Трение, испускание волн и второе начало термодинамики

мошенничество от науки, глобальные ошибки химиков и хемио-кунсткамера
Ответить
Аватара пользователя
Vit Nhoc
Сообщения: 655
Зарегистрирован: Сб июн 06, 2015 12:28 pm

Трение, испускание волн и второе начало термодинамики

Сообщение Vit Nhoc » Пн окт 08, 2018 2:53 pm

Мы привыкли, что в нашем мире любое движение сопровождается трением. В астрономических масштабах как бы этого трения нет: принято считать, что планеты вращаются вокруг звёзд без трения. Но ведь абсолютного вакуума не бывает, плюс фотоны обладают эффектом давления, значит и планеты теоретически рано или поздно упадут в звёзды. Никто не пробовал посчитать, когда это произойдёт? Очевидно это произойдёт гораздо позднее сгорания горючего в звёздах.
Теперь перейдём к микромиру. Давно придумана аналогия между атомом и солнечной системой, и во многих случаях она вполне хорошо описывает реальные процессы в микромире (собственно вся молекулярная динамика, как я понимаю, построена на этой модели). А если электроны как бы движутся вокруг ядер без трения, значит это служит фундаментальным доказательством, что деление элементарных частиц на меньшие части невозможно? Я имею в виду, что когда мы видим трение, например, между ладонью и воздухом, мы понимаем что оно обусловлено переходом упорядоченной кинетической энергии ладони в неупорядоченную кинетическую энергию молекул воздуха, т.е. это трение обусловлено существованием маленьких молекул воздуха со своей динамикой.
С другой стороны, ведь любая молекула в вакууме излучает электромагнитные волны? Извиняюсь если выгляжу профаном, но, как я понимаю, любое вещество, если его поместить в абсолютный вакуум, охлаждается до 0K за счёт испускания ЭМ излучения. А можно ли провести параллель между этим испусканием волн и трением?
Поскольку трение – следствие второго начала термодинамики, можно ли предположить, что испускание электромагнитных волн тоже есть следствие второго начала термодинамики?

Аватара пользователя
avor
Сообщения: 11505
Зарегистрирован: Пн янв 24, 2005 1:13 pm

Re: Трение, испускание волн и второе начало термодинамики

Сообщение avor » Пн окт 08, 2018 4:29 pm

---С другой стороны, ведь любая молекула в вакууме излучает электромагнитные волны?
Не! Очень далеко не любая.

Аватара пользователя
bigM
Сообщения: 1553
Зарегистрирован: Ср фев 15, 2017 2:05 am

Re: Трение, испускание волн и второе начало термодинамики

Сообщение bigM » Пн окт 08, 2018 6:45 pm

Vit Nhoc писал(а):
Пн окт 08, 2018 2:53 pm
Мы привыкли, что в нашем мире любое движение сопровождается трением. В астрономических масштабах как бы этого трения нет... но, как я понимаю, любое вещество, если его поместить в абсолютный вакуум, охлаждается до 0K за счёт испускания ЭМ излучения. А можно ли провести параллель между этим испусканием волн и трением?
классический пример падение кванта в черную дыру (это в помощь)
Не красота спасёт мир, а транквилизаторы.

Аватара пользователя
antabu
Сообщения: 3197
Зарегистрирован: Пн май 25, 2009 7:00 pm

Re: Трение, испускание волн и второе начало термодинамики

Сообщение antabu » Вт окт 09, 2018 6:50 am

Луна теряет кинетическую энергию на трение в земных приливах. Но, при этом, она не приближается к Земле, а удаляется, вот в чём парадокс.
Мой Карфаген обязан быть разрушен.
Новодворская.

