Η παράκαμψη της περιοριστικής διάταξης Carnot του 2ου νόμου της θερμοδυναμικής

Η παράκαμψη της περιοριστικής

 διάταξης Carnot του 2ου νόμου 

της θερμοδυναμικής

Hellagen.gr 20 Σεπτεμβρίου 2018 ΕΡΕΥΝΑ Σχολιάστε

Η ανάγκη αλλαγής πλεύσης της ανθρωπότητας είναι προφανής, ιδιαίτερα ως προς τον τρόπο παραγωγής της χρήσιμης για την διαβίωση και την ανέλιξή μας ενέργειας, αφού τα ορυκτά καύσιμα έχουν οδηγήσει την εξελικτική μας πορεία σε λανθασμένο δρόμο.

Η θεωρητική θεμελίωση του προτεινόμενου από την ομάδα μας «αντιδραστήρα ψυχρής καύσης», που παρουσιάσθηκε ήδη ως πρακτική εφαρμογή και τάραξε τα λιμνάζοντα ύδατα του κατεστημένου της παραγωγής ενέργειας, είναι το ίδιο απαραίτητη, έτσι ώστε να διευκρινισθούν οι θεωρητικές λεπτομέρειες και να αρθούν ή έστω να «παρακαμφθούν» οι έωλες αντιρρήσεις των οπαδών της καθεστηκυίας τάξης.

Παρουσιάζουμε λοιπόν σήμερα την θεωρητική προσέγγιση της καινοτομίας και πιστεύουμε ότι με τον τρόπο αυτό λύνονται καθαρά οι απορίες για τους περιορισμούς που επιβάλλονται από το θεώρημα Carnot του 2ου νόμου της θερμοδυναμικής.

Ένα μεγάλο ευχαριστώ αξίζει σε όλες τις φίλες και όλους τους φίλους που στήριξαν με αυταπάρνηση όλο αυτό τον καιρό τις προσπάθειες της ερευνητικής ομάδας μας. Σε αυτούς αφιερώνουμε και την θεωρητική ανάλυση που αναρτούμε σήμερα εδώ.

Εκ μέρους της ερευνητικής ομάδας
Πέτρος Ζωγράφος

Η παράκαμψη της περιοριστικής διάταξης Carnot του 2ου νόμου της θερμοδυναμικής

Ο λόγος που με ώθησε να πραγματοποιήσω αυτή την ανάλυση είναι η βαθμιαία αλλά σταθερή ανοδική πορεία του ανορθόδοξου τρόπου, που έχει επιλεχθεί και καθιερωθεί για τη μετατροπή της χημικής ενέργειας των καυσίμων σε ηλεκτρική ενέργεια.

Φαίνεται πλέον ξεκάθαρα, ότι ο πλανήτης μας ρυπαίνεται με γεωμετρική πρόοδο και αυτή η ρύπανση οφείλεται κυρίως σε ανθρωπογενή αίτια. Η συνεχώς αυξανόμενη κακή χρήση των υδρογονανθράκων (φυσικού αερίου, πετρελαίου και υποκατάστατων, όπως βενζίνης κλπ.) ως καύσιμης ύλης έχει ξεπεράσει κάθε προηγούμενο και είναι συντελεί στην διαρκή υποβάθμιση του γήινου περιβάλλοντος.

Η χρήση της καύσης του άνθρακα και ειδικά των υδρογονανθράκων με την εδώ και περίπου 150 χρόνια εφαρμοζόμενη μέθοδο μετατροπής τους (χημική – θερμική) σε ηλεκτρική, κινητική κλπ. ενέργεια, μας προσφέρει έναν πολύ μικρό βαθμό απόδοσης. Τούτο οφείλεται στο γεγονός, ότι κάθε θερμική μηχανή έχει απώλειες ενέργειας, που αποβάλλονται υπό μορφή θερμότητας, με συνέπεια η ωφέλιμη ενέργεια της θερμικής μηχανής να είναι κατά πολύ μικρότερη από την αρχική ενέργεια που της δόθηκε.

