Seuraa 
Viestejä5372

Ajatuskoe 1:

Jos jousi puristetaan kokoon, niin jouseen varastoituu potentiaalienergiaa. Koska jousivoima on konservatiivinen samoin kuin gravitaatiovoima, niin jousen potentiaalienergian ei muutu lämmöksi, mutta muuttuuko se massaksi?

Jos kokoon puristettu jousi kuitenkin jäähdytetään nestemäisellä typellä tai heliumilla ja atomisoidaan, niin eikö tällöin jousen potentiaalienergia katoa? Jolloin energian säilymisen periaate särkyy.

Ajatuskoe 2:

Oletetaan että meillä on taianomainen Makon 3D-printteri, joka pystyy rakentamaan kappaleita atomi atomilta. Näin se pystyy helposti rakentamaan jousen. Mutta eikö se pysty rakentamaan samalla energialla myös jousen, jolla on potentiaalienergiaa? Näin syntyy tyhjästä potentiaalienergiaa ja energian säilymisen periaate särkyy jälleen.

*

Jos/kun nämä molemmat ajatuskokeet ovat korrekteja, niin selitys näille löytyy siitä, että klassinen mekaniikka määrittelee työn väärin. Kappaleiden ominaisuudet kun ovat kvanttiteoriassa enemmän sukua informaatiolle, eikä klassinen mekaniikka pysty käsittelemään kvantti-informaatiota kunnolla.

Esimerkiksi se, että kestomagneetin pystyy luomaan ympärilleen magneettisen voimakentän, joka pystyy tekemään rajattomasti työtä gravitaatiovoimaa vastaan, on ennemminkin vain informaatiokysymys, koska magneettiset ominaisuudet perustuvat alkeismagneettien järjestykseen.

Näin klassisen mekaniikan energian säilymisen periaatteet menettävät merkityksensä, jos gravitaatio ja sähkömagnetismi määritellään voimaksi. Sillä voimalla millä maapallo vetää sinua puoleensa, voisit lentää noin 25 vuodessa Andromeda-galaksiin. Mutta onneksi sähkömagnetismi on paljon vahvempi voima, joten sille ei tuota hankaluuksia tuottaa niin suurta tukivoimaa, ettei kappaleiden rakenteellista luhistumista pääse tapahtumaan.

Se miksi kvanttiteorian edellyttämä energian säilyminen ei rikkoudu näissä ajatuskokeissa, johtuu siitä, ettei kvanttiteoria tunne potentiaalienergian käsitettä, koska potentiaalienergia on epäfysikaalinen käsite, toisin kuin esimerkiksi pyörimisenergia.

»According to the general theory of relativity space without aether is unthinkable.»

Sivut

Kommentit (164)

Vierailija
Puuhevonen
Jos jousi puristetaan kokoon, niin jouseen varastoituu potentiaalienergiaa. Koska jousivoima on konservatiivinen samoin kuin gravitaatiovoima, niin jousen potentiaalienergian ei muutu lämmöksi, mutta muuttuuko se massaksi?

Ei.

Jos kokoon puristettu jousi kuitenkin jäähdytetään nestemäisellä typellä tai heliumilla ja atomisoidaan, niin eikö tällöin jousen potentiaalienergia katoa? Jolloin energian säilymisen periaate särkyy.
Potentiaalienergia säilyy kiteissä. Joudut käyttämään enemmän energiaa jousen jäähdyttämiseen kuin jouseen on varattuna.
Suattaapi jousi poksahtaa sisäisen jännityksen kasvaessa liian suureksi. Toisaalta kylmähitsaus saattaa vain muuttaa jousen muotoa.

Oletetaan että meillä on taianomainen Makon 3D-printteri, joka pystyy rakentamaan kappaleita atomi atomilta. Näin se pystyy helposti rakentamaan jousen. Mutta eikö se pysty rakentamaan samalla energialla myös jousen, jolla on potentiaalienergiaa? Näin syntyy tyhjästä potentiaalienergiaa ja energian säilymisen periaate särkyy jälleen.

Silloin pitäisi pakottaa atomeita paikoilleen, jolloin energiankulutus lisääntyy.

bosoni
Seuraa 
Viestejä2704
Puuhevonen
Jos kokoon puristettu jousi kuitenkin jäähdytetään nestemäisellä typellä tai heliumilla ja atomisoidaan, niin eikö tällöin jousen potentiaalienergia katoa? Jolloin energian säilymisen periaate särkyy.



