Диод для молекул: он же ВД2, он же ковёр-самолёт.

Разговоры на отвлеченные темы

Модераторы: morozov, mike@in-russia

contrentrop
Сообщения: 153
Зарегистрирован: Сб май 23, 2009 17:34

Диод для молекул: он же ВД2, он же ковёр-самолёт.

Номер сообщения:#1   contrentrop » Вт ноя 22, 2016 15:40

Предлагается устройство (способ) пропускающее молекулы (атомы) газа в одну строну и не пропускающее в обратную – диод для молекул. Принцип действия диода таков:

Рассмотрим рисунок 1. На нём изображён пустотелый конус в осевом сечении с открытым раструбом. Со стороны раструба пустим в него частицу в произвольном направлении. Легко видеть, что после каждого отражения от внутренней поверхности конуса, следующий угол падения будет меньше предыдущего. Таким образом, после нескольких отражений частица, летящая в конус, вылетит обратно.
Теперь у конуса срежем вершину, создав в нём отверстие, как показано на рисунке 2, и пустим в него частицу. Легко видеть, что любая частица, залетающая в это отверстие, гарантированно пролетает диод и не возвращается обратно.

Таким образом, мы получаем устройство, могущее пропускать молекулы газа преимущественно в одну сторону. Не обязательно чтобы все до единой молекулы проходили через диод со стороны входа и все до единой не проходили диод со стороны выхода. Достаточно, если будет хоть какой-то перевес числа молекул, идущих в прямом направлении, над идущими обратно. Хотя бы в доли процента.

Возникает возражение: у усечённого конуса площадь входа меньше площади выхода, следовательно, на выход с обратной стороны падает больше молекул, чем на вход. Часть из них отражается в диоде, а часть всё-таки пролетает диод в обратном направлении и их число равно числу «прямолетящих» молекул.
Докажем, что это не так. Доказательство первое. Рассмотрим рисунки 3 и 4. Всё, как водится, идеальное. Размер входного отверстия устремим к нулю. Легко видеть, что в прямом направлении пролетают все молекулы падающее на вход – в угловом секторе 180 градусов. Пролететь диод обратно могут только молекулы из углового сектора Б. Их меньше. Стало быть: диод работает.

Доказательство второе. Рисовал я диод на бумаге в клеточку (рисунок 5). Выбрал размеры: диаметр входа – 4 см, диаметр выхода – 16 см, угол раструба – 20 градусов от оси диода, высота диода получилась – 16,5 см. Выбрал на линии входа 17 точек (по одной клеточке) от края до середины. Из каждой точки направлял «молекулы» на диод (две линейки: первая падающий луч, вторая – отражённый) в угловом секторе 180 градусов. Смотрел куда летит отражённая «молекула» и отмечал угловой сектор падающих молекул, которые пролетали диод в обратном направлении. Транспортиром измерял углы. Получилось во всех 17 точках примерно одинаково: угловой сектор из которого молекулы пролетают диод в обратном направлении – примерно равен 25 градусов. Все остальные молекулы – из сектора 155 градусов - от диода отражались. Получается, что при данной форме диода, в плоском сечении, примерно 15 процентов молекул пролетают диод в обратном направлении – остальные отражаются. На выход падает в 4 раза больше молекул, чем на вход – получается, что назад пролетит примерно 60 процентов молекул от числа «прямолетящих». Такие числа получаются в плоском сечении. Такие же числа получатся, если диод сделать в виде длинной щели – площади входа и выхода будут отличаться так же, как ширина входа и ширина выхода. То есть: диод, опять-таки, работает. Это легко при желании проверить самостоятельно. Считаю, что доказательства неравновесности числа молекул «туда и сюда» вполне достаточные.

Самым наглядным и убедительным доказательством неравенства числа «прямолетящих» и «обратнолетящих» молекул считаю компьютерную модель диода. Нужно составить программу, которая бы считала «прямолетящие» и «обратнолетящие» молекулы при любых формах диода. Я программировать не умею. Умеющие программировать и заинтересовавшиеся диодом, - действуйте.

Несложно догадаться где и как его можно использовать.
Первое:
Сосуд с газом перегораживаем перегородкой с диодами (рисунок 6) и по обе стороны перегородки, в результате действия диода, самопроизвольно устанавливается разность концентраций и, соответственно, давлений, которую мы можем превратить в работу. Вследствие отбора энергии из системы в виде работы, система будет непрерывно охлаждаться и, соответственно, непрерывно будет поглощать теплоту из окружающей среды, превращая её затем в работу. Типичный ВД2.
Второе:
В результате работы диода, по обе стороны пластины с диодами самопроизвольно создаётся разность давлений – подъёмная сила (рисунок 7). Что даёт возможность создания летательных аппаратов. Хотя бы и ковра-самолёта.

