logo
2018
0
Идеальный тепловой двигатель
  • Описание прогноза события
  • Описание реализации события
Ученые приблизились к созданию идеального теплового двигателя, работающего на пределе законов физики. Его предложили ученые Германии и Чехии. Это путь к созданию эффективных микромоторов.

Один из пределов закона термодинамики говорит о том, что тепловые двигатели — паровые или ДВС — должны быть менее эффективны, чем тепловые машины, работающие в цикле Карно, идеальном круговом процессе. Однако машины Карно не практичны — их мощность равна нулю. Второе препятствие на пути к созданию такого двигателя — огромные флуктуации выходной мощности при ее снижении. Другими словами, пишет Ars Technica, даже если бы мы смогли построить такой двигатель, он бы работал беспорядочно и ненадежно.

Виктор Холубец и Артем Рябов продемонстрировали, что эти ограничения можно обойти, если аппарат будет работать не постоянно, а циклически, при квазистатических условиях. Это позволит создать действующий идеальный тепловой двигатель Карно.

Циклические тепловые двигатели способны отдавать ненулевой объем энергии в конечный период времени. Более того, их мощность может быть довольно большой, если колебания уменьшатся. А если удастся их нивелировать, то двигатель будет работать с эффективностью машины Карно.  

Отдаваемая мощность зависит от снижения колебаний, но исследователи показали, что колебания не становятся сильнее, когда общая выходная мощность падает. Это происходит потому, что колебания вызывают хаотичные движения частиц в системе, а в циклических двигателях есть периоды, когда в системе вообще нет частиц.

В итоге получается не тепловой двигатель с нулевой средней мощностью и большими неупорядоченными флуктуациями, а тепловой двигатель с большими упорядоченными флуктуациями, разделенными известными периодами нулевой мощности.

О практическом применении исследования еще придется подумать отдельно. Например, такие двигатели можно использовать в различных микромашинах и энзимах, производящих все — от пищи до топлива.  

Об этой новости на другом языке: english

 

Источники: Хайтек+

Источники:

Рейтинг события
65
Viktor Holubec

autor logo

Supervisor of students at MFF UK (2 supervised bachelor theses, 5 supervised student projects)