Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 365 dotazů obsahujících »jev«
173) Perpetuum mobile
27. 01. 2006
Dotaz: Jak je definováno perpetum mobile? (Milan)
Odpověď: Perpetuum mobile prvního druhu (perpetual motion machine of the first kind) je definováno jako zařízení, které by trvale či periodicky konalo práci bez toho, že by mu byla dodávána tomu odpovídající energie zvenčí - představte si tedy třeba automobil, který by jezdil, aniž by spotřebovával polivo. Šlo by zjevně o porušení zákona zachování energie (nebo též první věty termodynamické) a proto nás nepřekvapí, že takové zařízení nemůže existovat.
Perpetuum mobile druhého druhu (perpetual motion machine of the second kind) je zařízení, které bezestráty (bez potřeby dodávat energii zvenčí) přeměňuje tepelnou energii na energii jiného druhu, případně na práci - to si můžeme představit jako ledničku, která elektřinu vůbec nespotřebovává, ale zmrazováním potravin (na teplotu nižší než okolí) ji vyrábí. Ani takovéto zařízení nemůže existovat, porušuje totiž fyzikální zákon zvaný druhá věta termodynamická.
Obvykle se za perpetuum mobile považuje i stroj, který sice nekoná žádnou práci, setrvává však stále v pohybu. Takové zařízení by dle fyzikálních zákonů mohlo fungovat, pokud by neexistovalo žádné tření (resp. disipace).
Lingvistická poznámka: správný tvar je PERPETUUM MOBILE, tedy se 2 písmenky "u" ve slově perpetuum.
Dotaz: Zajímalo by mne, zda mají virtuální částice kvantové fluktuace vakua nulovou
gravitační a setrvačnou hmotnost. pokud ano - jak se procentuelně projevuje na
celkové hmotnosti vesmíru pokud ne, co tlačí Casimirovy desky k sobě? (Pavel Ouběch)
Odpověď: Velmi obecně pro setrvačné a gravitační účinky je podstatná relativistická
hmotnost částice, tj. v podstatě energie. Tedy například foton, který má sice nulovou klidovou hmotnost, ale nenulovou energii a tedy relativistickou hmotnost
"padá" v gravitačním poli. Pokud takový foton vytvoří virtuální elektron-pozitronový pár, pak díky zachování energie gravitační efekty působící na pár budou stejné, jako na původní (a posléze pokračující) foton. Gravitační účinky na jednotlivé členy páru nelze jednoduše předpovědět, neboť přes vnitřní rozdělení energie (a hybnosti) virtuálních částic se integruje, tj. berou se v úvahu všechny možné realizovatelné situace, navíc s tím, že pro virtuální částice nemusí být splněna relace E2+p2=m02. V silném poli může docházet k zajímavým jevům, např. k produkci reálných částic (jak v elektromagnetickém poli, tak pravděpodobně v gravitačním - tzv. Hawkingovo záření z černých děr. Tyto jevy ale je třeba seriózně počítat v rámci kvantové teorie pole.
Kvantové efekty zpestřující život každé částice však přispívají k její
hmotě - k té, kterou měříme v experimentech. Tj. příspěvek virtuálních částic už je započten ve hmotě částic. S Casimirovým efektem tohle ale vůbec nesouvisí: Casimirův efekt je způsoben tím, že
kvantované pole ve vakuu má svou strukturu, není prostě nula
vakuová konfigurace elektromagnetického pole mezi dvěma vodivými deskami je
jiná, než prostě vakuum od nevidím do nevidím. Tento rozdíl vede k přitažlivé síle, aniž by bylo možné jednoduše odhadnout i třeba jen to, zda je přitažlivá nebo odpudivá.
Jasné vysvětlení Casimirova efektu je v mnohých článcích na webu, stačí do hledače napsat "Casimir effect". Za tento efekt neodpovídá hmotnost virtuálních
části mezi deskami ...
