Здравствуйте, CutePredictor, Вы писали:
DR>>А костёр горит лишь благодаря тому, что кто-то сложил дрова в кучу.
CP>водород, который сам по себе обладает минимумом энергии.
Термодинамика равновесных явлений полностью завершенная часть человеческого естествознания, там не осталось ни одной неразрешенной задачи, если вы хотите чтобы вас понимали, то не стоит возвращаться на три века раньше, к понятиям флогистона. Именно о флогистоне вы и толкуете во всех своих постах, похвально, что вы дошли до него своим умом, только вот уже четверть тысячелетия понятие флогистона не применяется из-за его ложности. Откройте для себя современную термодинамику от Гиббса & Co в любом современном учебнике. Рекомендую Мюнстера, книженция тяжелая, 150-200 страниц и не одной строчки мусора.
Не мешайте пожалуйста в кучу энергию и энтропию, хотя они и связаны между собой.
Все ваши парадоксы объясняются:
-первое, в полном непонимании терминов, которые вы используете, которые имеют не только словесную форму но и строгое математическое определение в рамках четырех потенциалов и четырех переменных, где ваша любимая энтропия одна из.
-второе, бездумно применяя понятия из равновесной термодинамики к открытым системам вы делаете дикий вывод о невозможности агрегации(возникновения более сложной материи из элементарной). Удивительно, но факт, что вас ничто не смущает. Вообще вы отличий между открытой и замкнутой системой не видите. Понятия равновесной т/д применяются к неравновесным системам, но все эти граничные случаи всегда описываются особо.
-третье, из своих, только вам понятных, ложных посылок об энтропии вы в впадаете в догматическое отрицание любых фазовых переходов в сторону уменьшения энтропии. Это бред полнейший, то что материя существует в разных фазах вам, похоже никто не говорил, вся наша материя пребывает в кварковом газе.
-четвертое, вам непонятно, что термодинамика физически взаимодействующей системы с образованием и исчезновениями нуклонов и атомов описывается теми же понятиями что и химическая система. Опять же всегда с поправкой на неравновесность системы, которая позволяет привести данные к квазиравновестным величинам, которые потом используются в оценках возможных но не наблюдаемых процессах. Вы же в этом вопросе ударяетесь в религию.
Термоядерный синтез существенно отличается от обычной реакции вроде окисления углерода, из которого мы черпаем энергию традиционным способом.
Термояд с положительным балансом невозможен.
..... ......
А вот якобы положительные реакции ядерного синтеза – возрастанию энтропии противоречат.
. Нет сил это комментировать.
-пятое, из того что процесс не идет самопроизвольно, вы делаете вывод о невозможности процесса(остыл на все ваши пространные религиозные рассуждения о невозможности управляемого т.я. синтеза). Я уже говорил вам об активационном барьере и о том что его наличие или отсутствие никак не влияет на конечный энергитический выход, но ставит очень серьезные технические проблемы, но вы продолжали упорствовать в своем заблуждении и уходили в какие-то непонятные рассуждения о божественности
-шестое, аналогия хороша там, где она к месту. Я честно, ничего не понял в вашем мысленном эксперименте.
-седьмое,
-восьмое,
-цатое.
CP>По второму закону термодинамики энергия более высокого уровня всегда превращается в энергию более низкого уровня.
Нет высокой и низкой энергии. Есть потенциалы, изобарный, изохорный и тд. В вопросе возможности/невозможности процесса курят Гиббса.
CP>Образование звезды тоже должно соответствовать этому закону! Облако космической пыли из водорода должно обладать большей энергией нежели сама звезда. Оно не может превратиться в звезду без увеличения общей энтропии в системе (выброса избыточной энергии). Какими именно силами обладает облако: кинетической энергией, потенциальной гравитацией или чем-либо еще, пока неизвестно, но энтропия во Вселенной должна возрастать. Это значит, что образование звезды не может произойти с КПД большим или равным 1.
Ничего не понял.
CP>Представьте мысленный эксперимент, что при Большом (в нашем случае малом) взрыве новорожденным двум(!) атомам водорода заданы противоположные ускорения, и подобно звездам в нашей расширяющейся Вселенной эти два атома водорода разлетаются в разные стороны. В рамках современной теории они никогда не синтезируются в гелий, не говоря о железе, как о заявленном здесь искомом состоянии покоя Вселенной. Равно как и наша Земля никогда не встретится с летящей от нас в противоположную сторону материей, даже если на самом краю Вселенной есть водород, он никогда полностью не превратится в железо. При этом нет нарушения закона увеличения энтропии. Вселенная из двух атомов водорода будет “остывать”, как и газ с двумя атомами, расходящимися друг от друга!
Эксперимент ни о чем, наша адиабатически разлетающаяся Вселенная не является равновесной системой с двумя атомами.
CP>В наблюдаемой нами Вселенной атомов гораздо больше, чем два. И любой синтез от простого к сложному, который включает и термоядерную реакцию преобразования водорода в гелий должен увеличивать энтропию, следовательно, должен быть затратным (из энергии более высокого уровня превращаться в энергию более низкого уровня). Иначе получается, что после Большого взрыва все усложнение материи до железа нарушает закон термодинамики.
опять энтропия, опять энергия высшего и низшего порядка. Зачем это все писать?
CP>Логичной выглядит цепочка: Большой взрыв –> простейшая материя в виде водорода -> очаговые усложнения материи в Звезды с увеличением общей энтропии (предстоит понять какова исходная энергия материи и куда уходит избыток) –> процесс выгорания звезды с еще большим усложнением материи и созданием более тяжелых химических элементов опять же с увеличением энтропии через рассеивание излучения по Вселенной.