Аватара пользователя
Гесс
Сообщения: 11603
Зарегистрирован: Ср фев 15, 2012 11:19 pm

Re: Трение, испускание волн и второе начало термодинамики

Сообщение Гесс » Вт окт 09, 2018 8:57 am

antabu писал(а):
Вт окт 09, 2018 6:50 am
Луна теряет кинетическую энергию на трение в земных приливах. Но, при этом, она не приближается к Земле, а удаляется, вот в чём парадокс.
Не очень парадокс.
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1 ... 0%B8%D0%B5

Аватара пользователя
madschumacher
Сообщения: 764
Зарегистрирован: Ср авг 05, 2015 4:30 pm

Re: Трение, испускание волн и второе начало термодинамики

Сообщение madschumacher » Вт окт 09, 2018 11:19 am

Vit Nhoc писал(а):
Пн окт 08, 2018 2:53 pm
А можно ли провести параллель между этим испусканием волн и трением?
Можно.
Vit Nhoc писал(а):
Пн окт 08, 2018 2:53 pm
Поскольку трение – следствие второго начала термодинамики,
Нет, не следствие. Например, лучистое трение (из-за которого классический электрон бы упал на классическое ядро) является тупо следствием уравнений Максвелла.
Vit Nhoc писал(а):
Пн окт 08, 2018 2:53 pm
можно ли предположить, что испускание электромагнитных волн тоже есть следствие второго начала термодинамики?
нет, нельзя. Термодинамика -- это наука о достаточно однородных системах с большим количеством степеней свободы. Она не универсальна и далеко не ко всему применима. В частности, трение руки о воздух при высоких скоростях (когда это ощущается) -- существенно неравновесный и нелинейный процесс, и даже линейная неравновесная термодинамика не может его корректно описать.
И да узрел Охламон, что сие есть круть несусветная!

Аватара пользователя
Vit Nhoc
Сообщения: 655
Зарегистрирован: Сб июн 06, 2015 12:28 pm

Re: Трение, испускание волн и второе начало термодинамики

Сообщение Vit Nhoc » Вт окт 09, 2018 12:41 pm

Нет, не следствие. Например, лучистое трение (из-за которого классический электрон бы упал на классическое ядро) является тупо следствием уравнений Максвелла.
Я извиняюсь за своё профанство, но что если предположить, что уравнения Максвела - это на фундаментальном уровне что-то вроде уравнения теплопроводности (или как оно называется, которое описывает выравнивание тепла в системе)?

Аватара пользователя
madschumacher
Сообщения: 764
Зарегистрирован: Ср авг 05, 2015 4:30 pm

Re: Трение, испускание волн и второе начало термодинамики

Сообщение madschumacher » Вт окт 09, 2018 12:53 pm

Vit Nhoc писал(а):
Вт окт 09, 2018 12:41 pm
Я извиняюсь за своё профанство, но что если предположить, что уравнения Максвела - это на фундаментальном уровне что-то вроде уравнения теплопроводности (или как оно называется, которое описывает выравнивание тепла в системе)?
Даже временное уравнение Шрёдингера -- это уравнение теплопроводности, т.е. УрЧП 2-го порядка вида:
Изображение
Уравнения Максвелла существенно сложнее, а лучистое трение -- это вообще Максвелл + Ньютон.
Только вот к трению, которое чаще всего просто связано с простой добавкой к уравнению Ньютона:
Изображение
уравнение теплопроводности не имеет отношения.
И да узрел Охламон, что сие есть круть несусветная!

Аватара пользователя
Vit Nhoc
Сообщения: 655
Зарегистрирован: Сб июн 06, 2015 12:28 pm

Re: Трение, испускание волн и второе начало термодинамики

Сообщение Vit Nhoc » Вт окт 09, 2018 4:02 pm

Предлагаю всем почитать Фейнмана:

