by 
Υπάρχουν φωτοευαίσθητα υλικά που εκπέμπουν συνεχώς θερμικά ηλεκτρόνια σε θερμοκρασία δωματίου, ακόμα και σε πλήρες σκότος, όταν για παράδειγμα βρίσκονται μέσα σε ένα κουτί με κατάλληλα αδιαφανή τοιχώματα. Ας υποθέσουμε ότι έχουμε δύο οριζόντιες λωρίδες Λ1 και Λ2 που αποτελούνται από ένα τέτοιο υλικό και οι οποίες βρίσκονται σε πολύ μικρή απόσταση μεταξύ τους. Εφαρμόζουμε ένα οριζόντιο μαγνητικό πεδίο, η ένταση του οποίου έχει διεύθυνση παράλληλη στο διάκενο μεταξύ των λωρίδων. Αυτό θα έχει ως αποτέλεσμα τη μεταφορά κάποιων ηλεκτρονίων από τη μία λωρίδα στην άλλη. Συνεπώς η μία λωρίδα θα φορτιστεί θετικά και η άλλη αρνητικά. Έτσι, μπορούμε στη συνέχεια δημιουργώντας κλειστό κύκλωμα (όπου οι δύο λωρίδες σε συνδυασμό με το μαγνητικό πεδίο είναι η πηγή) να μετατρέψουμε την ηλεκτρική ενέργεια π.χ. σε κινητική, σ’ ένα μικρό κινητήρα.
Θα μπορούσε αυτή η διάταξη να παραβιάζει τον δεύτερο νόμο της Θερμοδυναμικής; Δηλαδή, στη συγκεκριμένη περίπτωση το μαγνητικό πεδίο να έχει τον ρόλο του δαίμονα του Maxwell (Maxwell’s demon).
Στο Σχήμα 1 φαίνονται, με πορτοκαλί χρώμα, οι τροχιές των ηλεκτρονίων που εξέρχονται από τις λωρίδες πριν από την εφαρμογή του μαγνητικού πεδίου, ενώ στο Σχήμα 2 φαίνονται οι τροχιές μετά την εφαρμογή του μαγνητικού πεδίου.
Καλησπέρα.
Όποιοι συνάδελφοι επιθυμούν, ας καταθέσουν την άποψή τους.
Γεια σου Γρηγόρη.
Από την κάτω μεριά δεν έχουμε το αντίθετο;
Καλημέρα Γιάννη.
Οι λωρίδες του φωτοευαίσθητου υλικού (μπλε χρώμα στο σχήμα) βρίσκονται επάνω σε μεταλλικές βάσεις/ηλεκτρόδια (μαύρο χρώμα) που εμποδίζουν την έξοδο των ηλεκτρονίων από την κάτω πλευρά.
καλημέρα σε όλους
η θέση μου είναι, προφανώς, αρνητική,
δυστυχώς ενέργεια εκ του μηδενός δεν παράγεται
(τελευταία, πάντως, πληθαίνουν οι εφευρέτες με μαγνήτες
εχθές σε συνεργείο αυτοκινήτων με πλησίασε ένας τέτοιος, Μηχανολόγος κατά δήλωση, και ζήτησε τη γνώμη μου για μια παρόμοια κατασκευή
που παρήγαγε, και κατά τις μετρήσεις του, ισχύ 8kW
“έχω εισπράξει μέχρι τώρα πέντε απορρίψεις από Φυσικούς που απευθύνθηκα”, μου είπε με παράπονο
“ε, πάρε και μια έκτη” του απάντησα…)
Γεια σας Γρηγόρη και Βαγγέλη.
Βαγγέλη δεν παράγεται ενέργεια από το μηδέν μια και πέφτει φως.
Αμφιβάλλω αν μπορεί να γίνει ο διαχωρισμός που λέει ο Γρηγόρης. Πιστεύω πως μια δυναμική ισορροπία θα επικρατήσει.
Συμφωνώ με το Γιάννη. Αν δεν υπάρχει ισορροπία, ούτε φως, τότε αυτά τα υλικά σε βάθος χρόνου θα υφίστανται κάποια αλλοίωση, όπως τα ραδιενεργά.