CP>Эксперимент с синтезом гелия из двух атомов водорода только подтверждает, что это есть усложнение материи, и для необходимого нагрева или разгона этих двух атомов водорода требуется энергия большего порядка. Откуда возникло представление, что термоядерный синтез в звездах — это естественный процесс и он не является следствием приложения энергии более высокого уровня?! Ведь в зависимости от начальных масс звезд процесс синтеза часто прекращается задолго до железа. Что это как не характеристика количества энергии более высокого порядка при рождении звезды? И это мы еще не знаем, что происходит с материей внутри черных дыр и какова конечная точка их эволюции. Но предполагаю, что там происходит "синтез" субстанции сложнее железа.
Светилами предполагается, что не сложнее а проще, что вроде сверхтекучей жидкости, состоящей из глюонов, находящимся в состоянии абсолютного нуля.
CP>Все что мы пока знаем о энергетике железа — это то, что термояд в видимых звездах происходит до этого элемента. Почему-то считая, что это происходит не энергозатратно, а потому что звезды горят “сами по себе”. Тогда уж и сверхновые тоже взрываются сами по себе. И надо полагать, что более тяжелые элементы в результате таких взрывов тоже образуются сами по себе. И точно так же, как синтез этих тяжелых элементов при взрыве сверхновой не нарушает законов термодинамики и увеличивает энтропию, так и синтез элементов легче железа при выгорании звезд тоже увеличивает энтропию. Я не вижу здесь особого отличия синтеза железа от образования более тяжелых элементов, кроме способа происхождения (термояд или взрыв сверхновой), при этом и тот, и другой процесс энтропийны!
Забудьте наконец слово энтропия, до тех пока не прочитаете хотя бы один современный учебник по физике.
CP>И теперь мы почему-то считаем, что возможно создать управляемый термояд, который будет обратен энтропии. Т.е. мы возьмем простейший элемент — водород, который не обладает энергией высшего порядка, приложим к нему какую-то энергию, будем усложнять материю и черпать из него еще больше энергии? Это невозможно!
Опять энтропия! Камень не может скатиться с горки, ему мешает энтропия.
CP>Где ошибка в моих рассуждениях? Я вижу ошибку в ваших, потому что вы допускаете процесс образования звезд в нарушение принципа увеличения энтропии.
CP>Термоядерный синтез существенно отличается от обычной реакции вроде окисления углерода, из которого мы черпаем энергию традиционным способом. В элементах С и O уже синтезирована потенциальная энергия с увеличением общей энтропии Вселенной, которую мы можем высвободить в гораздо меньших объемах, чем было затрачено во время синтеза этих элементов в звездах. С и O достались нам за счет огромной энтропии, куда большей, чем мы можем вызвать окислением углерода. Иначе получается, что мы можем сперва “нагреться” на синтезе углерода и кислорода и получить положительный баланс, а потом еще раз получить энергию при окислении углерода? Второй закон термодинамики нервно курит в сторонке. Мое мнение – синтез любых элементов энергозатратен. И тогда все сходится. Термояд с положительным балансом невозможен. Реакции ядерного распада соответствуют возрастанию энтропии (потому что затраты энергии на их синтез превышают высвобождаемую при распаде энергию, что подтверждается экспериментами). А вот якобы положительные реакции ядерного синтеза – возрастанию энтропии противоречат. То же самое мы наблюдаем повсеместно в обычной жизни: любой синтез (усложнение материи, в том числе и на элементах легче железа!) энергозатратен. То есть энергия Вселенной более высокого порядка привела к синтезу тяжелых элементов, и мы можем высвободить значительно меньшую часть их энергии химическими реакциями или управляемым распадом. Но обуздать ядерный синтез с положительным балансом, и потом еще раз получить положительную энергию через химические реакции из синтезированной материи… Это звучит еще более неправдоподобно, чем вечный двигатель.
Здравствуйте, CutePredictor, Вы писали:
CP>Кто разбирается, как вообще термоядерный реактор может быть эффективным? CP>Не нарушается ли здесь закон сохранения энергии? CP>Для атомного реактора мы используем радиоактивное сырье, в котором уже заложена энергия от более ранних взаимодействий вещества.
Марш назад в школу. Вашего учителя физики нужно выгнать чистить туалеты.
Все-таки прочат еще минимум 30 лет исследований на построение пробного промышленного реактора.
Но для меня данный тип энергии по-прежнему не вписывается в теорию систем. Усложнение материи внутри системы достигается увеличением ее энтропии. Солнечная система это остаточный продукт огромной энергии взрыва сверхновой, именно поэтому на Солнце есть условия для термоядерной реакции. Избыточная энергия ушла в космос. Любое усложнение в нашей Вселенной соответствует этим правилам. Водородные бомбы используют урановые "зажигалки" для запуска кратковременной термоядерной реакции без необходимости ее контроля. Образно ученые научились делать "солнечную вспышку" с полезным выходом энергии. Но задача создания "искусственного солнца" обязательно потребует большего количества энергии с избытком увеличивающим общий хаос в системе.
Здравствуйте, peterbes, Вы писали: P>Техническая задача таких процессов в поддержании уровня горения, чего чего, а энергии там хватает с гагом, проблема лишь в рассеивании этой энергии, следовательно нужно уметь удерживать уровень энергии в реакционном объеме на уровне активационного барьера
Представь, что у тебя есть 1 тонна водорода, пусть в виде необходимого дейтерия и трития. Перед тобой стоит задача — создать миниатюрное солнце, внутри которого начнется термоядерная реакция, излучающая энергию в объеме V = 18МэВ * кол-во пар атомов. Я предполагаю, что создание такого "солнца" весом 1 тонну потребует затрат энергии больших V. Разве не так? Для преодоления порога активации реакций на Солнце была приложена энергия, намного превосходящая его суммарную энергию. Ты согласен с этим?