Mihin se nyt tuosta katoaisi? Jousen puristumiseen varastoitu energiahan on vain sitä, että aomit ovat puristuneita keskimäärin hieman lähemmäs tai tauemmas toisitaa kuin lepoetäisyys. Jos atomit puretaan irti toisistaan, niin tarvittavaan energiaan vaikuttaa periaatteessa nuo etäisyydet.


Ajatuskoe 2:

Oletetaan että meillä on taianomainen Makon 3D-printteri, joka pystyy rakentamaan kappaleita atomi atomilta. Näin se pystyy helposti rakentamaan jousen. Mutta eikö se pysty rakentamaan samalla energialla myös jousen, jolla on potentiaalienergiaa? Näin syntyy tyhjästä potentiaalienergiaa ja energian säilymisen periaate särkyy jälleen.




Tuohon pätee sama kuin edelliseen. Jos olisi joku tuollainen printteri, niin kokoamiseen käytettävään energiaan/vapautuvan energian määrään vaikuttaisi nuo luodut jännitteet.


Jos/kun nämä molemmat ajatuskokeet ovat korrekteja, niin selitys näille löytyy siitä, että klassinen mekaniikka määrittelee työn väärin. Kappaleiden ominaisuudet kun ovat kvanttiteoriassa enemmän sukua informaatiolle, eikä klassinen mekaniikka pysty käsittelemään kvantti-informaatiota kunnolla.



Ei tuossa ole kyse muusta kuin huolimattomasta ajattelusta. Myös semiklassisessa kvanttiteoriassa käytetään klassista potentiaalia, ja periaatteessa tuollaisiin kentiin liittyvät työn ovat vastaavia kuin klassisessa teoriassa. Kvanttikenttä teorioissakin periaatteessa noiden edellisten esimerkkien kannalta hiukkaskenttien energiat noudattaisi keskimäärin klassista energian säilymistä.


Esimerkiksi se, että kestomagneetin pystyy luomaan ympärilleen magneettisen voimakentän, joka pystyy tekemään rajattomasti työtä gravitaatiovoimaa vastaan, on ennemminkin vain informaatiokysymys, koska magneettiset ominaisuudet perustuvat alkeismagneettien järjestykseen.



Höpö höpö. Nyt unohdit sen klassisenkin työn määritelmän.

Jos sorruin (taas) virheeseen, niin tukka varmaan vain oli silmillä, kuten kuva osoittaa...

Sisältö jatkuu mainoksen alla
Sisältö jatkuu mainoksen alla

Jokainen konkreettinen ilmiö on muodostunut erilaisista energiamuodoista. Kaikki konkreettinen, mitä tiedetään olevan, on siis energiaa. Siksi onkin kiinnostavaa yrittää tarkastella joitakin energiailmiöitä.

Ensin vaikka kuulantyöntö. Käteen on varastoitunut energiaa ATP-molekyylien rakenteeseen. Seuraavaksi kyseinen energia on siirtymässä kuulaan. Työntövoima aiheutuu siirtyvästä energiasta, joka menee kädestä kuulaan virtuaalisten fotonien energiana. Toinen osa käden ATP-energiasta menee rekyylivoiman muodossa maapalloon.

Sen jälkeen alkaa myös maan painovoimakenttään tuntemattomalla tavalla aiemmin varastoitunut nostoenergia (pot.energia) purkautua kentästä ja siirtyä kuulaan ilmeten kuulaa kiihdyttävänä vetovoimana (painovoimana).

Toinnen esimerkki voisi olla joku staattinen voima, esimerkiksi jännitetty jousi. Miten energia on siinä? Veikkaan, että siinäkin energia on virtuaalihiukkasina, jotka eivät kuitenkaan virtaa pois (ennen laukaisua), vaan käyttäytyvät analogisesti kemiasta tutun dynaamisen tasapainon tavoin virraten siis vain edestakaisin.

Jousen liuetessa esim. happoon siitä vapautuvat virtuaalihiukkaset aiheuttavat liuokseen vähäisen lämmönlisän.

Myös esim. ilmassa leijuva magneetti kenttineen on olemukseltaan staattinen (eikä tee työtä, kuten bosoni toteaakin) ja toteuttaa dynaamista tasapainoa ehkä magneettikenttänsä "putkimaisissa" kenttäviivoissa.

kfa
Seuraa 
Viestejä2517
Puuhevonen
Ajatuskoe 1:

Jos jousi puristetaan kokoon, niin jouseen varastoituu potentiaalienergiaa. Koska jousivoima on konservatiivinen samoin kuin gravitaatiovoima, niin jousen potentiaalienergian ei muutu lämmöksi, mutta muuttuuko se massaksi?