Είναι από τα πιο συζητημένα θέματά αλλά ας κάνω και εγώ την χαζή μου ερώτηση….. αν δεν με πρόλαβε άλλος…Παίρνω έναν αναπτήρα και προσφέρω 100J για να ανάψω μια σόμπα πετρελαίου που θα μου δώσει 10.000J . Εδώ τι γίνεται με τον 2ο νόμο; Απλά σκεφτόμουν έναν καθηγητή που ειλικρινά δεν θυμάμαι το όνομα του που νομίζω παίρνει νερό , το ηλεκτρολύει νομίζω με μια μπαταρία το βάζει σε μια ογκώδη μηχανή (ας πούμε σόμπα) και παράγει με μια μπαταρία (ας πούμε αναπτήρα ) νομίζω 800W; Προφανώς ο καθηγητής αν κάνει κάτι πάνω σε αυτήν την λογική (που δεν ξέρω τι κάνει ή και αν και πως το κάνει) φυσικά τίποτα φοβερό και τρόμερό προς το παρόν . Αλλά και αυτή η κριτική (που νομίζω είναι η μοναδική ) για το 2ο Θ/κο νόμο μήπως δεν στέκει; Αν δεν αξίζει απάντησης , μην μπείτε στον κόπο να απαντήσετε. Άλλωστε δεν θέλω να μιλάω πίσω από την πλάτη κανενός. Δεν ξέρω το όνομα του αλλά τον σέβομαι από όλες τις απόψεις .
Βαγγέλη, Γιάννη και Ηλία, καλημέρα.
Βαγγέλη, δεν αναφέρω κάτι για παραβίαση της διατήρησης της ενέργειας, αλλά για πιθανή παραβίαση του δεύτερου νόμου της Θερμοδυναμικής.
Γιάννη, δεν πέφτει φως. Τα ηλεκτρόνια εξέρχονται αυθόρμητα από το φωτοευαίσθητο υλικό που βρίσκεται σε θερμοκρασία δωματίου. Λογική είναι η θέση σου ότι πιθανώς κάποια δυναμική ισορροπία θα επικρατήσει. Είναι όμως έτσι; Ποια θα είναι η κατάσταση της δυναμικής ισορροπίας; Θεωρείς ότι δεν θα μπορούν να μεταβούν τα ηλεκτρόνια από τη μία λωρίδα στην άλλη; Κάτι άλλο;
Ηλία, δεν γνωρίζω για την αλλοίωση των στοιχείων. Για να το γράφεις, θα το ξέρεις. Δεν καταλαβαίνω όμως τι σχέση έχει η αλλοίωση με την ουσία του φαινομένου. Είναι σαν να λέμε ότι, επειδή μία συσκευή με την πάροδο του χρόνου φθείρεται, δεν εκτελεί τη λειτουργία για την οποία έχει κατασκευαστεί.
Μου ανέφεραν τη συγκεκριμένη ιδέα της διάταξης, μου άρεσε, και θα την επεξηγήσω πιο αναλυτικά (όπως τουλάχιστον την καταλαβαίνω εγώ). Επίσης, συλλέγω τα σχετικά στοιχεία και θα τα αναφέρω.
Γρηγόρη, μήπως αναφέρεσαι στον 1ο νόμο; Α.Τα ραδιενεργά υλικά ακτινοβολούν ακούσια δηλ. χωρίς λήψη ενέργειας, αλλά δεν παράγουν ενέργεια από το μηδέν γιατί υφίστανται μεταστοιχείωση, έχουμε μετατροπή ύλης σε ενέργεια, και η εντροπία αυξάνεται. Τα φωτοευαίσθητα υλικά που αναφέρεις, εκπέμπουν ακτίνες β. Αν αυτό γίνεται ακούσια, τότε μπορείς να φτιάξεις εκτός από ηλεκτρικές μηχανές και μίνι πυρηνικούς αντιδραστήρες. Οπωσδήποτε όμως αυτά θα υφίστανται κάποια χημική αλλοίωση αφού χάνουν e, όπως γίνεται στις μπαταρίες. Αν δεν χάνουν e, τότε θα αλλοιώνονται μόνο οι λωρίδες Λ1,Λ2. Είναι θέμα ηλεκτροχημείας. Αν δεν ακτινοβολούν ακούσια, τότε η ενέργεια παρέχεται από την εξωτερική πηγή.
Β. Λευτέρη,και η καύση είναι αλυσωτή αντίδραση. Είναι θέμα θερμοχημείας. Η ηλεκτρόλυση ηλεκτροχημείας.Τα ερωτήματα είναι ασαφή. Μπορούν να διατυπωθούν σαν ασκήσεις με χημικές αντιδράσεις, με ΔQ, ΔΗ, ΔU και ΔΕ; Υπάρχουν πειραματικές μετρήσεις για τις μεταβλητές πού να δείχνουν ότι η αποδιδόμενη ενέργεια είναι περισσότερη από την συνολικά προσδιδόμενη;
Ηλία ευχαριστώ για την απάντηση. Δεν νομίζω πως παραβιάζεται κανένας νόμος της φυσικής. Καμιά φορά απλώς κάνουμε κατάχρηση <<όχι δεν γίνεται γιατί το απαγορεύει ο τάδε νόμος>>. Αυτό που ρώτησα θα είχε νόημα και ίσως έβγαινε κάτι ενδιαφέρον, να το βλέπαμε, αν είχαμε άπειρο χρόνο στην διάθεση μας . Αλλά δυστυχώς δεν έχουμε. Σε ευχαριστώ και πάλι.