Большой взрыв дал рождение материи, появился водород, который обладал высокими кинетическими свойствами, и они способствовали образованию звезд. И энергия во Вселенной продолжает рассеиваться. Любые преобразования происходят с потерей энергии. Это общий закон.
Водород на Земле совсем не обладает свойствами, которые у него были при образовании Вселенной. Это молекулы средней температурой 15 градусов и ничем не примечательной скоростью. Нет у него миллионов градусов, необходимых для термоядерной реакции. Поэтому водород придется нагревать и разгонять. Пока это удается сделать лишь кратковременно с отрицательным балансом энергии.
Здравствуйте, CutePredictor, Вы писали:
CP>Здравствуйте, peterbes, Вы писали: P>>Техническая задача таких процессов в поддержании уровня горения, чего чего, а энергии там хватает с гагом, проблема лишь в рассеивании этой энергии, следовательно нужно уметь удерживать уровень энергии в реакционном объеме на уровне активационного барьера
CP>Представь, что у тебя есть 1 тонна водорода, пусть в виде необходимого дейтерия и трития. Перед тобой стоит задача — создать миниатюрное солнце, внутри которого начнется термоядерная реакция, излучающая энергию в объеме V = 18МэВ * кол-во пар атомов. Я предполагаю, что создание такого "солнца" весом 1 тонну потребует затрат энергии больших V. Разве не так?
С чего-то? Высота барьера никак не сказывается на общей энергетике, это закон сохранения энергии. Нет, не согласен
CP>Для преодоления порога активации реакций на Солнце была приложена энергия, намного превосходящая его суммарную энергию. Ты согласен с этим?
Нет, не согласен потому что реакция прекрасно идет и поддерживает саму себя, в противном случае тело просто коллапсирует до определенной плотности и никакой термоядерной реакции не будет, например Земля, нет никакого синтеза.
Для начала синтеза необходимая энергия берется из гравитационной энергии, на начальных этапах давление реагирующего газа компенсирует гравитационное сжатие, по мере выгорания водорода и гелия давление падает, звезда начинает адиабатически сжиматься, до тех пор пока не запустится синтез более тяжёлых элементов, если начальные условия позволяют этому.
CP>Большой взрыв дал рождение материи, появился водород, который обладал высокими кинетическими свойствами, и они способствовали образованию звезд. И энергия во Вселенной продолжает рассеиваться. Любые преобразования происходят с потерей энергии. Это общий закон.
Это не закон, ты его сейчас взял и сам придумал, энергия Вселенной величина постоянная, по крайней мере в это закладываются, растет энтропия
Кто по отношению к кому теряет энергию? Процесс конденсации идет с выделением энергии или поглощением?
CP>Водород на Земле совсем не обладает свойствами, которые у него были при образовании Вселенной. Это молекулы средней температурой 15 градусов и ничем не примечательной скоростью. Нет у него миллионов градусов, необходимых для термоядерной реакции. Поэтому водород придется нагревать и разгонять. Пока это удается сделать лишь кратковременно с отрицательным балансом энергии.
Водород Вселенной и водород Земли один и тот же, свойства элементов не зависят от места их нахождения и от способа их образования, причём тут вообще температура? Нужно будет разогреть водород, разогреют и пойдет реакция синтеза с положительным выходом энергии на Земле, почему так, я уже писал.
Здравствуйте, CutePredictor, Вы писали:
DR>>А костёр горит лишь благодаря тому, что кто-то сложил дрова в кучу.
CP> А в термоядерном синтезе используется простейший элемент — водород, который сам по себе обладает минимумом энергии.
E=mc**2. четыре атома водорода весят больше одного атома гелия. ваш ко.
откуда взялся водород писать лениво.
americans fought a war for a freedom. another one to end slavery. so, what do some of them choose to do with their freedom? become slaves.
Здравствуйте, woah, Вы писали:
W>Чем принципиально отличается от ядерного? W>И почему ему пророчат стать заменителем нефти? W>Если 0.5 литра тяжелой воды эквивалент 10 литров бензина то это не слишком впечатляюще звучит как-то.
Здравствуйте, CutePredictor, Вы писали:
CP>По второму закону термодинамики энергия более высокого уровня всегда превращается в энергию более низкого уровня.
у второго закона термодинамики конечно много формулировок, но не до такой же степени!
физика — наука точная. что предполагает точное использование терминов и не пустопорожний гуманитарный треп.
что такое "энергия низкого уровня"? где такого набрались?
все остальное комментировать не хочется именно по этой причине — наслушались умных слов и употребляете их без понимания. научная шизофазия прям какая-то. особенно энтропии досталось. впрочем, ей всегда от фриков достается.
и да, не надо лезть в высокие материи, пока на базовом уровне провалы.
Здравствуйте, CutePredictor, Вы писали:
CP>Я объединяю синтез и деление в общий процесс рекомбинации ядер с выделением частиц.
это принципиально разные процессы.
CP>И вижу, что эти частицы могут выделяться только в случае их избыточности у исходного сырья. У стабильных легких элементов на Земле этой избыточности практически нет, нужны специфические изотопы.
опять какой-то бессвязный поток слов...
CP>Вкурил таблицу по удельной энергии связи ядер и почитал о дефекте масс.