http://www.all-fizika.com/article/index ... rticle=444

http://www.all-fizika.com/article/index ... rticle=445

http://www.all-fizika.com/article/index ... rticle=446

Трение - это именно следствие второго начала термодинамики. Когда бильярдные шары, катясь по полу, постепенно теряют свою скорость, это значит что кинетическая энергия шаров переходит в тепловую энергию атомов и молекул шаров, воздуха и пола .Т.е. упорядоченная кинетическая энергия шаров переходит в неупорядоченную кинетическую энергию атомов и молекул - другими словами, возрастает "уровень хаоса", возрастает энтропия.
Если бы шары двигались в вакууме и были бы идеально упругими, они бы двигались по полю бесконечно долго. Мы конечно понимаем что так двигаться они ни могут; но когда мы моделируем движение молекул в жидкости (молекулярная динамика), которое принципиально не отличается от движения бильярдных шаров, мы полагаем что оно абсолютно упруго и может продолжаться бесконечно долго. Мне не совсем понятно как тут правильно учитывать "лучистое трение", если такой термин вообще существует.
Основные законы физики обратимы во времени: это можно сказать и про законы Ньютона, и про уравнение Шредингера. Необратимость возникает там, где примешивается второе начало термодинамики. Уравнение теплопроводности нельзя обратить во времени, в отличие от уравнения Шредингера.
Если я правильно понимаю, уравнения Максвелла тоже необратимы во времени?

Аватара пользователя
madschumacher
Сообщения: 764
Зарегистрирован: Ср авг 05, 2015 4:30 pm

Re: Трение, испускание волн и второе начало термодинамики

Сообщение madschumacher » Вт окт 09, 2018 4:30 pm

Vit Nhoc писал(а):
Вт окт 09, 2018 4:02 pm
Трение - это именно следствие второго начала термодинамики.
Блин, это так только в достаточно ограниченном круге явлений. Просто потому что второе начало ТД не в каждой бочке затычка: оно формулируется вообще только для изолированных термодинамических систем!
Vit Nhoc писал(а):
Вт окт 09, 2018 4:02 pm
Мне не совсем понятно как тут правильно учитывать "лучистое трение", если такой термин вообще существует.
Загуглить не пробовали?
Vit Nhoc писал(а):
Вт окт 09, 2018 4:02 pm
Необратимость возникает там, где примешивается второе начало термодинамики.
Да никуда оно не примешивается. Диссипация энергии -- это достаточно сложная вещь, энтропия там действительно часто используется в описании, и она вполне может возрастать, но не в таком банальном смысле, как во втором начале Т.Д.
Vit Nhoc писал(а):
Вт окт 09, 2018 4:02 pm
Уравнение теплопроводности нельзя обратить во времени, в отличие от уравнения Шредингера.
Ну блин, я же сказал, что У.Ш. это и есть уравнение теплопроводности. А и Б сопоставить так сложно?
(уравнение теплопроводности обратимо во времени)
Vit Nhoc писал(а):
Вт окт 09, 2018 4:02 pm
Если я правильно понимаю, уравнения Максвелла тоже необратимы во времени?
Обратимы.
И да узрел Охламон, что сие есть круть несусветная!

Аватара пользователя
Vit Nhoc
Сообщения: 655
Зарегистрирован: Сб июн 06, 2015 12:28 pm

Re: Трение, испускание волн и второе начало термодинамики

Сообщение Vit Nhoc » Вт окт 09, 2018 4:50 pm

уравнение теплопроводности обратимо во времени
Вы тут явно что-то путаете. Процитирую Чёрного Властелина Мунина:
А что за симметричные законы физики (относительно времени)? Возьмём, допустим, уравнение Шредингера. Там стоит производная по времени (первая). И где тут симметричность?
Если заменить $t\to-t,\quad\mathit{\Psi}\to\mathit{\Psi}^*,$ то ничего не изменится. Аналогично, скажем, в электродинамике надо $\mathbf{E}\to\mathbf{E},\quad\mathbf{B}\to-\mathbf{B}$ (и скорости зарядов развернуть). А вот с уравнением теплопроводности такой фокус не проходит.
https://dxdy.ru/post763984.html

Аватара пользователя
madschumacher
Сообщения: 764
Зарегистрирован: Ср авг 05, 2015 4:30 pm

Re: Трение, испускание волн и второе начало термодинамики

Сообщение madschumacher » Вт окт 09, 2018 5:09 pm

Vit Nhoc писал(а):
Вт окт 09, 2018 4:50 pm
Вы тут явно что-то путаете. Процитирую Чёрного Властелина Мунина:
Обратимость, емнип, имеет другой смысл, чем симметричность во времени. Симметрия -- это то, что при замене t -> -t уравнения останутся теми же. А обратимость означает, что мы можем "развернуть" уравнение и найти решения до начального момента. Дык вот, зная нынешнее состояния, можно найти предыдущие решения всех указанных видов уравнений.
И да узрел Охламон, что сие есть круть несусветная!