Kyllä, jos joudut tekemään työtä jousen puristamisessa. Jousen puristaminen kasaan liikuttaa jousen atomeita pois tasapainoasemistaan (energiaminimi), jolloin atomien väliset sähkökentät paikallisesti muuttuvat (hyvin vähän). Potentiaalienergia varastoituu sähkökenttiin, joten jousen puristaminen muuttaa jousessa vallitsevien paikallisten sähkökenttien voimakkuutta. Kenttiin varastoituva energia näkyy jousen massan kasvuna kaavan E = mc^2 mukaisesti.

Vastaus on siis kyllä, jousen massa kasvaa kun puristat sitä kasaan.

Puuhevonen
Jos kokoon puristettu jousi kuitenkin jäähdytetään nestemäisellä typellä tai heliumilla ja atomisoidaan, niin eikö tällöin jousen potentiaalienergia katoa? Jolloin energian säilymisen periaate särkyy.

Mitä ihmettä tarkoittaa atomisointi? Jos tarkoitat jousen hajottamista yksittäisiksi atomeiksi niin energia säilyy silloinkin. Joudut tekemään paljon työtä repiäksesi atomit irti tasapainoasemistaan kiinteän aineen kidehilassa (höyrystäminen) jolloin muodostuvan kaasupilven massa on suurempi kuin alkuperäisen jousen.

Lämpöliike varastoituu kiinteään aineeseen atomien värähtelyinä ja johteen tapauksessa myös elektronikaasun ominaisuuksiin. Lämmön tuominen aineeseen lisää aineen massaa samaisen kaavan E = mc^2 mukaisesti.

Kim Fallström kfa+news@iki.fi

Entä jos nostetaan vaikka 1kg massainen kivi metrin korkeuteen vaikka pöydän päälle ja sitten huitaistaan Maa pois alta, kivi jää leijjailemaan tyhjyyteen ja päättele sitten siinä onko kiveä nosteltu vai ei.

Puuhevonen
Seuraa 
Viestejä5372
kfa
Puuhevonen
Ajatuskoe 1: Jos jousi puristetaan kokoon, niin jouseen varastoituu potentiaalienergiaa. Koska jousivoima on konservatiivinen samoin kuin gravitaatiovoima, niin jousen potentiaalienergian ei muutu lämmöksi, mutta muuttuuko se massaksi?
Kyllä, jos joudut tekemään työtä jousen puristamisessa. Jousen puristaminen kasaan liikuttaa jousen atomeita pois tasapainoasemistaan (energiaminimi), jolloin atomien väliset sähkökentät paikallisesti muuttuvat (hyvin vähän). Potentiaalienergia varastoituu sähkökenttiin, joten jousen puristaminen muuttaa jousessa vallitsevien paikallisten sähkökenttien voimakkuutta. Kenttiin varastoituva energia näkyy jousen massan kasvuna kaavan E = mc^2 mukaisesti. Vastaus on siis kyllä, jousen massa kasvaa kun puristat sitä kasaan.

Jos tämä vastaus pätee, niin silloin ajatuskoe pitää tehdä kestomagneeteilla, koska kestomagneetit saadaan tekemään sen saman asian kuin mitä jouset tekevät, mutta ilman merkittäviä energian varastoimista sähkökenttiin. Näet 1 cm³ neodyymimagneetti varastoi vain 360 millijoulea energiaa magneettikenttäänsä.

Jouset ovat kuitenkin yksinkertaisempia kuin magneetit, joten siksi esitin ajatuskokeet jousien avulla. Mutta ilmeisesti ajatuskoetta ei voida toteuttaa jousien avulla.

Uusi ajatuskoe 2:

Magnetisoidun neodyymi-rauta-kappaleen järjestäminen vaatii vain noin 360 millijoulea enemmän energiaa kuin magnetisoimattoman neodyymi-rauta-kappaleen järjestäminen. Mutta neodyymimagneetin potentiaalienergia on eri riippuen missä se kootaan. Jos neodyymimagneetti kootaan sentin päässä jääkaapin ovesta, niin sillä on asemansa puolesta kyky tehdä työtä. Näin syntyy uutta potentiaalienergiaa.