ну вообще-то с дефекта масс надо было начинать знакомство с атомной физикой.. кстати, есть в школьной программе.
CP>Возьмем таблицу: http://student31.ru/uploads/belgorod/image144.jpg CP>Представим закрытую систему из двух атомов лития. Синтезируем их в один атом углерода. Нуклоны ядер до и после реакции совпадают. По таблице должна выделиться энергия 3 МэВ. Каким образом?
внезапно все тем же самым. за счет дефекта масс.
причем Li6 + n -> He4 + T, а потом тройная гелиевая реакция через короткоживущий Be8 на брейт-вигнеровский резонанс C12, энергию с которого унесет гамма-квант. кстати, крайне важная и удивительная реакция, без которой вселенная была бы безжизненная.
Не будет никакого термоядерного синтеза. Слишком велика наведенная радиация. Кто-то ввел миф о его "чистоте", хотя на самом деле сложнее придумать более "грязный" источник энергии.
Будет развиваться солнечная энергия. На площадь Москвы падает почти столько же солнечной энергии, сколько происходит все человечество. И это по настоящему чистая энергия. Остается только снижать стоимлсть солнечных панелей, и этот процесс идет непрерывно.
Чем принципиально отличается от ядерного?
И почему ему пророчат стать заменителем нефти?
Если 0.5 литра тяжелой воды эквивалент 10 литров бензина то это не слишком впечатляюще звучит как-то.
Здравствуйте, woah, Вы писали:
W>Чем принципиально отличается от ядерного?
Ядерный реактор работает на распаде радиоактивного вещества. Термоядерный работает на синтезе.
W>И почему ему пророчат стать заменителем нефти?
Потому что нефти и урана по текущим представлениям у нас на планете по историческим меркам хватит совсем ненамного. Каменного угля чуть больше, но тоже не так много. А запасы водорода просто неисчерпаемые. Поэтому, собственно, выбора у человечества особо и нет, либо осваивать термоядерный синтез, либо урезать свои энергетические аппетиты по максимуму и расставлять солнечные батареи.
Здравствуйте, vsb, Вы писали:
vsb>Потому что нефти и урана по текущим представлениям у нас на планете по историческим меркам хватит совсем ненамного.
На тысячи лет только.
Кто разбирается, как вообще термоядерный реактор может быть эффективным?
Не нарушается ли здесь закон сохранения энергии?
Для атомного реактора мы используем радиоактивное сырье, в котором уже заложена энергия от более ранних взаимодействий вещества.
Термоядерная реакция на Солнце тоже возможна лишь благодаря энергии от предыдущих столкновений огромных масс материи.
Чтобы Солнце светило, миллиарды лет назад во Вселенной случились приложения энергии многократно превышающие энергию Солнца.
Как не нарушая закон сохранения энергии можно нагреть атомы водорода до миллионов градусов, и потом получить еще больше энергии?
Упрощенно проблема звучит так. Как создать миниатюрное управляемое солнце c меньшими затратами энергии? Я считаю, что это противоречит фундаментальным законам физики.
Здравствуйте, CutePredictor, Вы писали:
CP>Термоядерная реакция на Солнце тоже возможна лишь благодаря энергии от предыдущих столкновений огромных масс материи.
А костёр горит лишь благодаря тому, что кто-то сложил дрова в кучу.
DR>А костёр горит лишь благодаря тому, что кто-то сложил дрова в кучу.
Не вижу повода для сарказма. В экспериментальных термоядерных реакторах сейчас затраты энергии на запуск выше энергии на выходе. На появление дров было затрачено гораздо больше энергии, чем они могут вернуть своим горением. Светило солнце, обогревало воздух, поддерживало фотосинтез, круговорот воды в природе, в конце концов высушивало дрова. А в термоядерном синтезе используется простейший элемент — водород, который сам по себе обладает минимумом энергии. В термоядерном синтезе ключевым является его температура и давление. А их на Земле нет.
Здравствуйте, CutePredictor, Вы писали:
DR>>А костёр горит лишь благодаря тому, что кто-то сложил дрова в кучу.
CP>Не вижу повода для сарказма.
Почему? А откуда взялась энегия супербомбы в ~70 мегатонн, которую на Новой земле рванули? Вопрос в технологиях, чтобы выход энергии был больше затрат.
Здравствуйте, CutePredictor, Вы писали:
CP>Кто разбирается, как вообще термоядерный реактор может быть эффективным? CP>Не нарушается ли здесь закон сохранения энергии?
Не нарушается. При преобразовании водорода в гелий выделяется энергия, и после превращения суммарное вещество будет обладать меньшей энергией, чем вначале. Чтобы гелий обратно превратить в водород, нужно наоборот будет затратить энергию. И так далее будет происходить до железа. Которое находится на минимальном уровне по энергии. То, что стоит выше железа, то уже обладает большей энергией, и уже энергия будет выделяться при распаде, а для синтеза нужно уже затрачивать энергию.
Короче все вещество хочет стать железом, грубо говоря .
Здравствуйте, CutePredictor, Вы писали: CP>Упрощенно проблема звучит так. Как создать миниатюрное управляемое солнце c меньшими затратами энергии? Я считаю, что это противоречит фундаментальным законам физики.
не противоречит, если учесть, что масса полученного вещества будет меньше массы исходного. часть массы перешла в энергию. все преобразования водорода в гелий или подобное лишь побочный продукт
Нашел здесь: http://profbeckman.narod.ru/Frend4c.pdf "Для сближения изотопов водорода на расстояние 10-12 см необходимо затратить энергию k*e2/r ~ 0,2 МэВ, что существенно меньше энергии, получаемой в результате синтеза." Получается, что теоретически реакция может быть энергоэффективной.