Обсудим теперь детали.
Первое.
Чтобы диод заработал, нужно, чтобы молекулы внутри него не сталкивались друг другом, иначе будут искажаться траектории молекул, определяемые законом – угол падения равен углу отражения. Этого можно достичь, если диод сделать очень маленьким, сопоставимым с длиной свободного пробега молекул. Трудновато, но в современной технике возможно: размер отдельных элементов в микросхеме достигает 1 мкм, длина свободного пробега молекул примерно такая же. К тому же длину свободного пробега можно неограниченно увеличивать, расширяя газ. То есть, это проблема разрешима современной техникой. Диоды можно будет, например, прожигать лазером в алюминиевой плёнке или делать методом фотолитографии, как микросхемы.

Второе.
Сам диод сделан из трясущихся атомов, следовательно, его поверхность корявая и отражения по закону «угол падения равен углу отражения» не получится. Разумеется, этот фактор сильно исказит работу диода. Для уменьшения этого искажения можно подобрать газ из крупных молекул –существенно крупнее атомов самого диода. Что-то органическое – у органики молекулы крупные. Тогда поверхность, состоящая из маленьких атомов, будет примерно ровной в сравнении с крупными молекулами газа.

Можно добавить, что конус – не единственная форма для диода. Их можно придумать – множество: комбинация конусов, щели, кольца и т.д. Например, рисунки 8 и 9 – здесь подобрана одинаковость площадей входа и выхода. Для тех, кто не верит в неравновесность диода при разных площадях входа/выхода – можно обсудить эту форму диода. Хорошо бы их все испытать на компьютерной модели. Пока всё

РС: Рисунки тут: (и в посте №6)

http://i84.fastpic.ru/big/2016/1122/02/ ... 056202.jpg
Последний раз редактировалось contrentrop Ср ноя 23, 2016 22:49, всего редактировалось 5 раз.

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 31944
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Диод для молекул

Номер сообщения:#2   morozov » Вт ноя 22, 2016 15:56

contrentrop писал(а):е знаю, как сюда рисунки со своего компа вставить. Кто подскажет?
Выкладываете адрес картинки,
http://www.piluli.ru/assets/img/logo.png
выделяете,
Нажимате Кнопку img,

Код: Выделить всё

[img]http://www.piluli.ru/assets/img/logo.png[/img]
получаем:
Изображение
С уважением, Морозов Валерий Борисович

contrentrop
Сообщения: 153
Зарегистрирован: Сб май 23, 2009 17:34

Re: Диод для молекул

Номер сообщения:#3   contrentrop » Вт ноя 22, 2016 16:11

Рисунки не в интернете, а в моём компе. Нет адреса. Нарисовал на бумаге - сфоткал на телефон - перенёс в свой ноутбук. Что дальше, как в тему забросить?

Аватара пользователя
individ
Сообщения: 1753
Зарегистрирован: Вс июн 08, 2014 19:15

Re: Диод для молекул

Номер сообщения:#4   individ » Вт ноя 22, 2016 16:40

Глупости это всё и враньё!!!!
Не работают так конструкции!!
Банальная фальсификация во всём.

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 31944
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Диод для молекул

Номер сообщения:#5   morozov » Вт ноя 22, 2016 16:41

Есть бесплатные сайты вроде этого
http://imageshost.ru/sphoto/62.181.40.9 ... %2C2011641
и будет Вам адрес.

Но можно вложить и здесь - кнопка "вложения".
С уважением, Морозов Валерий Борисович

contrentrop
Сообщения: 153
Зарегистрирован: Сб май 23, 2009 17:34

Re: Диод для молекул

Номер сообщения:#6   contrentrop » Вт ноя 22, 2016 17:02

Изображение

Аватара пользователя
individ
Сообщения: 1753
Зарегистрирован: Вс июн 08, 2014 19:15

Re: Диод для молекул

Номер сообщения:#7   individ » Вт ноя 22, 2016 21:02

Интересно из чего сделаны эти конусы, что молекулы там имеют размер сопоставимый с размером конструкции?

Хотя глупости.
Нет причины - из-за которой может быть градиент давлений.

contrentrop
Сообщения: 153
Зарегистрирован: Сб май 23, 2009 17:34

Re: Диод для молекул

Номер сообщения:#8   contrentrop » Вт ноя 22, 2016 21:36

[quote]Интересно из чего сделаны эти конусы, что молекулы там имеют размер сопоставимый с размером конструкции?[quote]
Размер диода сопоставим с длиной свободного пробега молекул, а не с размером молекул.

