а давайте я вам аналогию приведу такой лопасти?
дано: проводник. в нем электроны также хаотически колеблются туда-сюда.
замыкаем проводник через диод. диод как известно пропускает ток в одном направлении. т.е. по вашей теории тут же потечет ток в том направлении в котором пропускает диод. однако ток почему-то не течет.
Not everyone believes what I believe but my beliefs do not require them to.
Можете погуглить про Brownian Ratchet, ну или найти и прочитать соответствующую главу у Фейнмана. Есть мнение, что некоторые молекулярные моторы в клетках так и работают. Очень популярная тема сейчас. Можно еще почитать на предмет self-propelled molecules. Эффективность, даже в теории, ниже плинтуса.
PS Второй закон термодинамики не нарушается, поскольку в реалии все эти uni-directional movements для микроскопических систем требуют out-of-equilibrium ситуации. В случае с молекулярными моторами, гидролиз АТФ дает системе пинок из равновесия.
Есть мнение, что некоторые молекулярные моторы в клетках так и работают
я читал об этом, но вроде пока внятной теории нет?
кстати насчет односторонней вертушки. IMHO там получается парадокс: сама вертушка будет вести себя как броуновская частица, т.е. колебаться туда-сюда, но если она может двигаться только в одном направлении, то получается что она начнет вращаться. Энергия будет браться из тепловой энергии (больше неоткуда) и следовательно система начнет охлаждаться раскручивая вертушку. Фигня-с!
Not everyone believes what I believe but my beliefs do not require them to.
Flash-04 wrote:теории тут же потечет ток в том направлении в котором пропускает диод. однако ток почему-то не течет.
вы проверяли? диоды - не идеальные устройства, у них есть ассиметрия в виде порядка 0,2~0,7В (в зависимости из чего изготовлен), т.е. чтобы диод открылся в прямом направлении нужно как минимум такое напряжение. дальше просто предположение. что-то мне подсказывает что броуновское движение не сможет такое напряжение выработать!? а вообще, интересная идея, спасибо
Noskov Sergey wrote:Можете погуглить про Brownian Ratchet
Ну вот, опоздал, надо было патент подавать сразу же подавать
Noskov Sergey wrote:PS Второй закон термодинамики не нарушается, поскольку в реалии все эти uni-directional movements для микроскопических систем требуют out-of-equilibrium ситуации. В случае с молекулярными моторами, гидролиз АТФ дает системе пинок из равновесия.
Tagar wrote:вы проверяли? диоды - не идеальные устройства, у них есть ассиметрия в виде порядка 0,2~0,7В (в зависимости из чего изготовлен), т.е. чтобы диод открылся в прямом направлении нужно как минимум такое напряжение. дальше просто предположение. что-то мне подсказывает что броуновское движение не сможет такое напряжение выработать!? а вообще, интересная идея, спасибо
я знаю про напряжение отсечки, мне было интересно заметите ли вы
Not everyone believes what I believe but my beliefs do not require them to.
Tagar wrote:<оффтоп>Кстате... про "паровой котел". Не хочу нарушать II закон термодинамики, и тем более изобретать вечный двигатель Мне всегда было интересно почему нельзя сделать (теоретически) микроскопические лопасти на оси. Настолько мелкие чтобы какое-нибудь броуновское движение частиц их колебало туда-сюда. Ось д.б. с механическим "дефектом", чтобы вращалась только в одну сторону. Дальше все ограничивается вашей фантазией - микромоторы изменяющие разность потенциалов на поверхности или еще что-либо... Почему нет?:-) Я помню в институте про это преподу по физике сказал. Она только что-то невнятное про то что экономически не оправдано будет ответила. Я сказал что нужно в какой-нибудь бактерии ДНК поменять чтобы они воспроизводили эти моторчики:-) Преподователь больше не нашла что ответить. Было весело </оффтоп>
Еше проше- демон Максвелла которыи пропусакет только быстрые молекулы отркрывая/закрывая нано-калитку. Ответ в том что механическии гистерезис или "дефект" в вашеи нано-турбинке должен быть по енергии порядка кТ. Термические флуктуации, енергия которых тоже кТ, в самом материале турбинки разрушат етот "дефект"
кстати наверное объяснение будет ещё проще - "храповик" для такой турбинки должен быть молекулярного размера и соответсвенно подвержен тем же проблемам с хаотическим движением.