CP>Но для меня данный тип энергии по-прежнему не вписывается в теорию систем. Усложнение материи внутри системы достигается увеличением ее энтропии. Солнечная система это остаточный продукт огромной энергии взрыва сверхновой, именно поэтому на Солнце есть условия для термоядерной реакции. Избыточная энергия ушла в космос. Любое усложнение в нашей Вселенной соответствует этим правилам. Водородные бомбы используют урановые "зажигалки" для запуска кратковременной термоядерной реакции без необходимости ее контроля. Образно ученые научились делать "солнечную вспышку" с полезным выходом энергии. Но задача создания "искусственного солнца" обязательно потребует большего количества энергии с избытком увеличивающим общий хаос в системе.
Очень путано сказано, все смешалось, наверное и представляется также путано если не хуже.
Есть общий процесс, который описывается в рамках закона сохранения энергии, есть два состояния, в первом состоянии дейтерий и тритий, в конечном состоянии гелий-4 и протон, разность этих состояний равна примерно 18-и МэВ.
В эти 18-ть МэВ входит как энтальпийная, так энтропийная составляющая, по этим причинам данный процесс надо считать экзотермическим и самопроизвольным, так по крайней мере говорит и подтверждает термодинамика уже с 19 века, но самогорения не наблюдается.
Самопроизвольному протеканию таких реакций препятствует активационный барьер, предаем привет Арениусу [19 век], весь математический аппарат протекания таких процессов был построен Больцманом[ в том же 19 веке], ответы уже даны, просто нужно больше читать.
Техническая задача таких процессов в поддержании уровня горения, чего чего, а энергии там хватает с гагом, проблема лишь в рассеивании этой энергии, следовательно нужно уметь удерживать уровень энергии в реакционном объеме на уровне активационного барьера
По второму закону термодинамики энергия более высокого уровня всегда превращается в энергию более низкого уровня.
Образование звезды тоже должно соответствовать этому закону! Облако космической пыли из водорода должно обладать большей энергией нежели сама звезда. Оно не может превратиться в звезду без увеличения общей энтропии в системе (выброса избыточной энергии). Какими именно силами обладает облако: кинетической энергией, потенциальной гравитацией или чем-либо еще, пока неизвестно, но энтропия во Вселенной должна возрастать. Это значит, что образование звезды не может произойти с КПД большим или равным 1.
Представьте мысленный эксперимент, что при Большом (в нашем случае малом) взрыве новорожденным двум(!) атомам водорода заданы противоположные ускорения, и подобно звездам в нашей расширяющейся Вселенной эти два атома водорода разлетаются в разные стороны. В рамках современной теории они никогда не синтезируются в гелий, не говоря о железе, как о заявленном здесь искомом состоянии покоя Вселенной. Равно как и наша Земля никогда не встретится с летящей от нас в противоположную сторону материей, даже если на самом краю Вселенной есть водород, он никогда полностью не превратится в железо. При этом нет нарушения закона увеличения энтропии. Вселенная из двух атомов водорода будет “остывать”, как и газ с двумя атомами, расходящимися друг от друга!
В наблюдаемой нами Вселенной атомов гораздо больше, чем два. И любой синтез от простого к сложному, который включает и термоядерную реакцию преобразования водорода в гелий должен увеличивать энтропию, следовательно, должен быть затратным (из энергии более высокого уровня превращаться в энергию более низкого уровня). Иначе получается, что после Большого взрыва все усложнение материи до железа нарушает закон термодинамики.
Логичной выглядит цепочка: Большой взрыв –> простейшая материя в виде водорода -> очаговые усложнения материи в Звезды с увеличением общей энтропии (предстоит понять какова исходная энергия материи и куда уходит избыток) –> процесс выгорания звезды с еще большим усложнением материи и созданием более тяжелых химических элементов опять же с увеличением энтропии через рассеивание излучения по Вселенной.
Эксперимент с синтезом гелия из двух атомов водорода только подтверждает, что это есть усложнение материи, и для необходимого нагрева или разгона этих двух атомов водорода требуется энергия большего порядка. Откуда возникло представление, что термоядерный синтез в звездах — это естественный процесс и он не является следствием приложения энергии более высокого уровня?! Ведь в зависимости от начальных масс звезд процесс синтеза часто прекращается задолго до железа. Что это как не характеристика количества энергии более высокого порядка при рождении звезды? И это мы еще не знаем, что происходит с материей внутри черных дыр и какова конечная точка их эволюции. Но предполагаю, что там происходит "синтез" субстанции сложнее железа.
Все что мы пока знаем о энергетике железа — это то, что термояд в видимых звездах происходит до этого элемента. Почему-то считая, что это происходит не энергозатратно, а потому что звезды горят “сами по себе”. Тогда уж и сверхновые тоже взрываются сами по себе. И надо полагать, что более тяжелые элементы в результате таких взрывов тоже образуются сами по себе. И точно так же, как синтез этих тяжелых элементов при взрыве сверхновой не нарушает законов термодинамики и увеличивает энтропию, так и синтез элементов легче железа при выгорании звезд тоже увеличивает энтропию. Я не вижу здесь особого отличия синтеза железа от образования более тяжелых элементов, кроме способа происхождения (термояд или взрыв сверхновой), при этом и тот, и другой процесс энтропийны!
И теперь мы почему-то считаем, что возможно создать управляемый термояд, который будет обратен энтропии. Т.е. мы возьмем простейший элемент — водород, который не обладает энергией высшего порядка, приложим к нему какую-то энергию, будем усложнять материю и черпать из него еще больше энергии? Это невозможно!