Аватара пользователя
Vit Nhoc
Сообщения: 655
Зарегистрирован: Сб июн 06, 2015 12:28 pm

Re: Трение, испускание волн и второе начало термодинамики

Сообщение Vit Nhoc » Чт окт 11, 2018 2:28 pm

Я попробую ещё раз сформулировать свой вопрос (или идею вопроса).
Когда мы наблюдаем, например, трение между колёсами автомобиля и дорогой, это служит неким фундаментальным доказательством делимости вещества колёс и дороги. А может ли радиационное трение служить аналогичным доказательством делимости элементарных частиц?
Ну то есть я предлагаю примерно такое, конечно крайне искажённое, объяснение: когда электроны движутся в молекулах, “упорядоченная кинетическая энергия” электронов переходит в “неупорядоченную кинетическую энергию”, ну скажем кварков, а дальше уже происходит излучение (аналогично кинетической энергии бильярдных шаров).
Вопрос можно сформулировать ещё так: когда у нас есть кусок вещества с определённой температурой, из каких составляющих состоит тепловая энергия этого вещества, и насколько можно её посчитать сугубо теоретическими методами (по третьему началу)?
Эта тепловая энергия включает в себя кинетическую энергию молекул вещества, кинетическую энергию электронов и ядер, потенциальную энергию (например разорвавшиеся водородные связи) и что-то ещё; а как насчёт кинетической энергии кварков?
Симметрия -- это то, что при замене t -> -t уравнения останутся теми же.
Я говорю о симметрии (вообще мы наверно путаем термины). Если уравнение Максвелла несимметрично во времени, подобно уравнению теплопроводности, выходит это уравнение – следствие второго начала термодинамики?
Основные законы природы симметричны относительно времени – как ньютоновские, так и уравнение Шредингера. Асимметрия же возникает там, где происходит рост энтропии.

Аватара пользователя
Гесс
Сообщения: 11603
Зарегистрирован: Ср фев 15, 2012 11:19 pm

Re: Трение, испускание волн и второе начало термодинамики

Сообщение Гесс » Чт окт 11, 2018 3:53 pm

Vit Nhoc писал(а):
Чт окт 11, 2018 2:28 pm
Когда мы наблюдаем, например, трение между колёсами автомобиля и дорогой, это служит неким фундаментальным доказательством делимости вещества колёс и дороги.
Почему? Единая монолитная одноэлементаная дорога и единое монолитное неделимое колесо - почему им не иметь трения?, никто не говорил что они иделаьно гладкие или иделаьножесткие.
Vit Nhoc писал(а):
Чт окт 11, 2018 2:28 pm
Эта тепловая энергия включает в себя кинетическую энергию молекул вещества, кинетическую энергию электронов и ядер, потенциальную энергию (например разорвавшиеся водородные связи) и что-то ещё; а как насчёт кинетической энергии кварков?
Если вы рассматриваете мчащийся по прямолинейным рельсам поезд и обсуждаете его кинетическую энергию (зная его скорость и общую массу) - представляет ли для вас интерес кинетическая энергия гигантских гироскопов установленных в вагонах? Влияет ли она на поведение поезда в ходе разгона и торможения? Влияет ли на чтото нагретая до кипения ртуть в цистернах поезда (в которую тоже как бы вкачана энергия)?