Uusi ajatuskoe 1:

Vastaavasti jos jääkaapin ovessa oleva neodyymimagneetin kenttä puretaan, tämä vapauttaa vain 360 millijoulea energiaa, mutta samalla katoaa paljon enemmän potentiaalienergiaa kuin mitä oltaisiin tarvittu neodyymimagneetin irtirepimiseksi jääkaapin ovesta.

Toisin sanoen, vaikka jousella tehdyt ajatuskokeet voidaankin poisselittää kaavan E=mc² kanssa, niin näin ei ole magneetin kohdalla.

kfa
Puuhevonen
Jos kokoon puristettu jousi kuitenkin jäähdytetään nestemäisellä typellä tai heliumilla ja atomisoidaan, niin eikö tällöin jousen potentiaalienergia katoa? Jolloin energian säilymisen periaate särkyy.
Mitä ihmettä tarkoittaa atomisointi?

Ajatus oli siinä, että lähelle absoluuttista nollapistettä jäähdytetyn jännitetyn ja jännittämättömän jousen atomisointi vaatii yhtä paljon energiaa, koska jäähdytetty jännitetty jousi ei kykene enää tekemään työtä asemansa puolesta, koska sen kiderakenne on jäykistynyt. Lähelle absoluuttista nollapistettä jäähdytetyt metallikappaleet puolestaan ovat erittäin hauraita, jolloin niiden atomisointi eli atomien erottaminen toisistaan on helppoa.

bosoni
Puuhevonen
Ajatuskoe 2: Oletetaan että meillä on taianomainen Makon 3D-printteri, joka pystyy rakentamaan kappaleita atomi atomilta. Näin se pystyy helposti rakentamaan jousen. Mutta eikö se pysty rakentamaan samalla energialla myös jousen, jolla on potentiaalienergiaa? Näin syntyy tyhjästä potentiaalienergiaa ja energian säilymisen periaate särkyy jälleen.
Tuohon pätee sama kuin edelliseen. Jos olisi joku tuollainen printteri, niin kokoamiseen käytettävään energiaan/vapautuvan energian määrään vaikuttaisi nuo luodut jännitteet.

Ajattelin, että puristuneen jousenkin kohdalla kokoamisen tarvittava energia saadaan van der waalsin -voimista. Toisin sanoean, atomeja ei tarvitse kiinnittää toisiinsa, vaan ne pitää vain tuoda riittävän lähelle toisiaan. Jos meillä on sopiva tukijärjestelmä, niin myös jännitetyn jousen kokoaminen pitäisi olla mahdollista. Esimerkiksi jousen kiderakennetta voidaan muuttaa jäähdyttämällä tai lämmittämällä, kuten yllä osoitin. Jos jännitetty jousi jäähdytetään lähelle absoluuttista nollapistettä, niin se menettää tilapäisesti potentiaalienergiansa, koska jousen kiderakenne muuttuu.

Mutta kuten edellä huomattiin, niin kenties nämä ajatuskokeet eivät toimi jousien kanssa.

bosoni
Kvanttikenttä teorioissakin periaatteessa noiden edellisten esimerkkien kannalta hiukkaskenttien energiat noudattaisi keskimäärin klassista energian säilymistä.

Asia ei ole ihan noin yksinkertainen. Asiat menevät todella monimutkaisiksi jos ajattelet makroskooppisia systeemejä ja erityisesti orbitaalista/pyörivää liikettä. Jos ajattelet maailmankaikkeutta kokonaisuudessaan niin energian säilyminenhän ei päde edes likimääräisesti, koska maailmankaikkeuden laajentuessa syntyy jatkuvasti uutta tyhjiöenergiaa. Toki uusi tyhjiöenergia voidaan lakaista maton alle ja käyttää yksinkertaistettuja klassiseen Newtonin gravitaatioteoriaan perustuvia kosmologisia malleja. Mutta onko tyhjiöenergian jättäminen huomiotta sitten tiedettä?

Vaikka tyhjiöenergia ei ole energiaa klassisen makaniikan näkökulmasta, niin kvanttimekaniikalle tyhjiöenergia on energiaa siinä missä mikä tahansa muu energia. Esimerkiksi Higgsin kenttään varastoidun energian määrä on aika juhlallinen, verrattuna esimerkiksi magneettikenttään varastoituneen energian määrään.

bosoni
Puuhevonen
Esimerkiksi se, että kestomagneetin pystyy luomaan ympärilleen magneettisen voimakentän, joka pystyy tekemään rajattomasti työtä gravitaatiovoimaa vastaan, on ennemminkin vain informaatiokysymys, koska magneettiset ominaisuudet perustuvat alkeismagneettien järjestykseen.
Höpö höpö. Nyt unohdit sen klassisenkin työn määritelmän.

