Насчет формулы Карно - согласен с Вами, был неправ: она справедлива не только для газов, но и вообще для всех рабочих тел, большие коллективы частиц которых совершают хаотические (тепловые) движения в пространстве.
Кстати, можно (мысленно) представить себе "нано-двигатель", цилиндр которого - ну, скажем, углеродная нанотрубка (положим цилиндрическую поверхность этой трубки теплоизолирующей). С одного конца такая трубка "наглухо запаяна", запаянное "дно" контактирует с нагревтелем температуры Т1. С другого конца трубку закрывает скользящий (без трения) поршень, за поршнем поддерживают температуру Т2 < T1. Внутрь трубки помещены единичные молекулы (для простоты можно считать, что молекула в трубке всего одна). Ясно, что система из одной молекулы (да хотя бы и десяти молекул) термодинамикой не описывается (ибо для таких систем бессмысленно понятие температуры). Вопрос: может ли КПД такого "нано-двигателя" быть больше, чем (Т1-Т2)/Т1 (но, разумеется, меньше единицы)?
Что касается аналогии преобразования электрической энергии в механическую в электромоторе и химической в механическую в молекулярном моторе, из большого коллектива которых состоят мышцы, - то нет ли тут одной принципиальной разницы, и вот какой: в электромоторе такое преобразование происходит на макроскопическом уровне (энергия макроскопического электромагнитного поля передается макроскопическому ротору). В мышцах же каждый акт передачи энергии от АТФ миозину - микроскопический, а корреляция между движениями больших коллективов молекул миозина обеспечивается благодаря ориентации мышечных волокон на тканевом уровне и саркомеров на субклеточном.
Продолжая мысленный эксперимент с нанотрубками, допустим, что удалось ориентировать параллельно какому-либо направлению большие коллективы наших нанотрубок (скажем, с помощью электрического или магнитного поля, предварительно включив в нанотрубки ионы или ферромагнтиные частицы). Опять вопрос: может ли такой макроскопический двигатель из нанотрубок иметь КПД > (Т1-Т2)/Т1 (но, разумеется, меньше единицы)?
![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png)
timeasmymeasure
no subject
Date: 2010-02-04 03:43 pm (UTC)Насчет формулы Карно - согласен с Вами, был неправ: она справедлива не только для газов, но и вообще для всех рабочих тел, большие коллективы частиц которых совершают хаотические (тепловые) движения в пространстве.
Кстати, можно (мысленно) представить себе "нано-двигатель", цилиндр которого - ну, скажем, углеродная нанотрубка (положим цилиндрическую поверхность этой трубки теплоизолирующей). С одного конца такая трубка "наглухо запаяна", запаянное "дно" контактирует с нагревтелем температуры Т1. С другого конца трубку закрывает скользящий (без трения) поршень, за поршнем поддерживают температуру Т2 < T1. Внутрь трубки помещены единичные молекулы (для простоты можно считать, что молекула в трубке всего одна). Ясно, что система из одной молекулы (да хотя бы и десяти молекул) термодинамикой не описывается (ибо для таких систем бессмысленно понятие температуры). Вопрос: может ли КПД такого "нано-двигателя" быть больше, чем (Т1-Т2)/Т1 (но, разумеется, меньше единицы)?
Что касается аналогии преобразования электрической энергии в механическую в электромоторе и химической в механическую в молекулярном моторе, из большого коллектива которых состоят мышцы, - то нет ли тут одной принципиальной разницы, и вот какой: в электромоторе такое преобразование происходит на макроскопическом уровне (энергия макроскопического электромагнитного поля передается макроскопическому ротору). В мышцах же каждый акт передачи энергии от АТФ миозину - микроскопический, а корреляция между движениями больших коллективов молекул миозина обеспечивается благодаря ориентации мышечных волокон на тканевом уровне и саркомеров на субклеточном.
Продолжая мысленный эксперимент с нанотрубками, допустим, что удалось ориентировать параллельно какому-либо направлению большие коллективы наших нанотрубок (скажем, с помощью электрического или магнитного поля, предварительно включив в нанотрубки ионы или ферромагнтиные частицы). Опять вопрос: может ли такой макроскопический двигатель из нанотрубок иметь КПД > (Т1-Т2)/Т1 (но, разумеется, меньше единицы)?