Аватара пользователя
Vit Nhoc
Сообщения: 655
Зарегистрирован: Сб июн 06, 2015 12:28 pm

Re: Трение, испускание волн и второе начало термодинамики

Сообщение Vit Nhoc » Чт окт 11, 2018 6:27 pm

Почему? Единая монолитная одноэлементаная дорога и единое монолитное неделимое колесо - почему им не иметь трения?, никто не говорил что они иделаьно гладкие или иделаьножесткие.
Когда коньки скользят по льду, наверно именно гладкость льда и металла коньков способствует малому трению (чем более гладкая поверхность, тем меньше трение). Но речь даже не об этом.
При скольжении гипотетических монолитных, но не гладких предметов, как я понимаю, трения всё равно быть не должно, их микроповерхности всё равно будут абсолютно упруго друг от друга отталкиваться (энергия же не сможет куда-то деваться). Могут разве что заусеницы зацепиться друг за друга, в результате чего предметы будут быстро колебаться друг относительно друга.
Если вы рассматриваете мчащийся по прямолинейным рельсам поезд и обсуждаете его кинетическую энергию (зная его скорость и общую массу) - представляет ли для вас интерес кинетическая энергия гигантских гироскопов установленных в вагонах? Влияет ли она на поведение поезда в ходе разгона и торможения? Влияет ли на чтото нагретая до кипения ртуть в цистернах поезда (в которую тоже как бы вкачана энергия)?
Предположим, поездов много и они движутся беспорядочно (удобнее была бы аналогия с автомобилями, ну да ладно). Очевидно, эти поезда начнут сталкиваться, и их кинетическая энергия будет переходить в том числе в энергию гироскопов (которые будут болтаться в результате столкновений). В конечном же итоге эта кинетическая энергия перейдёт в тепловую, в том числе в тепловую энергию ртути в цистернах.

Может мой вопрос слишком смешной, но всё же – можно ли рассуждать о кинетической энергии кварков, тепловом движении кварков? Конечно ньютоновские законы в таких масштабах неприменимы, но закон сохранения энергии должен работать в любом масштабе.

Аватара пользователя
madschumacher
Сообщения: 764
Зарегистрирован: Ср авг 05, 2015 4:30 pm

Re: Трение, испускание волн и второе начало термодинамики

Сообщение madschumacher » Пт окт 12, 2018 1:02 am

Vit Nhoc писал(а):
Чт окт 11, 2018 2:28 pm
Когда мы наблюдаем, например, трение между колёсами автомобиля и дорогой, это служит неким фундаментальным доказательством делимости вещества колёс и дороги.
Как раз ровно наоборот. Нам приходится вводить трение для описание динамики движения автомобиля, поскольку мы рассматриваем искусственно (нами) отделённую систему "автомобиль", вместо того, чтобы рассматривать систему "автомобиль + дорога + ...".
Vit Nhoc писал(а):
Чт окт 11, 2018 2:28 pm
А может ли радиационное трение служить аналогичным доказательством делимости элементарных частиц?
Нет. Тем более, что в стационарных (или квазистационарных, за время их существования) системах квантовые частицы не излучают.
Или да, поскольку по распаду многих частиц (в частности по выделяемым ими фотонам) их ловят. Правда, делимость частиц в мире элементарных частиц -- это сложный вопрос, советую почитать сообщение от Munin-а на dxdy:
http://dxdy.ru/post599746.html#p599746, там хорошо написано.

Короче о чём я? 42 Хз: на непонятный вопрос невозможно дать понятный ответ. :dontknow:
Vit Nhoc писал(а):
Чт окт 11, 2018 2:28 pm
Ну то есть я предлагаю примерно такое, конечно крайне искажённое, объяснение: когда электроны движутся в молекулах, “упорядоченная кинетическая энергия” электронов переходит в “неупорядоченную кинетическую энергию”, ну скажем кварков, а дальше уже происходит излучение (аналогично кинетической энергии бильярдных шаров).

Для описания процессов химии кварки нахер не сдались. Они на таком масштабе себя никак не проявляют в принципе, просто присутствует как фон, формируя всё сущее, как конструктор Лего.
Vit Nhoc писал(а):
Чт окт 11, 2018 2:28 pm
Вопрос можно сформулировать ещё так: когда у нас есть кусок вещества с определённой температурой, из каких составляющих состоит тепловая энергия этого вещества, и насколько можно её посчитать сугубо теоретическими методами (по третьему началу)?

