Загадки природы.

[КриоГен]

Elf, я понимаю о чём речь.
Лёд имеет существенно больший объём, чем исходная вода.
При том, что мы ещё и отбираем энергию при охлаждении, а получаем работу.
Но стоит считать только замкнутые циклы, то есть вода->лёд->вода.

И на замкнутом цикле никакого избытка, по сравнению с затратами, не получится.
Хоть мне сейчас и не видно где придётся затратить дополнительную энергию.
Я попробую изучить этот вопрос.
А уверенность моя основана на том, что это работа электростатических сил.
И если эти силы совершили работу, то потом потребуется совершить над телом такую же работу, чтобы вернуть тело в исходное состояние.

[Elf]

А уверенность моя основана на том, что это работа электростатических сил.

А я к этому пришел как раз потому, что нашел нестыковки в современной физике. Здесь нет ошибки. Дело в том, что здесь работу будет выполнять коэффициент расширения пространства, при обратном фазовом переходе.
Современная физика и механика научилась использовать энергию фазового перехода только в одну сторону, когда пространство кратно увеличивается при повышении температуры. А вот увеличение пространства при понижении температуры подчиняется совсем другим законам!

[Levis]

Одно мне пока не понятно.

Расширение льда разовый процесс и разовая работа, а как будет обеспечена цикличность?

Или она не нужна? А как тогда это всё работает и даёт энергию постоянно?

[Elf]

Греешь, а потом остужаешь. Заморозить ведро воды нужно много времени, но применяя разные технические хитрости цикл можно максимально сократить (например: медные радиаторы).
Длительный цикл не так важен. Важно то, что за цикл можно получить тысячекратную прибавку энергии (на пределах возможностей сопромата).

[Levis]

Ладно, я истчё подумаю...

P.S. Спасибо за идею.

[Elf]

А вот растопить лед можно очень быстро. Внутри ёмкости помещаешь металлическую сетку (равномерно распределяя по всему объему жидкости). И греешь электоромагнитным импульсом. Только вот заморозка все равно долгий процесс.

[КриоГен]

1м^3 воды, 999.8кг при 0°С
Поршень, площадь 1м^2
Плотность льда при 0-(-5)°С 916.2-917.5кг/м^3
Теплоемкость льда при 0-(-5)°С 2050-2027 Дж/(кг·град).
Теплоёмкость воды при 0°С 4217 Дж/(кг·град).
При давлении 10МПа температура замерзания падает до -0,74 °С


Считаем.

Как только вода начинает замерзать, давление растёт очень быстро и начинает
двигать поршень. Мы положим на поршень груз, чтобы поддерживать давление 10МПа.
При таком давлении вода замерзает при -0.74°С.
Пусть у нас удобная окружающая среда и температура воздуха уже чуть ниже
и мы просто даём воде замёрзнуть.

999.8кг льда занимает 1.091м^3
Поршень сдвигается на 9см.
Работа поршня: 0.091м * 10,000,000Н/м^2 * 1м^2 = 910,000Н*м
Теперь мы давление снимаем и лёд надо нагреть на 0.74°С, прежде чем он начнёт таять.
2050Дж/(кг·град) * 999.8кг * 0.74°С = 1,516,696Дж = 1,516,696Н*м

Короче, от поршня мы получили работу 910,000Н*м.
На нагрев льда до температуры плавления потратили 1,516,696Н*м.
А его ещё нужно расплавить.

Никакого избытка тут не видно.

[Elf]

Ты что-то не то считаешь.
Груз какой вес должен иметь, чтобы создавать 10 мпа? Не одну тонну же?
На онлайн колькуляторе подсчитал, чтобы получить 10 мпа, на 1 квюм, надо иметь вес в 1000 тонн.
Так что, умножь свои расчеты на 1000!
Или я ошибаюсь?
https://planetcalc.ru/1883/

[КриоГен]

Да нет, я именно то и посчитал.
1 метр превращается в 1.09. Это 9%
Конечно, поршень можно сделать с меньшей площадью, но тогда сила, которая равна площадь*давление будет меньше.
Ход поршня больше, а сила меньше.
А произведение силы на ход, которое и есть работа, останется неизменным.

[КриоГен]

Груз = давление * площадь поршня.
Для удобства я взял площадь поршня 1м^2
Груз 10,000,000Н/м^2 * 1м^2 = 10,000,000Н примерно 1,020,408 кг при земном тяготении.

[Elf]

Надо же, какой облом!

[КриоГен]

Бывает...

[Elf]

999.8кг льда занимает 1.091м^3
Поршень сдвигается на 9см.
Работа поршня: 0.091м * 10,000,000Н/м^2 * 1м^2 = 910,000Н*м
Теперь мы давление снимаем и лёд надо нагреть на 0.74°С, прежде чем он начнёт таять.
2050Дж/(кг·град) * 999.8кг * 0.74°С = 1,516,696Дж = 1,516,696Н*м

Короче, от поршня мы получили работу 910,000Н*м.
На нагрев льда до температуры плавления потратили 1,516,696Н*м.
А его ещё нужно расплавить.

Магия чисел гипнотизирует. Особенно когда ты ничего не понимаешь! (последний раз формулами физики пользовался 43 года назад).
Однако я не гипнабельный. Подумал малость и решил попросить тебя пересчитать свои выкладки по нижеследующим значениям (конечно, если тебя не затруднит).
Одним и тем же домкратом можно поднять пушинку, можно поднять 100 тонный краз. И там и тут будет совершена работа, только КПД ...