Obecná poznámka k tématu: Prakticky jedinou smysluplnou cestou k pochopení
efektu kvantové teorie pole je seriózní studium kvantové teorie pole.
Dotaz: Nedavno jsem v diskuzi na internetu narazil na nazor, ze permanentni
magnet, ktery je priplacnuty na stenu lednicky a drzi tam papirek s poznamkou,
vykonava praci bez prisunu ci ubytku energie. Ze je to vlastne takove perpetum
mobile. Snazil jsem se nad tim premyslet a vytvoril jsem si urcitou svoji
predstavu, tak by me zajimalo jak to opravdu je. Kde tedy magnet bere svoji
energii na to aby mohl byt neustale pripnut na lednici? Jak funguji sily, ktere
proudi z magnetu a prochazi kovovym predmetem v jeho tesne blizkosti. A vykonava
tedy magnet na lednici (drzic papirek) praci? (Aleš Meister)
Odpověď: Magnet držící papírek žádnou práci nevykonává. Možná to vypadá na první pohled nelogické, ale zkusme nahradit magnet hřebíkem hřebíkem nebo lepidlem - když bude papír na ledničce držet hřebík, asi nám bude připadat v pořádku, že niko žádnou práci nekoná. A to přesto, že hřebík na papír působí silou (kdyby nepůsobil, je výslednice sil působících na papír rovna gravitační síle a papír by musel začít padat). A jelikož tedy magnet žádnou práci nekoná, nespotřebovává ani žádnou energii.
K tomu jak funguji sily, ktere proudi z magnetu a prochazi kovovym predmetem v jeho tesne blizkosti - zde doporučuju přidržet se představy že žádná síla neproudí, ale magnet působí silou na stěnu lednice a ta (dle zákona akce a reakce) zase působí silou (přitahuje) na magnet. Detailní pochopení celého jevu by vyžadovalo podrobnější rozbor chování magnetických dipólů v nehomogenním magnetickém poli.
Messierův katalog vytvořil francouzský astronom Charles Messier jako soupis mlhavých vesmírných objektů (hvězdokup, mlhovin a galaxií). Jeho první vydání z roku 1771 obsahovalo 45 objektů, v současné době katalog obsahuje 110 objektů označovaných M1 až M110.
Planetu Uran objevil William Herschell se svým dalekohledem při systematickém prohledávání oblohy 13. března 1781. Uran byl vlastně pozorován předtím už mnohokrát, ale byl mylně považován za hvězdu.
Planeta Neptun byla objevena 23. září 1846 astronomem Johannem Gottfridem Gallem a studentem astronomie Louisem d'Arrestem s pomocí matematické předpovědi, kterou vypracoval Urbain Jean Joseph Le Verrier.
Vyrobit dokonale přesné zrcadlo o průměru několika metrů je technologicky velmi obtížné a drahé. Složením zrcadla z menších komponent tedy umožňuje vyrábět dalehohledy výrazně levněji (či s větším průměrem zrcadla při stejné ceně).
Dotaz: Na stránkách nějaké firmy, která se zabývá řezáním materiálu vodním paprskem
jsem četl, že při tom dochází ke stlačení vody až o 20 %. Je to možné? Kapaliny
mají být nestlačitelné. Nemůže docházet jen ke stlačení plynů rozpoštěných ve
vodě? Dík. (Hajšman Luboš)
Odpověď: Pro potřeby vysvětlení jevů okolo nás se obvykle předpokládá, že voda stlačitelná není. Není to ale zcela pravda - voda je stlačitelná, jen je k jejímu stlačení potřeba obrovského tlaku. Pokud bych například chtěl litr vody stlačit na 990 ml, tj. zmenšit objem o pouhé 1%, potřeboval bych vyvinout tlak přes 20 MPa. To je 200x více, než je běžný atmosférický tlak okolo vás. Při řezání materiálů proudem vody (vodním paprskem) se ale dosahuje tlaku až 600 MPa. Za těchto podmínek je stlačení vody o zmíněných 20% možné.
