Андреев Юрий Петрович - Всероссийское научное содружество

Единый всероссийский научный вестник # ІІ, 2016
может качаться. Удары внутренних молекул в
стенки маятника не могут привести его в движение, так как удары и отскоки молекул от обеих
стенок идентичны. Это замкнутая система. Но
если маятник качнуть, чтобы он коснулся одного
из упоров, то состояние маятника изменится. Маятник станет открытой системой, так как он касается упора. Характер ударов и отскоков молекул
от той части маятника, которая соприкасается с
упором, изменится. Допустим, оболочка маятника – это очень тонкая мембрана, толщиной порядка 1 нм. Молекулы, ударяющиеся в пятно контакта мембраны с упором, будут ударяться и отскакивать от упора, а не от мембраны. В результате на маятник будет действовать сила, отталкивающая маятник от упора. Например, висит небольшой электромоторчик. На оси электромоторчика грузик с дисбалансом. При его включении,
электромоторчик начинает вибрировать, оставаясь на месте. Это замкнутая система и вибрации
электромоторчика не могут привести его в движение. Но если к нему подвести упор, то это уже открытая система и он отскочит от этого упора. Поэтому маятник также отскочит от упора. При последующих соприкосновениях с упором маятник
будет упруго отскакивать и дополнительно получать импульс от внутренних молекул газа. В результате маятник с каждым соприкосновением
будет отскакивать с увеличенной скоростью.
Причём всё это будет происходить само собой,
без каких-либо следящих и регулирующих
устройств. Молекулы внутри маятника будут восстанавливать свою энергию за счёт тепла стенок
маятника. А стенки маятника будут получать
тепло от упоров, при соприкосновении с ними. А
упоры будут получать тепло от основания. А основание в свою очередь от окружающей среды. То
есть, этот маятник будет качаться за счёт тепла
99
окружающей среды. В месте подвеса маятника
можно установить шкив с храповиком и собачкой. Собачку также установить на подвесе маятника. На шкив закрепить ниточку с блошкой, как
у вертушки Фейнмана. В результате при колебаниях маятника шкив будет вращаться, наматывая
ниточку и всё таки поднимая блошку.
Если под колпаком не будет вакуума, то маятник не будет колебаться бесконечно. В пятно
контакта мембраны с упором внешние молекулы
не будут ударяться и создавать давление на мембрану в этом месте. В результате давление с противоположной стороны будет больше, так как молекулы с этой стороны ударяются по всей площади мембраны. И это компенсирует силу от
внутренних молекул, которые ударяются в пятно
контакта мембраны с упором, как в случае с вакуумом. При ударе маятника в упор, он отскочит. Но
колебания маятника при этом будут затухающими, так как маятник не будет получать импульс
от внутренних молекул.
Все варианты предложенных «вечных»
двигателей очень просты. В них нет никаких следящих или регулирующих устройств, которые
могли бы свести на нет их работоспособность. То
есть, нет никаких законов, препятствующих работе этих двигателей только за счёт тепла окружающей среды. Если не считать второе начало термодинамики, являющееся постулатом, и по выражению Канта: «данный a priori, практический императив, неспособный дать никакого объяснения,
а также и доказательства своей возможности».
Литература:
1.
http://publ.lib.ru/ARCHIVES/V/''V
_mire_nauki''/_''V_mire_nauki''.html#1988
2. Сивухин В.Д. Общий курс физики. Т.2
ФИЗМАТЛИТ. 2005 г.
Андреев Юрий Петрович
ДЕЙСТВУЮЩИЙ АНАЛОГ ДЕМОНА МАКСВЕЛЛА.
Независимый исследователь
пгт. Куминский
АННОТАЦИЯ.
Все знают демона Максвелла, который
пропускал "горячие" молекулы из одной части сосуда и "холодные" молекулы из другой части. В
результате в одной части сосуда газ нагревался, а
в другой охлаждался, что нарушало второе начало
термодинамики. Но до сих пор не удалось создать
действующий аналог этого демона. Японцы создали аналог демона, но только для наночастиц.
Для слежения для положением частицы они использовали электронный микроскоп. Это очень
сложная конструкция. Но в данной статье будет
описан действующий аналог демона Максвелла.