а) это другой вопрос,
б) при чём тут третье начало?
в) как именно посчитать это всё теоретическими методами рассматривается на 3-4 курсах химических факультетов.
Vit Nhoc писал(а):
Чт окт 11, 2018 2:28 pm
Эта тепловая энергия включает в себя кинетическую энергию молекул вещества, кинетическую энергию электронов и ядер, потенциальную энергию (например разорвавшиеся водородные связи) и что-то ещё; а как насчёт кинетической энергии кварков?

С энергией есть такая штука, что она определяется с точностью до произвольной константы (т.к. "мы получаем её интегрированием её дифференциальных проявлений, поэтому остаётся константа интегрирования" -- это очень образная и абстрактная аналогия). Поэтому всё зависит от того, откуда идёт отсчёт этой энергии.
Vit Nhoc писал(а):
Чт окт 11, 2018 2:28 pm
Я говорю о симметрии (вообще мы наверно путаем термины). Если уравнение Максвелла несимметрично во времени, подобно уравнению теплопроводности, выходит это уравнение – следствие второго начала термодинамики?
Нет, не выходит. Скажем, из того, что Кулоновский потенциал и Ньютоновский потенциал формульно выглядят одинаково совершенно не следует, что электростатика -- следствие гравитации.
Vit Nhoc писал(а):
Чт окт 11, 2018 2:28 pm
Основные законы природы симметричны относительно времени – как ньютоновские, так и уравнение Шредингера. Асимметрия же возникает там, где происходит рост энтропии.
2-й закон Ньютона совершенно не обязательно симметричен во времени (т.к. сила вполне может быть трением).
Уравнение же Шрёдингера -- это уравнение теплопроводности (в 3й раз повторяю), и оно при обращении времени не симметрично.

Но, вообще симметричность во времени разных моделей тупо является следствием того, что они формулируются для идеальных систем, без трения.
Vit Nhoc писал(а):
Чт окт 11, 2018 6:27 pm
Может мой вопрос слишком смешной, но всё же – можно ли рассуждать о кинетической энергии кварков, тепловом движении кварков? Конечно ньютоновские законы в таких масштабах неприменимы, но закон сохранения энергии должен работать в любом масштабе.
Если закон сохранения энергии будет нарушаться -- будьте уверены, от него откажутся (даже почти был прецедент, когда не знали про существование нейтрино, уже были почти готовы от него отказаться). Но пока да, нарушений не найдено. Вы задаёте вопросы не там: тут нет специалистов по КТП, КХД и прочим прелестям физики высоких энергий. Но, вроде, кинетическая энергия у кварков есть. А по тепловому движению настойчиво отсылаю Вас к повторению школьного курса МКТ. :very_shuffle:
И да узрел Охламон, что сие есть круть несусветная!

Аватара пользователя
bigM
Сообщения: 1553
Зарегистрирован: Ср фев 15, 2017 2:05 am

Re: Трение, испускание волн и второе начало термодинамики

Сообщение bigM » Пт окт 12, 2018 9:50 pm

какая дискуссия развернулась! а ответ прост - "метеоризм" и кроется в названии темы: в нём тебе и "испускание волн" и "термодинамики" навалом...
Не красота спасёт мир, а транквилизаторы.

Аватара пользователя
Jeffry
Сообщения: 2105
Зарегистрирован: Пн май 12, 2008 5:31 pm

Re: Трение, испускание волн и второе начало термодинамики

Сообщение Jeffry » Сб окт 13, 2018 8:30 am

Луна теряет кинетическую энергию на трение в земных приливах. Но, при этом, она не приближается к Земле, а удаляется, вот в чём парадокс.
По теореме вириала потери потенциальной энергии будут практически такие же, как потери кинетической.
Удаление Луны от Земли, в конце концов, может стать необратимым.

Ответить

Вернуться в «антихимия»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 3 гостя