Klassinen työn määritelmä _olettaa_, ettei gravitaatio ole voima, joten kestomagneetti ei tee työtä taistellessaan gravitaatiota vastaan. Tässähän oli se koko homman ajatus, että jos gravitaatio määritellään semanttisesti voimaksi, niin silloin työn määritelmä klassisessa mekaniikassa menettää merkityksensä. Kyse on siis vain semantiikasta miellämmekö gravitaation voimaksi vai emme. Mitä mieltä sinä olet, onko gravitaatio voima vai ei? Mitä empiirinen evidenssi sanoo?

Täytyy siis ymmärtää, että klassisesti potentiaalienergia on kappaleen kyky tehdä _asemansa_ puolesta työtä. Kyse ei siis ole fysikaalisesti todellisesta energiasta. Jousienergian kohdalla huomattiin kuitenkin että kyse ei ole vain klassisesta potentiaalienrgiasta, vaan todellisesta kappaleen ominaisuudesta.

»According to the general theory of relativity space without aether is unthinkable.»

kfa
Seuraa 
Viestejä2517
Puuhevonen
Jos tämä vastaus pätee, niin silloin ajatuskoe pitää tehdä kestomagneeteilla, koska kestomagneetit saadaan tekemään sen saman asian kuin mitä jouset tekevät, mutta ilman merkittäviä energian varastoimista sähkökenttiin. Näet 1 cm³ neodyymimagneetti varastoi vain 360 millijoulea energiaa magneettikenttäänsä.

Jouset ovat kuitenkin yksinkertaisempia kuin magneetit, joten siksi esitin ajatuskokeet jousien avulla. Mutta ilmeisesti ajatuskoetta ei voida toteuttaa jousien avulla.

Uusi ajatuskoe 2:

Magnetisoidun neodyymi-rauta-kappaleen järjestäminen vaatii vain noin 360 millijoulea enemmän energiaa kuin magnetisoimattoman neodyymi-rauta-kappaleen järjestäminen. Mutta neodyymimagneetin potentiaalienergia on eri riippuen missä se kootaan. Jos neodyymimagneetti kootaan sentin päässä jääkaapin ovesta, niin sillä on asemansa puolesta kyky tehdä työtä. Näin syntyy uutta potentiaalienergiaa.

Uusi ajatuskoe 1:

Vastaavasti jos jääkaapin ovessa oleva neodyymimagneetin kenttä puretaan, tämä vapauttaa vain 360 millijoulea energiaa, mutta samalla katoaa paljon enemmän potentiaalienergiaa kuin mitä oltaisiin tarvittu neodyymimagneetin irtirepimiseksi jääkaapin ovesta.

Toisin sanoen, vaikka jousella tehdyt ajatuskokeet voidaankin poisselittää kaavan E=mc² kanssa, niin näin ei ole magneetin kohdalla.




Kestomagneetin magneettinen energia varastoituu staattiseen magneettikenttään ja magneetin mikrorakenteeseen. Magneetti kun muodostuu pienistä erisuuntaisten magnetisaation alueista, joiden kokojen suhteet määräävät materiaalin kokonaismagnetisoitumisen. Jos muutat yksittäisten atomien sijaintia niin muutat samalla aineen kokonaismagnetistoitumista.

Kun purat kestomagneetin atomeiksi niin samalla hajotat sen magneettikentän eli atomi atomilta vähennät kokonaismagnetisoitumista. Magneetin muututtua pilveksi atomeita ei sillä enää ole ulkoista kenttää eikä siis potentiaalienergiaa jääkaapin oven suhteen. Tuo potentiaalienergia poistui yksittäisten atomien irroitustyönä. Sama E = mc^2 päti tässäkin.

Puuhevonen
kfa
Puuhevonen
Jos kokoon puristettu jousi kuitenkin jäähdytetään nestemäisellä typellä tai heliumilla ja atomisoidaan, niin eikö tällöin jousen potentiaalienergia katoa? Jolloin energian säilymisen periaate särkyy.
Mitä ihmettä tarkoittaa atomisointi?

Ajatus oli siinä, että lähelle absoluuttista nollapistettä jäähdytetyn jännitetyn ja jännittämättömän jousen atomisointi vaatii yhtä paljon energiaa, koska jäähdytetty jännitetty jousi ei kykene enää tekemään työtä asemansa puolesta, koska sen kiderakenne on jäykistynyt. Lähelle absoluuttista nollapistettä jäähdytetyt metallikappaleet puolestaan ovat erittäin hauraita, jolloin niiden atomisointi eli atomien erottaminen toisistaan on helppoa.