Диаметр поршня, мм
250
Диаметр штока, мм
100

Давление, МПа
20,3822

Результаты расчета
Выдвижения, кН
1000.00

Выдвижения, т
100.00

Мне кажется, или вправду другие цифры должны получиться?
Расчеты взяты отсюда: https://hydrocube.ru/kalkulyator-rasche ... tsilindra/

[КриоГен]

Диаметр поршня, мм -250
Диаметр штока, мм-140

Давление, МПа-19

Результаты расчета-
Выдвижения, кН- 932.19
Выдвижения, т- 93.22

Надо искать температуру замерзания для давления 19 МПа а также плотность и теплоёмкость льда при этой температуре.

Но могу быстро показать что считает твой калькулятор.
Да, я запятую применяю для разделения троек цифр, не путать с десятичной точкой.

Сила = Площадь поршня * Давление
Площадь окружности = Пи * Радиус^2
Радиус = Диаметр / 2
Подставляем: Сила = Пи * (Диаметр / 2)^2 * Давление
Подставляем твои значения: 932,190Н = 3.14159 * (0.25м /2)^2 * 19,000,000Па
Я только что пересчитал выражение 3.14159 * (0.25м /2)^2 * 19,000,000Па и получил результат 932,659Н или 932.659кН
Ну а у них не 932.66кН, а 932.19кН.
Видимо, они берут Пи точнее, чем я взял.
Площадь поршня по этим данным 3.14159 * (0.25м /2)^2 = 0,04908734375м^2
Сила = Площадь поршня * Давление = 0,04908734375 * 19,000,000 = 932,659Н = 932кН

А в том, что я считал на своём примере, была задана площадь поршня 1м^2.
Сила = Площадь поршня * Давление = 1м^2 * 10,000,000 = 10,000,000Н = 10 000кН
Выдвижение поршня было 0.091м
Работа = Сила * Выдвижение = 0.091м * 10,000,000Н = 910,000Н*м = 910кН*м

[КриоГен]

Диаметр поршня, мм
250
Диаметр штока, мм
100

Давление, МПа
20,3822

Результаты расчета
Выдвижения, кН
1000.00

Выдвижения, т
100.00

Ты изменил данные, пока я считал.
3.14159 * (0.25м / 2) ^2 * 20,382,200Па = 1,000,508 Н = 1,000 кН

[Elf]

Точность вычислений тут не суть важна.
Я о другом спрашиваю, поднять 100 тон на 10 см можно с метровым диаметром и потом греть тонну воды, но ту же работу можно выполнить (100 тонн поднять на 10 см) и поршнем на 10 см* и растапливать 10 литров воды.
То есть, кпд увеличится даже не в 100, а 200 раз (относительно твоих вычислений), или мне показалось?

[КриоГен]

Точность вычислений тут не суть важна.
Я о другом спрашиваю, поднять 100 тон на 10 см можно с метровым диаметром и потом греть тонну воды, но ту же работу можно выполнить (100 тонн поднять на 10 см) и поршнем на 10 см* и растапливать 10 литров воды.
То есть, кпд увеличится даже не в 100, а 200 раз, или мне показалось?

Нет. Сейчас покажу.
Давай зафиксируем массу воды X, и посмотрим какую работу она сможет выпонить.

Пусть площадь поршня S, давление P.
X / плотность воды = объём воды.
объём воды / S = глубина под поршнем для воды
X / плотность льда = объём льда.
объём льда / S = глубина под поршнем для льда
движение поршня при замерзании = глубина под поршнем для льда - глубина под поршнем для воды
движение поршня при замерзании = (X / плотность льда - X / плотность воды) / S
сила на поршне = P * S
работа = движение поршня при замерзании * сила на поршне
работа = (X / плотность льда - X / плотность воды) / S * P * S
S сокращается, работа не зависит от площади поршня.
работа = (X / плотность льда - X / плотность воды) * P
Работа зависит от массы воды X, плотностей и давления.
При заданном давлении, работа зависит от массы воды.
Но от давления зависит и температура замерзания, и кол-во энергии, которую надо потратить, чтобы потом лёд нагреть до 0.

[Elf]

Работа зависит от массы воды X, плотностей и давления.

Позволь не согласиться.
В данном случае работа равна высоте поднятого груза.
На ту же высоту можно поднять используя тонну воды, или же 10 литров. Я об этом говорю.
Теперь пересчитай, сколько нужно энергии, чтобы растопить 10 литров, или тонну!
Работа выполнена та же, но КПД 100 кратно отличается.

[КриоГен]

Работа зависит от массы воды X, плотностей и давления.

Позволь не согласиться.
В данном случае работа равна высоте поднятого груза.

Я привёл формулы.
работа = движение поршня * сила на поршне
Работа это сила умножить на перемещение.

[Elf]

Видимо мы говорим на разных языках.

Поршень сдвигается на 9см.
Работа поршня: 0.091м * 10,000,000Н/м^2 * 1м^2 = 910,000Н*м
Теперь мы давление снимаем и лёд надо нагреть на 0.74°С, прежде чем он начнёт таять.
2050Дж/(кг·град) * 999.8кг * 0.74°С = 1,516,696Дж = 1,516,696Н*м

Вместо 999.8кг надо вставить 9.8 кг.
Что в результате получится?
А получится, что работа льда равна 910.000Н*м
А на нагрев воды потребуется 15.166Н*м
Это я так, на вскидку.