Καλησπέρα σε όλους .Ο Δαίμονας του Μάξγουελ παράγει τάξη όπως παράγει τάξη και το μαγνητικό πεδίο. Ο Μάξγουελ αντιτάχθηκε στον μεταφυσικό όρο δαίμονας που καθιέρωσε αργότερα ο Ουίλιαμ Τόμσον, πιέζοντας τον Τέητ να μην τον αποκαλεί δαίμονα αλλά βαλβίδα. Δεν σημαίνει όμως ότι με την παραγωγή τάξης παραβιάζεται ο δεύτερος θερμοδυναμικός νόμος. Μέσα στα μονωμένα συστήματα εξαιτίας των αλληλεπιδράσεων με την πάροδο του χρόνου η εντροπία του δαίμονα αλλά και του μαγνήτη που προκαλεί το μαγνητικό πεδίο αυξάνεται. Ο δαίμονας που ξέρει κάθε χρονική στιγμή την θέση και την ταχύτητα κάθε μορίου ως πραγματικό ον για να συνεχίσει το έργο του θέλει ενέργεια και ο μαγνήτης που έχασε την μαγνητική του ικανότητα πρέπει να μαγνητιστεί ξανά. Για τον Μάξγουελ ο δεύτερος νόμος είχε μια θέση εντελώς διαφορετική από τον πρώτο . Η διατήρηση της ενέργειας αποτελεί το στήριγμα του πρώτου νόμου και έτσι αυτός πηγάζει από τη φύση των πραγμάτων. Αλλά ο δεύτερος νόμος ειναι στατιστικός και εκφράζει την αδυναμία μας να γνωρίσουμε η να δράσουμε , παρά τη φύση της πραγματικότητας. Την άποψη αυτή του Μάξγουελ ενστερνίστηκε ο Μπόλτσμαν και όρισε τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής ως στατιστικό νόμο και την εντροπία ενός συστήματος ως το μέτρο της πιθανότητας του συστήματος. Την πιθανότητα δηλαδή να βρεθεί το σύστημα στην κατάσταση που βρίσκεται σε σχέση με όλες τις δυνατές καταστάσεις που θα μπορούσε να βρίσκεται. Στην υποκειμενική ερμηνεία της μη – αντιστρεψιμότητας, η πιθανότητα άλλωστε ειναι χρονικά προσανατολισμένη προς το μέλλον, που ενισχύθηκε περαιτέρω από την για πολλούς αμφιλεγόμενη αναλογία με την πληροφορική , ο παρατηρητής ευθύνεται για τη χρονική ασυμμετρία που χαρακτηρίζει την εξέλιξη του συστήματος. Η αντικειμενική ερμηνείας της μη αντιστρεψιμότητας με την αναγωγή της εντροπίας στη δυναμική με αφετηρία την συνάρτηση Η του Μπόλτσμαν, ιδέα που ο ίδιος εγκατέλειψε και που αργότερα αναβίωσε , ταλανίζει ακόμα τους θεωρητικούς της θερμοδυναμικής.
Καλημέρα σε όλους.
Λευτέρη, όλες οι ερωτήσεις είναι δεκτές, απλά δεν καταλαβαίνω ακριβώς τι εννοείς.
Ηλία, αυτά που αναφέρεις είναι σωστά, όμως δεν αναφέρομαι στον 1ο νόμο, ούτε σε εκπομπή ηλεκτρονίων λόγω της β- ραδιενεργούς διάσπασης, αλλά σε εκπομπή θερμικών ηλεκτρονίων, η οποία μπορεί να γίνει αυθόρμητα από κάποια φωτοευαίσθητα υλικά, ακόμη και σε θερμοκρασία περιβάλλοντος.
Περιγράφω τώρα καλύτερα το όλο φαινόμενο, όπως το έχω καταλάβει.