Mietipä hieman. Suuri osa korkeita lämpötiloja kestävistä aineista (keramiikka, oksidit, kovametallit) ovat hauraita mutta erittäin kovia. Korkean lämpötilan kesto tarkoittaa samalla sitä, että aineesta on vaikea irrottaa yksittäisiä atomeita.

Kiderakenteen jäähdyttäminen tekee sen purkamisesta työläämpää. Materiaali lämmetessään laajenee, jolloin atomit liikkuvat kauemmaksi toisistaan. Tämä liittyy lämpövärähtelyiden vuorovaikutukseen kiteen muodostavien atomien tasapainoaseman kanssa. Kun lämpötila nousee niin lopulta lämpöliike voittaa sitovan voiman ja aine sulaa tai höyrystyy. Sinä olet höyrystämässä (atomisointi = höyrystämistä tai sputterointia) ainetta, joten mitä kuumempaa se on niin sitä helpommin homma onnistuu.

Otapa esimerkiksi vesikide. Irtoaako vesikiteestä helpommin vesimolekyylejä ilmaan silloin, kun kide on todella kylmä vai silloin kun se on lähes jään sulamispisteessä? Havaintojen perusteella vesikiteet asvaltilta häviävät lämpötilan noustessa mutta voivat kovalla pakkasella säilyä kuukausitolkulla.

Kim Fallström kfa+news@iki.fi

Puuhevonen
Seuraa 
Viestejä5372

Kfa, olen erimieltä tulkinnastasi magneettikentän energiasta. Jos demagnetisoit neodyymi-jääkaappimagneetin, niin menetät paljon potentiaalienergiaa, joka varastoitui klassisen mekaniikan mukaan magneettiin kun kiinnitit neodyymimagneetin jääkaapin oveen. Mutta demagnetisoiminen vapauttaa vain noin 360 millijoulea energiaa, joka oli varastoituneena magneettikenttään.

*

Nitinol, eli nikkelin ja titaanin metalliseos (alloy), on mielenkiintoisempi kuin tavallinen jousi, koska nitinol-jousen potentiaalienergia ei tallennu E=mc² kaavan mukaisesti, vaan se tallentuu kvanttimuistiin informaationa. Näin nitinolista voidaan rakentaa jänniä lämpövoimakoneita (heat engine), jotka konvertoivat lämpötilaeron suoraan mekaaniseksi työksi: »Demonstration model heat engines have been built which use nitinol wire to produce mechanical energy from hot and cold heat sources.» (wikipeedia)

ks.

http://en.wikipedia.org/wiki/Nickel_titanium
http://www.imagesco.com/nitinol/heat-engine.html (wikipeedian refernssi, en tiedä onko luotettava sivusto)

Esittämäni alkuperäiset ajatuskokeet siis todella toimivat jos käytetään tavallisten jousien sijaan nitinol-jousia. Kvanttifysiikka kun on ihan hauskaa, koska toisin kuin klassinen mekaniikka, niin kvanttimekaniikka perustuu informaatioon.

»According to the general theory of relativity space without aether is unthinkable.»

Neutroni
Seuraa 
Viestejä31341
Puuhevonen
Kfa, olen erimieltä tulkinnastasi magneettikentän energiasta. Jos demagnetisoit neodyymi-jääkaappimagneetin, niin menetät paljon potentiaalienergiaa, joka varastoitui klassisen mekaniikan mukaan magneettiin kun kiinnitit neodyymimagneetin jääkaapin oveen. Mutta demagnetisoiminen vapauttaa vain noin 360 millijoulea energiaa, joka oli varastoituneena magneettikenttään.



Se kenttä muuttuu, kun tuot ferromagneettista ainetta tai muita magneetteja sen läheisyyteen ja sen hävittämiseen kuluu se potentiaalienergia, joka magneettien asettelulla on saatu.

Nitinol, eli nikkelin ja titaanin metalliseos (alloy), on mielenkiintoisempi kuin tavallinen jousi, koska nitinol-jousen potentiaalienergia ei tallennu E=mc² kaavan mukaisesti, vaan se tallentuu kvanttimuistiin informaationa.



Mikä tahansa sisäenergian muoto vaikuttaa massaan.