Где ошибка в моих рассуждениях? Я вижу ошибку в ваших, потому что вы допускаете процесс образования звезд в нарушение принципа увеличения энтропии.
Термоядерный синтез существенно отличается от обычной реакции вроде окисления углерода, из которого мы черпаем энергию традиционным способом. В элементах С и O уже синтезирована потенциальная энергия с увеличением общей энтропии Вселенной, которую мы можем высвободить в гораздо меньших объемах, чем было затрачено во время синтеза этих элементов в звездах. С и O достались нам за счет огромной энтропии, куда большей, чем мы можем вызвать окислением углерода. Иначе получается, что мы можем сперва “нагреться” на синтезе углерода и кислорода и получить положительный баланс, а потом еще раз получить энергию при окислении углерода? Второй закон термодинамики нервно курит в сторонке. Мое мнение – синтез любых элементов энергозатратен. И тогда все сходится. Термояд с положительным балансом невозможен. Реакции ядерного распада соответствуют возрастанию энтропии (потому что затраты энергии на их синтез превышают высвобождаемую при распаде энергию, что подтверждается экспериментами). А вот якобы положительные реакции ядерного синтеза – возрастанию энтропии противоречат. То же самое мы наблюдаем повсеместно в обычной жизни: любой синтез (усложнение материи, в том числе и на элементах легче железа!) энергозатратен. То есть энергия Вселенной более высокого порядка привела к синтезу тяжелых элементов, и мы можем высвободить значительно меньшую часть их энергии химическими реакциями или управляемым распадом. Но обуздать ядерный синтез с положительным балансом, и потом еще раз получить положительную энергию через химические реакции из синтезированной материи… Это звучит еще более неправдоподобно, чем вечный двигатель.
Я не отрицаю, что я любитель. Но я хочу разобраться. Это запрещено? Ставить вопросы бывает полезно. Реакция синтеза с положительным балансом не укладывается в мое миропредставление, где при всей моей диагностированной "гуманитарности", я понимаю, как процессы вокруг являются энтропийными.
Можно придраться к моим непрофессиональным формулировкам, но я думаю, что вопрос поставлен корректно. И он звучит просто. Никто не отрицает, что звезда с термоядерным синтезом внутри это энтропийный процесс. Рождение звезды тоже должно быть энтропийным процессом и приводить к рассеиванию энергии по вселенной. Следовательно, материя, из которой образовалась звезда, должна обладать еще большей энергией. Это логично?
Если это не так, укажите на ошибку. Если так, то нет ли повода задуматься над тем, что управляемый термоядерный синтез с положительным балансом может быть недостижим?
Здравствуйте, CutePredictor, Вы писали:
CP>Я не отрицаю, что я любитель. Но я хочу разобраться. Это запрещено? Ставить вопросы бывает полезно. Реакция синтеза с положительным балансом не укладывается в мое миропредставление, где при всей моей диагностированной "гуманитарности", я понимаю, как процессы вокруг являются энтропийными.
ну так разбирайтесь. курс элементарной физики — и впреред.
CP>Можно придраться к моим непрофессиональным формулировкам, но я думаю, что вопрос поставлен корректно. И он звучит просто. Никто не отрицает, что звезда с термоядерным синтезом внутри это энтропийный процесс. Рождение звезды тоже должно быть энтропийным процессом и приводить к рассеиванию энергии по вселенной. Следовательно, материя, из которой образовалась звезда, должна обладать еще большей энергией. Это логично?
нет, не логично. просто набор слов.
энтропийный процесс — это что за ужас такой?
полная энергия, разумеется, сохраняется (с учетом унесенной улетешими фотонами), масса — нет (дефект массы).
про энтропию лучше не начинать вообще, пока путаница в базовых понятиях идет.
если что, то в самом просто случае равновесного процесса dS = δQ/T, и это довольно сложная тема.
CP>Если это не так, укажите на ошибку. Если так, то нет ли повода задуматься над тем, что управляемый термоядерный синтез с положительным балансом может быть недостижим?
а вы в курсе что термоядерные бомбы вто уже ~60 лет как взрываются? вполне себе успешно. и как сделать его управляемым вполне себе известно, более того, уже сделано. на пути чисто технические (но от этого не менее простые) проблемы. лет за ..дцать допилят. а может и раньше (если повезет).
Здравствуйте, DreamMaker, Вы писали:
DM>нет, не логично. просто набор слов. DM>энтропийный процесс — это что за ужас такой? DM>полная энергия, разумеется, сохраняется (с учетом унесенной улетешими фотонами), масса — нет (дефект массы).
И масса сохраняется (с учетом унесенной улетешими фотонами).
CP>>Если это не так, укажите на ошибку. Если так, то нет ли повода задуматься над тем, что управляемый термоядерный синтез с положительным балансом может быть недостижим?
DM>а вы в курсе что термоядерные бомбы вто уже ~60 лет как взрываются? вполне себе успешно. и как сделать его управляемым вполне себе известно, более того, уже сделано. на пути чисто технические (но от этого не менее простые) проблемы. лет за ..дцать допилят. а может и раньше (если повезет).
А не дешевле и безопаснее ли будет использовать природный термоядерный реактор и застроить Сахару фотоэлементами?
Ок, спасибо. Буду просвещаться. Мюнстера "Химическая термодинамика"?
Читаю про критерий Лоусона, насколько понимаю, это теоретический порог.
Между тем, я тут кое-что подсчитал.