Причём этот демон работает с молекулами газа. И
к тому же этот аналог очень прост по конструкции
и сделать его в современных условиях не составляет большого труда.
Ключевые слова: второе начало термодинамики, демон Максвелла, вечный двигатель второго рода.
100
Единый всероссийский научный вестник #ІІ, 2016
Демон Максвелла пропускал молекулы,
сортируя их по скорости. Но это достаточно сложная задача. Но упростим задачу для демона. Пусть
демон просто пропускает молекулы с одной части
сосуда в другую, не обращая внимания на их различия по скорости. С другой части сосуда демон
молекулы не пропускает. К дверце подлетает молекула - демон открывает её и пропускает молекулу. Подлетает молекула к дверце с другой сто-
роны - демон её не пропускает. В результате молекулы будут пролетать через перегородку с одной части сосуда в другую. Давление в одной части сосуда уменьшается, а в другой части сосуда
повышается. И этот градиент давлений будет постоянно. Соответственно, его можно использовать для производства полезной работы. Для лучшего понимания цитата из "Общего курса физики" Сивухина Д.В.
Согласно МКТ газов давление на любую
поверхность оказывают удары множества молекул. Допустим, демоны существуют и есть перегородка, в которой находятся отверстия с демонами. Пока демоны не работают, то давления на
обе стороны перегородки равны.
Демоны заработали. И эти демоны пропускают молекулы с левой стороны перегородки и не
пропускают с правой стороны. В результате часть
молекул, которые летят слева в сторону перегородки, в неё не ударяются и пролетают на другую
сторону. То есть, эти молекулы не оказывают давление на перегородку слева и поэтому давление
газа с этой стороны на перегородку становиться
меньше. С правой стороны все молекулы, летящие к перегородке, ударяются и отскакивают от
неё. То есть, давление с правой стороны не изменяется. А так как давление слева уменьшилось, то
на перегородку действует сила давления газа
справа.
Допустим, имеется сосуд, на противоположных стенках которого находятся демоны. Демоны на левой стенке пропускают молекулы
внутрь сосуда. Демоны на правой стенке пропускают молекулы из сосуда наружу. Предположим,
что одновременно демон слева пропускает молекулу внутрь, а демон на правой стенке выпускает
молекулу из сосуда. Эти две молекулы можно
представить одной молекулой, которая пролетела
через сосуд насквозь. То есть, эта молекула не
оказала на сосуд никакого действия. Поэтому давление газа на левую стенку меньше, чем на правую. На сосуд действует сила, действующая
справа налево.
Допустим, у перегородки слева и справа
находятся наблюдатели, которые могут фиксировать количество молекул, летящих к перегородке
и от неё. Фиксация происходит на длине свободного пробега молекул, когда молекула после последнего столкновения с молекулой, движется к
перегородке. И эта молекула может удариться в
стенку и отскочить. Или пролететь на противоположную сторону, если демон её пропустит. Когда
демоны не работают, то количество молекул летящих к перегородке равно количеству молекул, летящих от неё.
Единый всероссийский научный вестник # ІІ, 2016
Демоны заработали. Часть молекул слева
демоны пропускают через перегородку. В результате наблюдатель слева зафиксирует факт, что к
перегородке летит молекул больше, чем от неё,
так как часть молекул демоны пропускают на противоположную сторону. Наблюдатель справа зафиксирует, что от перегородки летит молекул
больше, чем к ней, так как к молекулам, которые
ударяются и отскакивают, добавляются молекулы, пропущенные демонами слева. Что увели-
101
чивает количество молекул летящих от перегородки. Если давления и температуры в обоих частях равны, то оба эффузионных потока равны. То
есть, через перегородку в обе стороны пролетает
равное количество молекул и в результате можно
считать, что через перегородку молекулы как бы
не пролетают. Пролетающую молекулу слева и
пролетающую молекулу справа можно представить в виде двух молекул, которые как бы ударились в перегородку и отскочили. Рис. 1.
Рис. 1.
