PhysBook
PhysBook
Представиться системе

Обсуждение:Kvant. Теорема Карно — различия между версиями

Материал из PhysBook
← $1
Строка 86: Строка 86:
  
 
4. No comment...
 
4. No comment...
 +
 +
Отдохнул я немного и подумал, что надо все разжевать как для троечника в пятом классе.
 +
Профессор пишет:
 +
''"1. Поставим цилиндр на нагреватель (термостат), имеющий температуру T1, и передадим системе количество теплоты Q1= λm, необходимое ДЛЯ ПЛАВЛЕНИЯ ВСЕГО ЛЬДА (λ — удельная теплота плавления)."''
 +
Если Вы спросите у кого угодно, он вам скажет, что когда к Вам подходит грабитель, и отнимает ВСЕ деньги, то это означает, что у Вас денег не осталось ни копейки. Если плавится ВЕСЬ ЛЕД, это означает, что льда больше не осталось. Или у Русланов все по другому?
 +
 +
Профессор пишет:
 +
''"2. При этом поршень с грузом немного опустится (рис. 1, б), так как объем льда  больше, чем объем воды . На графике в координатах р, V (рис. 2) этому процессу соответствует линия 1—2."''
 +
Почему поршень опускается? Потому что объем льда больше, чем объем воды. Потому что лед растаял и превратился в лед.
 +
Ни о какой равновесной ледово-водной смеси речь не идет.
 +
 +
И, что самое интересное, да даже бы в емкости была ледово-водная смесь и ее стали бы сжимать - все равно ни лед, ни вода от сжатия не охлаждаются. Кстати, под коньком лед плавится... Интересно, почему?

Версия 01:21, 20 июня 2010

Вопрос пользователя Peter

Смотрим:

Снимем сосуд с термостата и теплоизолируем его (рис. 1, в), после чего будем медленно увеличивать давление до тех пор, пока оно не станет равным p1 + Δp = 1,01 атм (для этого будем потихоньку подсыпать на поршень песочек). При этом температура системы понизится до значения T2 = T1 - ΔT, равного температуре плавления льда при давлении 1,01 атм.

То есть профессор утверждает, что ежели начать сжимать воду, то ее температура начнет понижаться. И где только этого профессора учили?

Ответ

Нет, профессор утверждает, что если сжимать равновесную смесь льда и воды, то температура смеси будет падать, это видно из фазовой диаграммы воды:

Diag phase water.png

--Ruslan 19:50, 17 июня 2010 (UTC)

Ruslan'у

Вы что, совсем читать не умеете? Или просто думать не хотите? Где это Вы обнаружили "равновесную смесь льда и воды"? Внимательней надо быть. Смотрим там же пункт 1: "Поставим цилиндр на нагреватель (термостат), имеющий температуру T1, и передадим системе количество теплоты Q1=λm, необходимое для плавления ВСЕГО льда (λ — удельная теплота плавления)." То есть - в ёмкости находится вода. При температуре 0 градусов Цельсия. И профессор утверждает, что если эту воду сжать, то ее температура "автоматически" понизится (читайте пункт 2). В отсутствие теплообмена!!! (Так как у профессора черным по белому написано - "теплоизолируем его", то есть сосуд с водой.) Лучше всего, Руслан, проведите натурный эксперимент. А то со своими умозаключениями Вы еще и не то напридумываете. Профессору простительно, на то он и профессор. Я же - нормальный, грамотный в техническом отношении инженер.

Только сейчас сообразил. Так Вы, Руслан, утверждаете, что график фазовых состояний льда-воды-пара свидетельствует о том, что ежели воду сжимать, то она будет охлаждаться? Ха-ха-ха-ха-ха.... Ох, уморили... Вытер даже слезу от смеха...

Ответ

Цитата со статьи:

Давайте представим нашу воображаемую машину Карно в виде цилиндра с поршнем (рис. 1, а). Заложим в нее лед массой m под давлением p1 = 1 атм при температуре t1 = 0 °C (T1 = 273 К). Постоянное давление будем обеспечивать грузом, лежащим на поршне. Чтобы подчеркнуть, что вода и лед находятся в равновесии, в уголке сосуда мы изобразили небольшое количество воды.

Во всем описанном цикле Карно рабочим телом является равновесная смесь воды и льда. И после первого шага так же остается равновесная смесь. И все рассуждения ведутся только для нее.

--Ruslan 09:56, 18 июня 2010 (UTC)

Ruslan'у

Да... Как все запущено-то. Включайте в работу голову.

Во-первых. Профессор сам пишет "Поставим цилиндр на нагреватель (термостат), имеющий температуру T1, и передадим системе количество теплоты Q1=λm, необходимое для плавления ВСЕГО льда (λ — удельная теплота плавления)." ВСЕГО ЛЬДА. Знаете, что такое удельная теплота плавления? Это теплота, которую надо передать единице массы льда, чтобы получилась вода. Раньше, в XVIII-XIX веках ее называли латентной, скрытой теплотой. И если льду массой m (при 0 градусов Цельсия и при давлении в 1 атмосферу) передать количество теплоты Q1=λm, то ВЕСЬ ЛЕД РАСТАЕТ. А Ваш профессор может рисовать в уголке все что ему вздумается - на то он и профессор.