Если в реакции D-T взять 1г трития и равное ему по атомам количество дейтерия, просчитать энергетику идеальной реакции с полным синтезом этих элементов.
1. Кол-во атомов трития в 1г = 2*10^23 (1/3 моля * число авогадро)
2. Выход энергии от синтеза всех атомов = 156 640 Квт*час (кол-во атомов * 17,6 МэВ)
3. Стоимость 1г трития — $30 000.
Получаем стоимость генерации 1 квтчаса = 20 центов.
Это при условии идеальной реакции и учтены лишь затраты на сырье, не считая стоимость энергии на поддержание реакции и затрат на оборудование. Вероятно эта стоимость будет в два-три раза выше на практике.
Дальше снова мои "интуитивные" догадки. Тритий вероятно так дорог, потому что его производство и хранение энергозатратная штука через облучение изотопа лития нейтронами. И в общем энергетическом балансе реакции играет не последнюю роль. Я так понял, что это не совсем водород, а одно из самых дорогих веществ на планете.
Вы точно уверены, что мы не обманываем себя энергоэффективностью ядерного синтеза, не учитывая затраты на важнейший компонент для реакции?
Не нашел информации, но есть "чуйка", что на производство одного изотопа трития может затрачиваться больше 17,6 МэВ.
Здравствуйте, CutePredictor, Вы писали:
CP>Можно придраться к моим непрофессиональным формулировкам, но я думаю, что вопрос поставлен корректно. И он звучит просто. Никто не отрицает, что звезда с термоядерным синтезом внутри это энтропийный процесс. Рождение звезды тоже должно быть энтропийным процессом и приводить к рассеиванию энергии по вселенной. Следовательно, материя, из которой образовалась звезда, должна обладать еще большей энергией. Это логично?
Да, дефект массы у химических ядер больше всего у железа. Посему реакции синтеза по направлению от водорода к железу в среднем экзотермичны.
Кстати характеристики Солнца:
Мощность 3,86*10^26 ватт
Объем 1.412*10^27 м3
Объемное тепловыделение в центре, согласно теоретическим оценкам, 276,5 Вт/м³ — что на порядок меньше объемного тепловыделения в обчныом человеке.
Удельное же тепловыделение всего объёма Солнца ещё на два порядка меньше и сравнимо с тепловыделением мусорной кучи.
То есть в термоядерном реакторе нужно получить характеристики, значительно превосходящие таковые в центре звезды. Учитывая, то человечество еще даже не может осилить создание крупных алмазов, задача выглядит весьма вызывающей.
M>И масса сохраняется (с учетом унесенной улетешими фотонами).
ну я про массу покоя имел в виду; а так да.
M>А не дешевле и безопаснее ли будет использовать природный термоядерный реактор и застроить Сахару фотоэлементами?
вполне возможно.
а еще на мой выглядит мегаперспективно попробовать сделать методами ГМО [микро]организм, оптимизированный на фотосинтез. тогда вообще просто супер будет. сейчас рапс используют, но наверняка можно сделать что-то сильно более оптимальное. и бесплатный кислород в качестве бонуса
Здравствуйте, marcopolo, Вы писали:
M>То есть в термоядерном реакторе нужно получить характеристики, значительно превосходящие таковые в центре звезды.
В Солнце идёт протон-протонная реакция. В реакторах достаточно будет и D-T. То есть прямо полноценные звёздные условия воссоздавать не требуется.
CP>Вы точно уверены, что мы не обманываем себя энергоэффективностью ядерного синтеза, не учитывая затраты на важнейший компонент для реакции? CP>Не нашел информации, но есть "чуйка", что на производство одного изотопа трития может затрачиваться больше 17,6 МэВ.
"везде заговор, кругом врут, и только мы, в редакции газеты "Вечерняя Клюква", расскажем вам всю ужасающую правду"
вы что, всерьез думаете что физики не знают все то, что вы тут насчитали??? не, ну вот серьезно?
с учетом сколько быстрых нейтронов рождается в D-T реакции, тритий вам будет.
но реакция D-T да, проблемная и плохая (по ряду причин) и рассматривается как первый шаг.
Здравствуйте, DreamMaker, Вы писали:
DM>вы что, всерьез думаете что физики не знают все то, что вы тут насчитали??? не, ну вот серьезно?
А вы думаете патриарх не догадывается, что бога нет? )
Я стараюсь никому не верить на слово. Уже десятки ученых заявляли, что они получили холодный термояд. Но по факту это оказывалось не совсем правдой.
Человеческую природу я понимаю получше, чем физику, но и в последней тоже хочу разобраться, чтобы иметь какое-то собственное мнение, слушая лекции о физических Нью-Васюках с неисчерпаемой энергией.
DM>с учетом сколько быстрых нейтронов рождается в D-T реакции, тритий вам будет. DM>но реакция D-T да, проблемная и плохая (по ряду причин) и рассматривается как первый шаг.
Да, я копаю тему трития. Дошел до идеи бомбардировки лития-6 испускаемыми реакцией D-T нейтронами.
Но, чем больше погружаюсь в тему, и чем больше вижу, что речь идет об изотопах, тем больше мне кажется, что никакой это не ядерный синтез, а все тот же хорошо знакомый ядерный распад. И разница лишь в том, что вместо тяжелых радиоактивных изотопов урана, синтез имеет дело с легкими менее стабильными изотопами. Поэтому на массу вещества получается больший выход энергии и реакция кажется более эффективной. И пока это больше похоже не на способ получать энергию, а всего лишь более успешно ее локализовать. Именно поэтому водородная бомба мощнее, что легкие дейтерий с литием дают 17МэВ на 5 нуклонов, а уран 210МэВ на 235 нуклонов. Но достижение высокой мощности еще не гарантирует ее эффективности, как источника энергии.