Esittämäni alkuperäiset ajatuskokeet siis todella toimivat jos käytetään tavallisten jousien sijaan nitinol-jousia. Kvanttifysiikka kun on ihan hauskaa, koska toisin kuin klassinen mekaniikka, niin kvanttimekaniikka perustuu informaatioon.



Eivät ne toimi unobtainiunjousilla eivätkä magneeteilla. Usko nyt jo, että ei tässä asiassa nyt vain ole ilmaisia lounaita kvanttimaailmassakaan.

Puuhevonen
Seuraa 
Viestejä5372
Neutroni
Puuhevonen
Esittämäni alkuperäiset ajatuskokeet siis todella toimivat jos käytetään tavallisten jousien sijaan nitinol-jousia. Kvanttifysiikka kun on ihan hauskaa, koska toisin kuin klassinen mekaniikka, niin kvanttimekaniikka perustuu informaatioon.
Eivät ne toimi unobtainiunjousilla eivätkä magneeteilla. Usko nyt jo, että ei tässä asiassa nyt vain ole ilmaisia lounaita kvanttimaailmassakaan.

Voisitko perustella miksei toimi nitinol-jousilla? Tiedätkö edes mistä nitinoljousissa on kyse? Jos tiedät niin selitä omin sanoin.

Kun maailmankaikkeus laajenee, niin laajeneminen synnyttää jatkuvasti uutta tyhjiöenergiaa. Eikö tämä ole ilmainen lounas? Lisäksi se että meillä on ylipäänsä maailmankaikkeus, on ilmainen lounas, koska jos maailmankaikkeus ei syntynyt tyhjästä, niin mistä sitten?

»According to the general theory of relativity space without aether is unthinkable.»

Puuhevonen
Seuraa 
Viestejä5372
Neutroni
Puuhevonen
Kfa, olen erimieltä tulkinnastasi magneettikentän energiasta. Jos demagnetisoit neodyymi-jääkaappimagneetin, niin menetät paljon potentiaalienergiaa, joka varastoitui klassisen mekaniikan mukaan magneettiin kun kiinnitit neodyymimagneetin jääkaapin oveen. Mutta demagnetisoiminen vapauttaa vain noin 360 millijoulea energiaa, joka oli varastoituneena magneettikenttään.
Se kenttä muuttuu, kun tuot ferromagneettista ainetta tai muita magneetteja sen läheisyyteen ja sen hävittämiseen kuluu se potentiaalienergia, joka magneettien asettelulla on saatu.

Luulen että olet tuossa olettamuksessasi väärässä. Magneettikentän magneetin jääkaappiin kiinnittävä vaikutus perustuu informaatioon samalla tavalla kuin gekkojen varvas. Kun gekon varvas on tietyssä konfiguraatiossa, se luo lasiin voimakkaan van der waals voiman, mutta jos gekko muuttaa varpaansa konfiguraatiota, niin van der waalsin voima katoaa.

Van der waalsin voima puolestaan ei ole klassisen mekaniikan voima, vaan se on atomin kvanttiominaisuus. Magneettikenttä käyttäytyy jääkaapin yhteydessä samalla tavalla, eli kyse on kvantti-informaatiosta. Gekon massa ei suinkaan kasva kun se on kiinnittyneenä lasiin samoin jääkaappimagneetin massa ei suinkaan kasva kun se on kiinnittyneenä jääkaapin oveen.

Nitinol perustuu samalla tavalla kvantti-informaatioon, joten kylmän nitinol-jousen potentiaalienergia ei varastoidu massan lisäyksenä, vaikka se aktualisoituukin kun jousta lämmitetään 10 asteella ja nitinolin kiderakenne muuttuu.

»According to the general theory of relativity space without aether is unthinkable.»

bosoni
Seuraa 
Viestejä2704

Ei tuo jousen muuttaminen magneettiseksi muuta mitään. Magneettikenttiin voidaan tietysti varastoida energiaa, ja sitä voidaan muuttaa vaikkapa liikuttelemalla magneetteja ja magnetoituvia esineitä suhteessa toisiinsa. Vaikka purkaisit kappaleeseen kohdistuvia voimia pienempiä osasia kerrallaan, niin ei se muuta siihen tarvittavia tai siitä vapautuvia energioita. Magnetoimiseen tarvitaan energiaa.