Если давление со стороны А повыситься,
то количество молекул, пролетающих через перегородку из А в В увеличиться. Количество молекул, пролетающих из Б в А останется без изменений, так как давление с этой стороны не изменилось. Что бы зафиксировали наблюдатели с обоих
сторон перегородки? Со стороны А наблюдатель
зафиксировал бы, что к перегородке летит молекул больше, чем от неё, так как часть молекул
пролетает на другую сторону. Со стороны В
наблюдатель зафиксировал бы, что от перегородки летит молекул больше, чем к ней, так как
появляются молекулы, пролетевшие из А в Б. То
есть, результат аналогичный тому, как если бы в
перегородке были демоны, пропускающие молекулы из А в В.
Но если перегородка находится в свободной газовой среде, то повысить давление с одной
стороны мембраны невозможно. Поэтому, для
того, чтобы можно было повысить давление с одной из сторон перегородки, можно поступить следующим образом. См. рис. 2.
Рис. 2.
1 - сосуд. 2 - стенка, разделяющая сосуд на две части Г и Д. 3 - мембрана с микроскопическими
отверстиями. 4 - вакуумный насос. Это и есть действующий аналог демонов Максвелла. Как он работает?
Мембрана имеет толщину в десятки раз
меньше длины свободного пробег молекул. Размер отверстий также в десятки раз меньше длины
свободного пробега молекул. Данный аналог
находится в разрежённой газовой среде. Первоначально давление снаружи и внутри обоих частей
сосуда равны. Эффузионные потоки через обе
мембраны равны, как описано у Сивухина. То
есть, количество молекул, летящих к мембране,
102
Единый всероссийский научный вестник #ІІ, 2016
равно количеству молекул, летящих от мембраны.
Это касается обеих мембран. То есть, демоны
пока как бы не работают.
Так как сосуд находиться в разреженно
газе, то давление газа очень небольшое. Включается вакуумный насос 4, который откачивает газ
из части Г в Д. В результате давление газа в части
Г становиться меньше, чем снаружи сосуда. При
этом количество молекул, влетающих в сосуд
остаётся неизменным, так как давление снаружи
не изменилось. Но так как давление в Г уменьшилось. то количество молекул, вылетающих из Г
наружу, уменьшается. То есть, эффузионный поток молекул из сосуда наружу меньше, чем снаружи в сосуд. Всё, как у Сивухина. Наблюдатель,
находящийся у этой мембраны снаружи зафиксирует, что количество молекул, летящих к мембране, больше, чем летящих от мембраны. Откачанный газ поступает в часть Д сосуда. В результате давление в части Д сосуда становится
больше, чем снаружи. Так как давление в части Д
сосуда стало больше, то количество молекул, вылетающих из Д наружу увеличивается. Но количество молекул влетающих снаружи в Д осталось
без изменений. Эффузионный поток молекул,
больше из части Д сосуда наружу, чем снаружи в
часть Д сосуда. Наблюдатель снаружи у нижней
мембраны зафиксирует, что больше молекул летит от мембраны, чем к ней.
То есть, имеем результат аналогичный
тому, как у перегородки или у сосуда, если бы там
были работающие демоны. И если бы наблюдатели находились у сосуда с мифическими демона
и у сосуда с мембранами, то они бы не смогли отличить, где демоны, а где их аналог. А так как мифические демоны уменьшают давление внешнего
газа на перегородку, то аналогично на сосуд с
мембранами снизу будет действовать некоторая
сила. А если есть некоторая сила, то она может
быть использована для производства полезной работы. Вот пример такого вечного двигателя. См.
рис. 3.
Рис. 3.
1 - сосуд, который может двигаться влево-вправо. 2 - поршень, также играющий роль стенки, разделяющей сосуд на две части Г и Д. Также поршень играет роль вакуумного насоса. 3 - мембраны. 5
- маховик. Когда сосуд неподвижен, то давления снаружи и внутри равны. на сосуд не действует
никакая сила.
Так как первоначально давление внутри и
снаружи сосуда равные, то двигатель не работает.
Для создания разности давлений, сосуду придаётся движение влево от какой-то внешней силы.
Примерно также с помощью стартёра придаётся
первоначальное вращение коленвала ДВС. В части Г давление понижается и больше молекул влетает через мембрану в часть Г сосуда. В части Д
давление повышается и больше молекул вылетает
из части Д сосуда наружу. В результате на сосуд
действует некоторая "демоническая"сила Fд. Но
на сосуд также действуют силы внешнего давления F, которые противодействуют силе Fд. Условием работы такого двигателя является Fд > F.