Not everyone believes what I believe but my beliefs do not require them to.
Противников теории Brownian ratchet for molecular motors хватает, одна из многих теорий. В принципе там есть вполне рациональное объяснение в рамках равновесной термодинамики (coupling between different binding states of the motor on the microtubule). Написал и с раздражением понял, что по англицки и быстрее и понятнее (для меня).
Tagar
Вторая половина довольно простая - моторчики внутри клетки двигаются в одном направлении Brownian ratchet одна из теорий объясняющих как эти наномашинки путешествуют в заданном направлении в присутствии весьма ощутимого шума (kBT). В реалии, у моторов есть источник энергии - гидролиз молекул АТФ. Т.е внутри мотора (на его поверхности на самом деле) есть некий бензобак в котором происходит "горение", т.е все по честному и без обмана. Направленное движение подпитывается источником энергии
Flash-04 wrote:я знаю про напряжение отсечки, мне было интересно заметите ли вы
Обижаете, у меня оба родителя с радиотехническим образованием и принципиальные электрические схемы я научился читать раньше чем слова
Flash-04 wrote:Направленное движение подпитывается источником энергии
Наверняка природа до однонаправленного движения _без_ АТФ раньше нас додумалась, но они моментально замерзали из-за нарушения 2 закона термодинамики, а потому не прошли естественный отбор
...Учёные посчитали, сколько бит содержали кадры с положением ротора, и установили, что при комнатной температуре один бит превращается в 3 х 10 -21 джоулей, в полном соответствии с теорией...
Забавно, выходит тогда, что при комнатной температуре 1 терабайт "превращается" в 2.4 x 10^-11 джоулей, т.е. энергию, необходимую для поднятия одного миллиграмма на 2.4 микрона вверх (если в нулях не запутался, конечно)
Интересно, насколько изменится вес, скажем, терабайтного диска, если его отформатировать, а потом заполнить информацией (типа умными текстами в upper case)?
OtecFedor wrote:Ответ в том что механическии гистерезис или "дефект" в вашеи нано-турбинке должен быть по енергии порядка кТ. Термические флуктуации, енергия которых тоже кТ, в самом материале турбинки разрушат етот "дефект"
Муравей поднимает больше своего веса. Муравей - не возможен?
Честно говоря, не понял что вы хотели сказать.
Flash-04 wrote:кстати наверное объяснение будет ещё проще - "храповик" для такой турбинки должен быть молекулярного размера и соответсвенно подвержен тем же проблемам с хаотическим движением.
Ага, и по приницпу неопределенности гейзенберга вообще непонятно в каком направлении он вращается
OtecFedor wrote:Ответ в том что механическии гистерезис или "дефект" в вашеи нано-турбинке должен быть по енергии порядка кТ. Термические флуктуации, енергия которых тоже кТ, в самом материале турбинки разрушат етот "дефект"
Муравей поднимает больше своего веса. Муравей - не возможен?
Честно говоря, не понял что вы хотели сказать.
Муравеи возможен, а машина кторая работает на термических флуктуациях или диод с прямым падением kT = 20 mV, нет.
OtecFedor wrote:а машина кторая работает на термических флуктуациях или диод с прямым падением kT = 20 mV, нет.
про диод была шутка для примера, а про флуктуации так и не понятно. почему нет?
OtecFedor wrote:Ответ в том что механическии гистерезис или "дефект" в вашеи нано-турбинке должен быть по енергии порядка кТ. Термические флуктуации, енергия которых тоже кТ, в самом материале турбинки разрушат етот "дефект"
наверное мы "дефект" по-разному понимаем. для меня это скорее механическая особенность оси. давайте назовем ее "защелка". почему она должна разрушаться?
Although at first sight the Brownian ratchet seems to extract useful work from Brownian motion, Feynman demonstrated that if the entire device is at the same temperature, the ratchet will not rotate continuously in one direction but will move randomly back and forth, and therefore will not produce any useful work. A simple way to visualize how the machine might fail is to remember that a ratchet and pawl small enough to move in response to individual molecular collisions also would be small enough to undergo Brownian motion as well. The pawl therefore will intermittently fail, allowing the ratchet to slip backward.