Εν κατακλείδι, ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής υποδηλώνει, ότι σε κάθε θερμικό σύστημα υπάρχει πολύ μεγάλη απώλεια ενέργειας.

O Nicolas Leonard Sadi Carnot διατύπωσε το 1824 τις πρώτες θεωρίες για την μέγιστη απόδοση των θερμικών μηχανών, που έθεσαν τις βάσεις και αργότερα χρησιμοποιήθηκαν από τον Rudolf Clausius αλλά και από τον Λόρδο Kelvin για την ποσοτικοποίηση και οριστικοποίηση του 2ου νόμου της θερμοδυναμικής και τον καθορισμό της έννοιας της εντροπίας. Για τον λόγο αυτό ο Sadi Carnot αναφέρεται συχνά ως «πατέρας της θερμοδυναμικής».

Το θεώρημα Carnot που προτάθηκε το 1824 και ονομάζεται κανόνας του Carnot και καθορίζει τα όρια της μέγιστης απόδοσης των θερμικών μηχανών, αφού σύμφωνα με αυτό η απόδοση μιας θερμικής, μηχανής εξαρτάται αποκλειστικά από

Κβαντική υφή του Χωροχρόνου . Ένα άλλο Σύμπαν !

Κβαντική υφή του Χωροχρόνου .

Ένα άλλο Σύμπαν!

1

Στη Νευτώνεια φυσική, ο χρόνος και ο χώρος συγκροτούν ένα υπόβαθρο, όπου συμβαίνουν τα φαινόμενα και τα γεγονότα, το οποίο όμως δεν επηρεάζεται από αυτά. Ο χρόνος ήταν διαχωρισμένος από τον χώρο.

Με την εμφάνιση της θεωρίας της γενικής σχετικότητας, ο χώρος συνδυάστηκε και ενσωματώθηκε με τον χρόνο, στον  χωροχρόνο, ο οποίος όμως παραμορφώνεται από την ύπαρξη της ύλης και της ενέργειας.

Στην κβαντική μηχανική, ο χωροχρόνος παραμένει καθορισμένος και σταθερός, ενώ η ύλη γίνεται ακαθόριστη. Οι τροχιές των υλικών σωματιδίων μπορούν να εκφραστούν μόνο ως “νέφη” πιθανοτήτων.
 Έρχεται τώρα η θεωρία της κβαντικής βαρύτητας, γνωστή ως βαρύτητα βρόχων και κβαντική γεωμετρία, ως μία κβαντική θεωρία του χωροχρόνου, η οποία προσπαθεί να συμφιλιώσει τις φαινομενικά ασυμβίβαστες θεωρίες της κβαντομηχανικής και της γενικής σχετικότητας. Η κβαντική βαρύτητα βρόχων θεωρεί ότι ο χώρος και ο χρόνος είναι κβαντοποιημένοι και ακριβώς όπως η ύλη, συγκροτούνται από ελάχιστες και διακριτές – δηλαδή, κβαντισμένες – ποσότητες.

Σύμφωνα με τη θεωρία αυτή, η οποία συνδυάζει τα χαρακτηριστικά της κβαντικής θεωρίας και της βαρύτητας, ο χωροχρόνος πρέπει να είναι και παραμορφώσιμος και ‘συγκεχυμένος’. 

