отделить соль от воды - то же.

[AVSel]

 Сообщение от OlegI :

Что бы превратить его в лед нужна более низкая температура, чем для чистой воды. Плюс посыпать это опять затраты энергии, а если отделить соль от воды - то же.

С разделением проблем нет, воду можно испарить, соль смести обратно в коробочку, воду конденсировать обратно. При конденсации тепла вернется столько-же, сколько затрачено на испарение. Вроде соленая вода кипит при той-же температуре? Да и соли то нужно совсем немного, чтоб на доли градуса температуру замерзания понизить.

[OlegI]

И как только вы уберите соль вода снова замерзнет! В чем прoфит? Только траты энергии на посыпание втирание в лед, кипячение сметание и ожидание охлаждения. Ведь что бы ваш эксперимент прошел красиво надо иметь лед при температуре 0 градусов, при сильном минусе уже не пройдет, или надо будет большая концентрация соли. При конденсации согласен вы делится столь ко же что и при испарении, но покажите мне нагрева ель со 100% кпд.

[John Jack]

 Сообщение от INFERION :

То, что реальные насосы тратят больше энергии, чем могли бы - лишь недостаток конструкции, но не законов физики.

Я извиняюсь, вы мне тут хотите рассказать, что чем больше разница температур на входе и выходе теплового насоса, тем БОЛЬШЕ его КПД?

 Сообщение от INFERION :

Свойства воды списываем на потери из-за неидеальной степени термодинамического совершенства системы, частью которой она и является.

Нет. Цикл Карно относится к идеальному газу. Когда у нас газ ВНЕЗАПНО превращается в жидкость, это просто в потери уже не вписывается.

Стирлинг проще турбины и работает в более разных условиях.

 Сообщение от AVSel :

При низких температурах этого может быть достаточно, чтоб сделать разницу между нагревателем и охладителем раз в 10.

При насколько низких? На входе 33 кельвина, на выходе сорок градусов?

 Сообщение от AVSel :

посыпать лед солью, и он превратится в воду без всяких затрат тепла.

Эндотермическая реакция. Тепло превращается в химическую энергию ионов соли в воде.

[AVSel]

 Сообщение от OlegI :

покажите мне нагрева ель со 100% кпд

Хороший противоточный теплообменник решает все проблемы с испарением и конденсацией с КПД близким к 100%

 Сообщение от John Jack :

При насколько низких? На входе 33 кельвина, на выходе сорок градусов?

Тепловой насос создает разницу всего в 10 градусов, нагреватель 11 кельвина, охладитель - 1 кельвина. При
такой разнице, теоретический КПД двигателя до 91%

[AVSel]

 Сообщение от John Jack :

Эндотермическая реакция. Тепло превращается в химическую энергию ионов соли в воде.

Нет. Поглощения теплоты при этом не происходит. Это вообще не химическая реакция.

[INFERION]

 Сообщение от AVSel :

А вот еще интересный момент - на плавление льда нужно потратить столько-же тепла, сколько холода на замерзание. Но можно просто посыпать лед солью, и он превратится в воду без всяких затрат тепла. Может этот эффект можно как-то использовать?

Затраты тепла будут, и это уже используется: http://ru.wikipedia.org/wik...
Чаще всего работает на аммиаке, а в качестве источника энергии - тепло от газового котла. Эффективность ниже чем у компрессионного насоса, но работает...
Суть та же - во время растворения аммиака в воде - выделяется тепло, а во время испарения - это тепло поглощается. Машина создаёт условия для испарения в одном месте, и абсорбции в другом. С обратным эффектом можно растворять и соль в воде: http://www.alhimik.ru/sprav...
Так раньше замораживали мороженное, но я не могу сходу нагуглить этот тип древнего "холодильника". Брали миску, засыпали соль и заливали водой - температура падала. Поглощённую энергию придётся возвращать выпариванием...

 Сообщение от John Jack :

Я извиняюсь, вы мне тут хотите рассказать, что чем больше разница температур на входе и выходе теплового насоса, тем БОЛЬШЕ его КПД?

Нет, я пытаюсь рассказать, что мы говорим о разных КПД. У тепловой машины их можно выделить два - общий, и механический, что-ли... Его называют степенью термодинамического совершенства, это не я придумал. Именно этот показатель нас волнует. А разница температур, и связанная с нею производительность, нас сейчас не сильно интересует, т.к. цикл будет полностью замкнутым и всё что уйдёт в холодильник - вернётся обратно в нагреватель. Разница температур, в нашем случае, покажет соотношение реактивной энергии, которая циркулирует в системе, к отбираемой, которую мы можем смело отобрать, чтоб мотор не заглох. Нам, конечно, удобнее максимальная разница - растёт удельная мощность, и снижаются требования к термодинамическому совершенству системы. Поэтому я и беру за температуру холодильника чуть ли не критическую точку азота. Ниже неё машина опустить с этим газом температуру не сможет. И давление я не просто так выбрал в 25 атмосфер, да. Стоит такой машине завестись - и она самостоятельно будет стремится опустить температуру холодильника как можно ниже, и поднять тем самым свою производительность. Единственное препятствие - именно "механический" КПД системы. Трение, паразитные утечки тепла и т.п. Вот у турбин этот показатель достаточно высок, но они работают с таким огромным количеством рабочего вещества, что хрен его получится нормально зарекуперировать в теплообменниках. Азот же я выбрал потому, что он безопаснее водорода, и ещё его проще достать и удержать в системе.

 Сообщение от John Jack :

Нет. Цикл Карно относится к идеальному газу. Когда у нас газ ВНЕЗАПНО превращается в жидкость, это просто в потери уже не вписывается.

Ну пусть будет по вашему. Я рассматриваю машины, которые смогут приблизится по эффективности к этому циклу хотя бы на 80%. Паровая к ним не относится ...

 Сообщение от John Jack :

Стирлинг проще турбины и работает в более разных условиях.

В моих условиях, в отличии от турбины, он не заработает вообще. И дело тут уже не в теории. Тут то и пошла практика...

 Сообщение от AVSel :

Тепловой насос создает разницу всего в 10 градусов, нагреватель 11 кельвина, охладитель - 1 кельвина. При
такой разнице, теоретический КПД двигателя до 91%

А если температура холодильника будет 0K? Тогда и КПД 100%, и охлаждать ничего не надо . В чём проблема? Да в том, что объём газа придётся увеличивать до бесконечности, что нереализуемо на практике. То же самое касается и 1K - производительность машины будет никакая, лучше добавить холодильник, чтоб возвращал обратно тепло, и значительно повысить массо-габаритные показатели. И, кстати, куда утилизировать этот Кельвин? Даже в открытом космосе имеется реликтовое излучение с гораздо более высокой температурой...