Τα θερμικά ηλεκτρόνια που εκπέμπονται αυθόρμητα σε θερμοκρασία δωματίου από το φωτοευαίσθητο υλικό της Λωρίδας 1 (Λ1), μέσω της δύναμης Lorentz από το μαγνητικό πεδίο (η οποία δύναμη δεν παράγει έργο) μεταπηδούν (σε κάποιο ποσοστό) στη Λωρίδα 2 (Λ2). Το αντίστροφο όμως δεν συμβαίνει. Συνεπώς, η Λ1 αρχίζει να φορτίζεται θετικά και η Λ2 αρνητικά. Κλείνοντας το κύκλωμα παράγεται ρεύμα, οπότε παίρνουμε ηλεκτρική ενέργεια. Πού βρέθηκε όμως αυτή η ενέργεια; Καθώς τα ηλεκτρόνια μεταπηδούν από τη Λ1 στη Λ2 μειώνεται η κινητική τους ενέργεια και αυξάνεται η ηλεκτρική δυναμική ενέργεια, λόγω του ηλεκτρικού πεδίου που έχει δημιουργηθεί. Μείωση όμως της κινητικής ενέργειας σημαίνει ψύξη. Αποτέλεσμα αυτού είναι η απορρόφηση θερμότητας από το περιβάλλον, η οποία έχει μετατραπεί σε ηλεκτρική ενέργεια. Προφανώς αυτή την ηλεκτρική ενέργεια μπορούμε να την μετατρέψουμε σε κάποια άλλη μορφή, π.χ. να παραχθεί έργο σε έναν «μικρό» κινητήρα, η οποία βέβαια τελικά θα καταλήξει πάλι σε θερμική, στο περιβάλλον. Δηλαδή, επί της ουσίας, παίρνουμε θερμότητα από το περιβάλλον που βρίσκεται σε θερμοκρασία δωματίου και τη μετατρέπουμε π.χ. σε έργο στον κινητήρα. Στη συνέχεια, η ενέργεια που παρέχει ο κινητήρας μετατρέπεται πάλι σε θερμότητα που μεταβαίνει στο περιβάλλον και ο κύκλος επαναλαμβάνεται. Φαίνεται δηλαδή να υπάρχει παραβίαση του 2ου νόμου της Θερμοδυναμικής, σύμφωνα με τη διατύπωση Kelvin.
Για να μην κάνω όμως το «χαλασμένο τηλέφωνο», αναφέρω τις πηγές.
Η ιδέα είναι του Xingyong Fu, πρώην καθηγητή στον τομέα Θερμοδυναμικής και Στατιστικής, στο Πανεπιστήμιο Jiao Tong της Σαγκάης. Σήμερα ο καθηγητής είναι 86 ετών, συνταξιούχος. Ασχολείται με το συγκεκριμένο θέμα από το 1960 (!) και από το 2000 ασχολείται και ο γιος του Zitao Fu, που έχει αποφοιτήσει ως φυσικός από το ίδιο Πανεπιστήμιο.
Αναφορά στην ιδέα αυτή έχει γίνει και στο βιβλίο: Energy and Entropy: A Dynamic Duo, του Harvey S. Leff (παρ. 9.5.3, σελ. 281-285).
Όποιος ενδιαφέρεται μπορεί να κατεβάσει την αντίστοιχη μελέτη (Realization of Maxwell’s Hypothesis: An Experiment of Heat-Electric Conversion in Contradiction to the Kelvin Statement) από την ιστοσελίδα: Xinyong Fu’s lab | Shanghai Jiao Tong University (SJTU) (researchgate.net).
Επίσης, έχει πραγματοποιηθεί το αντίστοιχο πείραμα: Realization of Maxwell’s Hypothesis.
Καλημέρα. Και ότι θα έλεγα για την διάσπαση β . Στην βιολογία γ γυμνάσιου -εξέλιξη θέλω να τους πω (με πολύ απλό τρόπο βέβαια ) για τον C14 σε N + e που χρησιμοποιείται για ραδιοχρονολογήσεις . Αναφέρεσαι σε άλλο θέμα που προφανώς με ξεπερνάει.
Καλημέρα σε όλους. Ερώτηση: Για να διατηρηθεί το μαγνητικό πεδίο δεν έχουμε σπατάλη ενέργειας;
Ακόμα και στατικοί μαγνήτες να είναι θα απομαγνητισθούν και η ενέργεια του μαγνητικού πεδιου θα χρησιμοποιηθεί για να κινηθούν τα φορτία,
Γεια σου Γιώργο. Δεν έχω ασχοληθεί με το φαινόμενο της απομαγνήτισης, σχετικά όμως με την ερώτησή σου σκέφτομαι το εξής:
Ο μαγνήτης ασκεί (μέσω του μαγνητικού του πεδίου) δύναμη στα ηλεκτρόνια,
η οποία δεν παράγει έργο. Συνεπώς ο μαγνήτης (το μαγνητικό του πεδίο) δεν χάνει
ενέργεια, άρα δεν απομαγνητίζεται.