Уменьшая разность давлений мы уменьшаем противодействующую силу F. При этом также уменьшается и сила Fд. Но, увеличивая площадь мембраны и количество отверстий, в ней, мы увеличиваем количество молекул, пролетающих через
сосуд. В результате сила Fд увеличивается. таким
образом, подбирая площадь мембраны и количество отверстий в ней, мы может выполнить условие работы двигателя Fд > F. Поэтому после первоначального толчка сосуд будет самостоятельно
двигаться до левой "мёртвой" точки влево. Затем
маховик, за счёт накопленной энергии, создаст
толчок сосуду вправо. В результате сосуд после
этого толчка начнёт самостоятельно двигаться
вправо. И так до бесконечности.
За счёт какой энергии будет работать данный двигатель? Как было написано выше, аналог
демона уменьшает давление наружного газа с одной из сторон. Что аналогично поршню в цилиндре, в котором находится область пониженного
давления Е. Цилиндр находится в газовой среде.
Рис. 4.
Единый всероссийский научный вестник # ІІ, 2016
103
Рис. 4.
В результате повышенное, относительно
давления внутри цилиндра, давление с противоположной стороны двигает поршень, расширяясь
и охлаждаясь при этом. То есть, передвижение
поршня происходит за счёт охлаждения внешнего
газа. Аналогично и с данным двигателем. Как выяснили выше, аналог демона понижает давление с
одной из сторон сосуда. То есть, такой сосуд аналогичен поршню на рис. 4, у которого с одной стороны давление пониженное. Поэтому сосуд двигателя также двигается за счёт охлаждения внешнего газа у одной из мембран, в зависимости от
направления движения сосуда.
Всё это касается разреженного газа. Длина
свободного пробега молекул воздуха при атмосферном давлении примерно 70 нм. Сейчас уже
возможно изготовление мембран толщиной в 1
атом [2]. То есть, толщина мембраны в сотни раз
меньше длина свободного пробега молекул. И
если размер отверстий в мембране будет 1 нм, то
этот размер также примерно в десятки раз меньше
длины свободного пробега молекул. Поэтому этот
аналог демонов Максвелла будет работать и при
нормальном, атмосферном давлении.
Литература:
1. Сивухин Д. В. Общий курс физики. Т. 2.
ФИЗМАТЛИТ. 2005 г.
2. http://www.membrana.ru/particle/12885
УДК 796.015
1Афоньшин
В.Е., 2Попечителев Е.П.
БИОТЕХНИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ТРЕНИРОВКИ ДВИГАТЕЛЬНЫХ НАВЫКОВ
ООО «ЛЭМА», Йошкар-Ола, Россия (424007, Россия, г. Йошкар-Ола, ул. Прохорова 28),
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет (СПбГЭТУ),
Санкт-Петербург, Россия
2
Saint Petersburg Electrotechnical University “LETI”, Saint Petersburg, Russia
1
2
Afonshin V.Е., 2Popechitelev Е.P.
BIOTECHNICAL COMPLEX FOR TRAINING MOVEMENT SKILLS
1
LLC LEMA, Yoshkar-Ola, Russia
В статье описан вариант биотехнического
комплекса, предназначенного для подготовки
спортсменов игровых видов спорта. Его отличительной особенностью является построение полимедийной внешней среды, которая связана с тренирующимся спортсменом через канал активной
биологической обратной связи (АБОС). Такая
связь позволяет контролировать в реальном масштабе времени физиологическое состояние
спортсмена и управлять параметрами тренировочных заданий, которые формируются при помощи оптической кодировки тренировочного
пространства.
Ключевые слова: биотехнический комплекс, полимедийные средства, оптическая коди-
ровка тренировочного пространства, тренировочный процесс, активная биологическая обратная
связь, интерактивные биотехнические технологии.
The version of the biotechnical complex for
training team sport athletes is described in the article.
Its characteristic feature is the creation of the multimedia external environment, which is related to the
trainees through the active athlete biofeedback channel (ABFC). Such a connection provides the opportunity to monitor the athlete’s physiological condition
in real time and to control the training parameters being generated by means of training area optic coding.
Keywords: Biotechnical Complex, multimedia
facilities, training field optic coding, training process,