Kuten neutroni totesi, niin ei kvanttimekaniikka muuta sitä asiaa mihinkään, Kyllä kvanttimekaniikassakin magneettisten momenttien kääntely suhteessa toisiinsa muuttaa systeemin energiaa. Helppona esimerkkinä voidaan ottaa atomissa tapahtuvien energiatilojen muutokset. Atomin kokonais magneettimomentti muuttuu, jos ytimen spin muuttuu. Tämä voidaan havaita esimerkiksi siitä, että atomin rata epähomogeenisessa magneettikentässä muuttuu! (googleta Gern-Sterlach) Ja tuon spinin muutoksen yhteydessä atomi absorboi tai emittoi energiaa, riippuen siitä mihin suuntaan ytimen tai elektroniverhon elektronin spin muuttuu.

Tutuin esimerkki tuollaisesta löytyy atomikelloista, joissa atomin ylihienorakenteen energiatila muuttuu ytimen spinin muutoksessa.

Jos sorruin (taas) virheeseen, niin tukka varmaan vain oli silmillä, kuten kuva osoittaa...

Puuhevonen
Seuraa 
Viestejä5372
bosoni
Magnetoimiseen tarvitaan energiaa.

Niin tarvitaan. 1 cm³ neodyymimagneetin magnetisoimiseen tarvitaan energiaa noin 360 millijoulea. Tämä tarvittava energia on vain pieni murto-osa siitä, mitä neodyymimagneetti voi tehdä jääkaapin ovessa.

Magnetisoidun ja magnetisoimattoman rauta-neodyymi-kappaleen (1 cm³) energia ero on noin 360 millijoulea. Neodyymimagneetin kentän energia on noin 40-50 megagauss-ørstediä.

»According to the general theory of relativity space without aether is unthinkable.»

Puuhevonen
Seuraa 
Viestejä5372
Puuhevonen
Nitinol perustuu samalla tavalla kvantti-informaatioon, joten kylmän nitinol-jousen potentiaalienergia ei varastoidu massan lisäyksenä, vaikka se aktualisoituukin kun jousta lämmitetään 10 asteella ja nitinolin kiderakenne muuttuu.

Ilmeisesti ajatuskoe ei toimi nitinoljousella, koska nitinoljousen kidehilaan ei viileänä varastoidu energiaa. Vaan se ottaa kiderakenteen muutokseen tarvittavan energian ympäristöstään. Näin jousi pystyy muuntamaan alle 10 asteen lämpötilaeron suoraan mekaaniseksi työksi.

Joten jäljelle jää siis esimerkkeinä vain gekon varpaat ja neodyymimagneetit, joilla ajatuskokeen voi toteuttaa.

Nitinol on itsessään kiinnostava lämpökoneena, koska se pystyy muuntamaan niin pienen lämpötilaeron mekaaniseksi työksi, muttei valitettavasti autakaan tämän ajatuskokeen pohtimista.

»According to the general theory of relativity space without aether is unthinkable.»

visti
Seuraa 
Viestejä6331

Liian mystistä puuhevonen.
Sinulla on ilmaa männän takana. Painat mäntää, jolloin "jännität jousta" ja mäntä on valmis ponnahtamaan takaisin systeemin saadessa potentiaalienergiaa (tarkemmin sisäisen energian kasvaessa työtä tehden).
Kun jäähdytät pönttöäsi siirrät siitä pois energiaa ja tietyssä lämpötilassa mäntä ei vapaaksi päästettynä halua liikkua ulos eikä sisään. Jos säiliötä jäähdytetään edelleen on siellä lopulta kourallinen "lunta", jota mäntä ulkoisen ilmanpaineen pakottaamana ahdistaa.
Asian ydin on siinä, että systeemistä poistuu jäähdytettäessä energiaa ja samalla systeemin ominaisuudet muuttuvat, jolloin sen alkuperäinen potentiaalienergia on poistunut lämpönä.
Otetaan käänteinen esimerkki. Sinulla on 100 m ratakiskoa nestetypessä. Kun typpi on kiehunut pois, voi pystyssä olevan ratakiskon yläpää nostaa taakkaa ja tehdä työtä kiskon pidetessä. Taas energiaperiaate rikkoontui?
Fysiikassa ei ole keskeisempää periaatetta kuin energian säilyminen. Monesti onkin hyvä kysyä, että missä minä ajattelen väärin, kun tässä ei näytä energia säilyvän. Sinä taas lähestyt asiaa ensin sopivan varovasti, mutta sitten inttäen ja hämärtäen magneettikentillä ja "kvanttifysiikalla" alkuräjähdystäkään unohtamatta. Ikiliikkuja ei kertakaikkiaan toimi - ei edes magnetismia hyödyntävä.

Sivut

Suosituimmat

Uusimmat

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Uusimmat

Suosituimmat