Во-вторых, а зачем профессору понадобился груз, лежащий на поршне? Каждому нормальному человеку известно, что давление в 1 атмосферу обеспечивает воздух, атмосфера Земли. Грузиком же создается ИЗБЫТОЧНОЕ давление в 1 атмосферу. Знаете, что такое избыточное давление и чем оно отличается от абсолютного?

В третьих. Вы совсем запутались. Дело в том, что если сжимать воду, то ее температура не понизится, а немного повысится - совсем чуть-чуть. Пропорционально уменьшению объема воды. Если сжимать лед - то же самое, температура льда тоже немного повысится. Температура водно-ледовой смеси - не изменится, но при этом часть льда (совсем мизерная) расплавится. То есть выделенное тепло будет "потрачено" на фазовый переход. Таковы реальные физические законы, законы, не выдуманные Вашим профессором.

В четвертых. График фазовых переходов лишь ПОКАЗЫВАЕТ, в каком агрегатном состоянии будет находиться вещество с химической формулой Н2О при таких-то и таких-то давлении и температуре. Если Вы наивно полагаете, что линии фазового перехода лед-вода соответствуют неким законам, аналогичным законам Шарля, Гей-Люссака и Бойля-Мариотта для газов, то тут я Вам помочь ничем не могу. Если Вы не сможете понять эту элементарную для понимания вещь сами, то тут уж Вам не поможет никто. Равно как и профессору А.И. Черноуцану.

Peterу

Вы высказали свое мнение (причем эта тема уже обсуждалась на сайте newsland.ru, возможно и вами), услышали ответ. Чего вы добиваетесь здесь? Вам нужно этот вопрос обсуждать с автором статьи или на страницах журнала Квант.

А вы пытаетесь доказать, какой вы умный. Уровень знаний ваших оппонентов показывает их работа и достижения.

Черноуцан А.И. - заместитель главного редактора журнала Квант, автор достаточно хороших книг, по которым готовятся ученики к олимпиадам различного уровня.

А кто вы, Peter?

--alsak 08:11, 19 июня 2010 (UTC) - руководитель проекта physbook.

alsak'у

То есть профессор Черноуцан - из касты неприкасаемых? И каждое его слово есть истина в последней инстанции? Про то, кто я такой, я уже сказал. Я - грамотный в техническом отношении инженер. Не переученный профессор. Кстати, в журнал Квант я послал электронное письмо по этому поводу. Очень сомневаюсь, что получу на него ответ. А еще больше сомневаюсь, что и письмо и ответ будут опубликованы в журнале Квант. Ведь там же зам главного редактора - профессор А.И.Черноуцан.

Ответ Peterу

1. Подвод теплоты при условии контакта с термостатом, поддерживающим температуру T1 = 273 К, не нарушает фазового равновесия. Можно предположить, что после 1-го шага цикла остается бесконечно малое количество нерастаявшего льда, если Вам будет так понятнее.

2. Не стоит придираться к картинкам. И, если на то пошло, то сосуды на рисунках изображены закрытые, и нигде не говорится, что внутри них атмосферное давление.

3. Я не знаю, что будет с водой или льдам, если их сжимать. Вероятно, это довольно сложный вопрос. Но еще раз повторяю, что в этой статье речь идет о сжатии равновесной системы воды и льда.

4. Судя по всему, Вы не понимаете, что такое фазовое равновесие.

--Ruslan 12:40, 19 июня 2010 (UTC)

Руслану

1. Эти досужие рассуждения про "оставшееся бесконечно малое количество нерастаявшего снега" - весьма весомый довод. Еще раз говорю. Если Вы - настоящий физик, проведите натурный эксперимент.

2. Если снаружи на поршень действует атмосферное давление, и поршень никуда не движется, то изнутри на поршень тоже действует давление, равное атмосферному. Попытайтесь сами понять, что писал сэр Исаак Ньютон триста с лишним назад. Сможете? Али помочь?

3. Если не знаете, то нечего языком молоть. Могу сказать со всей категоричностью - остывать ни лед, ни вода при сжатии не будут.

4. No comment...

Отдохнул я немного и подумал, что надо все разжевать как для троечника в пятом классе. Профессор пишет: "1. Поставим цилиндр на нагреватель (термостат), имеющий температуру T1, и передадим системе количество теплоты Q1= λm, необходимое ДЛЯ ПЛАВЛЕНИЯ ВСЕГО ЛЬДА (λ — удельная теплота плавления)." Если Вы спросите у кого угодно, он вам скажет, что когда к Вам подходит грабитель, и отнимает ВСЕ деньги, то это означает, что у Вас денег не осталось ни копейки. Если плавится ВЕСЬ ЛЕД, это означает, что льда больше не осталось. Или у Русланов все по другому?

Профессор пишет: "2. При этом поршень с грузом немного опустится (рис. 1, б), так как объем льда больше, чем объем воды . На графике в координатах р, V (рис. 2) этому процессу соответствует линия 1—2." Почему поршень опускается? Потому что объем льда больше, чем объем воды. Потому что лед растаял и превратился в лед. Ни о какой равновесной ледово-водной смеси речь не идет.

И, что самое интересное, да даже бы в емкости была ледово-водная смесь и ее стали бы сжимать - все равно ни лед, ни вода от сжатия не охлаждаются. Кстати, под коньком лед плавится... Интересно, почему?