Το χωροχρονικό, πλέον, συνεχές αντικαθίσταται από έναν κόσμο ο οποίος αποτελείται από μικροσκοπικά, αδιαίρετα “άτομα” χώρου και χρόνου. Στην νέα θεωρία το μήκος, η επιφάνεια και ο όγκος του χώρου δεν μπορούν να έχουν μέγεθος μικρότερο από κάποιες τιμές, οι οποίες προσδιορίζονται από το μήκος Planck, που ισούται με 10-33εκατοστά, ενώ κάθε“κβάντο χρόνου” έχει μέγεθος που αντιστοιχεί στον χρόνο Planck:10-43 δευτερόλεπτα.
Οι μονάδες Planck αντιστοιχούν σε μία εποχή – πολύ κοντά στη Μεγάλη Έκρηξη – κατά την οποία η βαρύτητα ήταν ενοποιημένη με τις άλλες τρεις αλληλεπιδράσεις της φύσης, την ηλεκτρομαγνητική, την ισχυρή και ασθενή πυρηνική.
Επομένως ένα “κβάντο όγκου”, δηλαδή ο μικρότερος όγκος αυτού του κβαντισμένου χώρου, είναι 10-99 κυβικά εκατοστόμετρα και αντιστοιχεί σε ένα κόμβο, που το φως χρειάζεται χρόνο 10-43 δευτερόλεπτα, για να τον διασχίσει.

Επειδή αυτές οι μονάδες όγκου είναι πάρα πολύ μικρές, μπορούν να παρασταθούν με σημεία, από τα οποία ξεκινούν έξι (6) γραμμές ως έδρες του κύβου. Όταν δύο τέτοιοι κύβοι συνδέονται, τότε παριστάνονται με δύο τελείες που ενώνονται με μία γραμμή, η οποία συμβολίζει την κοινή τους έδρα, ενώ άλλες 5 γραμμές προεξέχουν από την κάθε τελεία.

Με τον τρόπο αυτό μπορούμε να δημιουργήσουμε ένα δίκτυο, λεγόμενο “δίκτυο σπιν”, τέτοιων κύβων, κβάντων χώρου, ο ιστός δηλαδή του μακροσκοπικού χώρου, όπως εμείς τον κατανοούμε. Οι συνδυασμοί, βέβαια, μπορεί να είναι πολύπλοκοι και εκτός από κύβους να σχηματίζουν και άλλα πολύεδρα!
Τα δίκτυα σπιν που περιγράφουν τον χώρο στην κβαντική βαρύτητα μπορούν να συμπεριλάβουν και την έννοια του χωροχρόνου. Με την προσθήκη μίας νέας διάστασης του “χρόνου”, οι γραμμές των δικτύων σπιν μετατρέπονται σε δισδιάστατες επιφάνειες, ενώ τα σημεία μεταβάλλονται σε γραμμές, σχηματίζοντας ένα ακόμη πιο πολύπλοκο μωσαϊκό, το οποίο αποκαλείται “αφρός σπιν”. Κάθε δίκτυο σπιν θυμίζει ένα στιγμιότυπο, μία “παγωμένη” στιγμή του Σύμπαντος
Τα μαθηματικά που περιγράφουν τις διάφορες κβαντικές καταστάσεις του χώρου προσδιορίζουν τον τρόπο με τον οποίο ενώνονται κάθε φορά μεταξύ τους αυτές οι τελείες και οι γραμμές. Κάθε τέτοιο διάγραμμα αντιπροσωπεύει και μια διαφορετική κβαντική κατάσταση.

 

Αν θεωρήσουμε το δίκτυο των σπιν ότι δημιουργεί τον χώρο και την ύλη, τότε ο χώρος παύει να είναι ένας τόπος όπου συμβαίνει η κίνηση των σωματιδίων, αλλά αντίθετα γίνεται ένα καλειδοσκόπιο συνεχών αλλαγών δομών και διαδικασιών.

Στην εικόνα αυτή δεν υπάρχουν αντικείμενα, παρά μόνο γεωμετρικές σχέσεις.
Οι κώνοι φωτός μέσα στον χώρο.   (Πάνω ο κώνος του μέλλοντος – στο κέντρο το τώρα, το παρόν – κάτω ο κώνος του παρελθόντος)
Οι “κώνοι φωτός”  δημιουργούνται από τη