FENIMUS
Сообщения: 981
Зарегистрирован: Пн мар 31, 2008 11:57
Контактная информация:

Re: Диод для молекул

Номер сообщения:#9   FENIMUS » Вт ноя 22, 2016 23:40

Чудо для неграмотных?..
Если посчитать длину волны молекулы, то станет понятно, что поверхность конуса не зеркальная, отражение молекул будет в случайную сторону.

potoksoznanya
Сообщения: 1112
Зарегистрирован: Вс фев 02, 2014 3:24

Re: Диод для молекул

Номер сообщения:#10   potoksoznanya » Ср ноя 23, 2016 1:16

Когда молекула, имеющая вертикальную компоненту импульса pz, отражается от ровной стенки, она приобретает компоненту импульса -pz, таким образом передавая стенке импульс 2*pz. Но когда молекула испытывает множественные отражения от стенки конуса, то в итоге она передаёт стенке импульс, отличный от 2*pz. Похоже, что для молекул, залетающих с широкого конца, он в среднем будет меньше 2*pz, а для молекул, залетающих с узкого конца - больше 2*pz. Есть предположение, что эффект того, что со стороны узкого конца пролетает меньше молекул, будет в точности скомпенсирован тем, что каждая из них в среднем проносит на другую сторону стенки больший импульс. Таким образом, суммарный импульс, действубщий на стенку, будет равен нулю. Ну, было бы странно, если бы гофрированная бумажка перемещалась по воздуху в зависимости от того, куда направлена эта гофрированность.

potoksoznanya
Сообщения: 1112
Зарегистрирован: Вс фев 02, 2014 3:24

Re: Диод для молекул

Номер сообщения:#11   potoksoznanya » Ср ноя 23, 2016 1:32

FENIMUS писал(а):Чудо для неграмотных?..
Если посчитать длину волны молекулы, то станет понятно, что поверхность конуса не зеркальная, отражение молекул будет в случайную сторону.
Ну, положим 0.2 ангстрема для молекулы воздуха при комнатной температуре. Т.е. гораздо меньше размера самой молекулы.
Ну, будем брать ещё гораздо большие молекулы. Или нанокластеры. И при нуле кельвинов для стенки - чтобы тепловое движение атомов, её составляющих, не мешало.
Вам же сказали - всё рассматриваем идеальное.
Найдите, в чём ошибка в рассуждении.

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 31944
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Диод для молекул

Номер сообщения:#12   morozov » Ср ноя 23, 2016 3:32

Из общих соображений температура и давление будет одинаковое. Я когда-то рассматривал эту задачу, но на пол-дороги бросил.
Есть легко реализуемый аналог в оптике (и акустике). Есть такой элемент - сужающийся световод. в таков волноводе волна увеличивает амплитуду на узком конце.
В случае разряженного газа все влетевшие молекулы не отразятся а выскочат в одном направлении. Если конечно перед этим летели в одном направлении.
Изображение
Вот реальные фоконы, чахленькие какие-то ну лучше фотографии не нашел. Как нибудь сфотографирую, как только найду. А пока
Изображение
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
individ
Сообщения: 1753
Зарегистрирован: Вс июн 08, 2014 19:15

Re: Диод для молекул

Номер сообщения:#13   individ » Ср ноя 23, 2016 9:00

Морозов привёл совсем другую аналогию.
Это больше на сопло смахивает. Если представить фотоны как молекулы летящие с некоторым импульсом.
А тут случайное блуждение.

Хотя сам автор даже не приводит аргументов, что диод работает.
Типичный метод фриков.
Делает утверждение. Потом формулирует в другом виде и затем говорит, что всё доказал.

Нельзя взять и сказать молекуле - ты будешь лететь так...

potoksoznanya
Сообщения: 1112
Зарегистрирован: Вс фев 02, 2014 3:24

Re: Диод для молекул

Номер сообщения:#14   potoksoznanya » Ср ноя 23, 2016 11:45

У автора отверстия конические, поэтому все молекулы, влетающие с широкого конца, вылетают назад. А у морозова - отверстия специального кривого профиля, так что все молекулы летят вперёд. Такая вот "аналогия" наоборот.
Автор-то, в отличие от вас, кое-какие аргументы привёл.

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 31944
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Диод для молекул

Номер сообщения:#15   morozov » Ср ноя 23, 2016 13:12

Правильно, наоборот.
Я забыл сказать, что образующая поверхности - экспонента...
конечно ни то, ни это не должно работать.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Ответить

Вернуться в «Оффтопик»