вот так, и все, без объяснений, сломается, и все...
Гм... а зачем вообще пытаться использовать броуновское движение, если можно легко получить работу от макроскопических источников: ветер, вибрации и т.п.? Те же самозаводящиеся часы, например.
NS: Вы не против того, чтобы отделить обсуждение "термоаппаратов" в отдельную тему?
Вопрос в том как быстро? Алкалиновые батарейки тоже садятся, но ими все пользуются.
Ломается всё, даже то, что не движется. Что-то быстрее, что-то медленнее.
Можно ( типа - дискуссию поддержать) подискутировать и обсудить и этот тривиальный факт.
И про водородные - литиево-айфонные - свинцово-сернокислотные батарейки - тоже тема неисчерпаемая ("как атом" (с))
Про батарейки - отдельная большая тема, приходилось одно время для handheld терминала на ассемблере с портами общаться чтобы понять какое напряжение и по нему нарисовать "батарейку" на дисплее, которая отображает как бы "уровень" заряда Для разных типов батареек закладывали свои "уровни".
Предлагаю не уходить совсем в оффтопик и вернуться к главной теме, (которых уже две )...
Так и не убедили, что "сломается"
Tagar wrote:а про флуктуации так и не понятно. почему нет?
там какая фигня произойдет - вы рассматриваете "дефект" как идеальный, а ничего идеального нет.
Такой "дефект" должен быть молекулярного размера, раз уж вы собрались двигать турбинку толчками отельных молекул, и как результат он попросту не будет работать. Представить какой-то квантовый "запор" который почему-то будет пускать турбинку в одну сторону, и не будет в другую, простите не могу
Not everyone believes what I believe but my beliefs do not require them to.
Tagar wrote:<оффтоп>Кстате... про "паровой котел". Не хочу нарушать II закон термодинамики, и тем более изобретать вечный двигатель Мне всегда было интересно почему нельзя сделать (теоретически) микроскопические лопасти на оси. Настолько мелкие чтобы какое-нибудь броуновское движение частиц их колебало туда-сюда. Ось д.б. с механическим "дефектом", чтобы вращалась только в одну сторону. Дальше все ограничивается вашей фантазией - микромоторы изменяющие разность потенциалов на поверхности или еще что-либо... Почему нет?:-) Я помню в институте про это преподу по физике сказал. Она только что-то невнятное про то что экономически не оправдано будет ответила. Я сказал что нужно в какой-нибудь бактерии ДНК поменять чтобы они воспроизводили эти моторчики:-) Преподователь больше не нашла что ответить. Было весело </оффтоп>
Tagar,
Как раз у вас в Боулдере Josef Michl такие маленькие турбинки делает, правда в E-coli их пока не вставляет. Сходите к нему, поговорите.
"...обращаться на Вы с большой буквы - это ж каким интеллигентом нужно быть потомственным, злокозненным!" из анонимных постов в ЖЖ
диоды - не идеальные устройства, у них есть ассиметрия в виде порядка 0,2~0,7В (в зависимости из чего изготовлен), т.е. чтобы диод открылся в прямом направлении нужно как минимум такое напряжение. дальше просто предположение. что-то мне подсказывает что броуновское движение не сможет такое напряжение выработать!? а вообще, интересная идея, спасибо 
Мне всегда было интересно почему нельзя сделать (теоретически) микроскопические лопасти на оси. Настолько мелкие чтобы какое-нибудь броуновское движение частиц их колебало туда-сюда. Ось д.б. с механическим "дефектом", чтобы вращалась только в одну сторону. Дальше все ограничивается вашей фантазией - микромоторы изменяющие разность потенциалов на поверхности или еще что-либо... Почему нет?:-) Я помню в институте про это преподу по физике сказал. Она только что-то невнятное про то что экономически не оправдано будет ответила. Я сказал что нужно в какой-нибудь бактерии ДНК поменять чтобы они воспроизводили эти моторчики:-) Преподователь больше не нашла что ответить. Было весело