Если вернуться к моему изначальному чайниковскому скепсису, где в начале мы имеем два атома водорода, которые якобы являются бесплатным топливом. Нужно как минимум три нейтрона разогнать и бомбануть в эти атомы, чтобы получить D и T, потом нагреть их до миллионов градусов и выйти на реакцию синтеза. Это уже сама по себе невероятная задача, хотя мы считаем, что синтез это источник энергии. Соответственно, нам ничего не остается, как выискивать среди материи более тяжелые элементы и выделять из них нужные нам легкие изотопы. И даже это пока выходит дороже, чем обуздать энергию распада.
Здравствуйте, CutePredictor, Вы писали:
DM>>вы что, всерьез думаете что физики не знают все то, что вы тут насчитали??? не, ну вот серьезно?
CP>А вы думаете патриарх не догадывается, что бога нет? )
ну он-то это твердо знает.
CP>Я стараюсь никому не верить на слово. Уже десятки ученых заявляли, что они получили холодный термояд. Но по факту это оказывалось не совсем правдой.
блин, ну хоть одного ученого покажите, который бы утверждал что получил холодный термояд!
или вы не только энергию с энтропией а распад с синтезом путаете, но и физиков с фриками и проходимцами?
с такой кашей в голове надо не о термояде думать.
CP>Человеческую природу я понимаю получше, чем физику, но и в последней тоже хочу разобраться, чтобы иметь какое-то собственное мнение, слушая лекции о физических Нью-Васюках с неисчерпаемой энергией.
ну так попробуйте _нормальную_ литературу почитать, никто ничего не скрывает, ни раскладов по энергетической эффективности, ни стоящие проблемы.
CP>Да, я копаю тему трития. Дошел до идеи бомбардировки лития-6 испускаемыми реакцией D-T нейтронами. CP>Но, чем больше погружаюсь в тему, и чем больше вижу, что речь идет об изотопах, тем больше мне кажется, что никакой это не ядерный синтез, а все тот же хорошо знакомый ядерный распад.
если б мне такое показалось, я б с горя об стену убился бы.
если вы не видите разницы между синтезом и делением — ну тут точно надо чем-нить попроще заняться..
CP>Если вернуться к моему изначальному чайниковскому скепсису, где в начале мы имеем два атома водорода, которые якобы являются бесплатным топливом. Нужно как минимум три нейтрона разогнать и бомбануть в эти атомы, чтобы получить D и T, потом нагреть их до миллионов градусов и выйти на реакцию синтеза. Это уже сама по себе невероятная задача, хотя мы считаем, что синтез это источник энергии.
и эта невероятная задача (кстати, сформулирована снова неправильно, но исправлять нет ни сил, ни желания, ни смысла) УЖЕ решена — break-even, когда энергии плазма выделяет больше чем потрачено на ее создание _УЖЕ_ в реале достигнут. так что синтез — это источник энергии. уже. но до практического использования да, далеко. со временем допилят.
Здравствуйте, DreamMaker, Вы писали:
DM>если б мне такое показалось, я б с горя об стену убился бы.
Ну вот, не один я выдаю сомнительные утверждения. )
DM>если вы не видите разницы между синтезом и делением — ну тут точно надо чем-нить попроще заняться..
Я объединяю синтез и деление в общий процесс рекомбинации ядер с выделением частиц. И вижу, что эти частицы могут выделяться только в случае их избыточности у исходного сырья. У стабильных легких элементов на Земле этой избыточности практически нет, нужны специфические изотопы. Вкурил таблицу по удельной энергии связи ядер и почитал о дефекте масс.
Возьмем таблицу: http://student31.ru/uploads/belgorod/image144.jpg
Представим закрытую систему из двух атомов лития. Синтезируем их в один атом углерода. Нуклоны ядер до и после реакции совпадают. По таблице должна выделиться энергия 3 МэВ. Каким образом?
--В экспериментальных термоядерных реакторах сейчас затраты энергии на запуск выше энергии на выходе
неправда, даже токамак давал выход больше единицы, но настолько выше, что хватало буквально на несколько лампочек, поэтому коммерчески невыгоден, но потенциал был видел
Здравствуйте, vsb, Вы писали:
vsb>Потому что нефти и урана по текущим представлениям у нас на планете по историческим меркам хватит совсем ненамного. А запасы водорода просто неисчерпаемые. Поэтому, собственно, выбора у человечества особо и нет, либо осваивать термоядерный синтез, либо урезать свои энергетические аппетиты по максимуму и расставлять солнечные батареи.
U-238 крайне много, аэс на быстрых нейтронах на нем работают. Правда пошли по крайне опасному пути — аэс с натриевым теплоносителем, если загорится то пипец.
Происхождение нефти не вполне очевидно... Менделеев считал о неорганическом происхождении — http://chem21.info/page/108008156249139064178199234010140255220104227167/ Есть шанс, что в таком случае может воспроизводиться, правда добывают скорее интенсивнее.
Сложность термоядерного управляемого синтеза — чересчур огромные энергии. Солнце за счет размеров и гравитации удерживает плазму (и то иногда вещество вылетает). А тут хотят микро Солнце зажечь и удерживать. Скорее первые реакторы будут прерывного действия — поджигание, взрыв, выработка энергии и далее циклически. И не на D+T, так как в результате реакций 80% энергии получает нейтрон(14,1 МэВ), этакая нейтронная бомба — сложно использовать, убивает людей, а в защите создает наведенную радиацию.
