voorstel ppm 2e soort?

Marko

Inderdaad... Hoe kan het gewicht van waterstof nu meer druk veroorzaken dan dat het gewicht van normale lucht helemaal vanaf de ruimte doet? (het gewicht van de lucht bedraagt 1 atmosfeer, vandaar de naam.)

Je moet het omdraaien. Heb je enig idee hoe hoog je opstelling zou moeten worden om voor elkaar te krijgen wat je voor ogen hebt (namelijk, op basis van verschil in molecuulmassa scheiden van 2 gassen)?

Het systeem hoeft helemaal niet zo hoog te zijn, maar wel als je dat membraan wil weglaten.

De hoogte maakt voor de werking totaal niets uit, ook niet voor de werking van de klep. In de dunne buis zal het drukverschil over de hoogte immers precies gelijk zijn aan het drukverschil in de dikke buis.

Dat zei ik al, en dat is precies de reden dat de klep niets doet. Bezie het zo: De buis links en de buis rechts zijn communicerende vaten. Misschien ziet het er niet zo uit omdat ze aan de bovenkant zijn verbonden, maar we hebben het hier over gassen en die trekken zich niet zoveel aan van zwaartekracht. De waterstofmoleculen kunnen heen en weer tussen de linker- en de rechterbuis, én door de membranen heen. Alle ruimtes in de opstelling staan dus voor de waterstofmoleculen reeds met elkaar in contact. Ze nog eens extra met elkaar in contact brengen door de klep open te zetten verandert dus niets.

natuurkunderulez

Marko schreef: ↑za 21 sep 2013, 11:35
Dat zei ik al, en dat is precies de reden dat de klep niets doet.

Als de klep opengaat heft deze toch het vacuum onder de zuiger op? (ook als het membraan niets door zou laten, kan de zuiger dan vrij bewegen)

natuurkunderulez

In het begin ben je het met me eens dat zuiger een arbeid kan leveren naar beneden toe:

Vanuit het perspectief van de zware moleculen bevindt zich aan de andere kant van de zuiger een vacuum. Dát is de drijvende kracht die de zuiger naar beneden duwt. Zodra de zuiger zich in de onderste positie bevindt is er geen kracht meer die de zuiger omhoog kan duwen.

Maar je denkt dat er over het bovenste membraan een drukverschik is:

Er zit nog een membraan tussen dat enkel waterstof doorlaat. De druk in de ruimte boven dat membraan is niet gelijk aan de druk in de cilinder waar het zware gas in zit, maar is gelijk aan de druk in de ruimte onder de zuiger; beide ruimtes kunnen immers enkel waterstofgas bevatten, en staan in verbinding met elkaar. De klep openen heeft hoegenaamd geen effect

Ik geef daarna aan dat dit geminimaliseerd kan worden door de hoogte in te gaan. (wat overigens niet zo hoog hoeft te gaan, want je kunt waterstof al gevangen houden in een reageerbuisje. dat heb ik met mijn eigen ogen gezien.)

Dat houd dus in dat de druk tussen de linkerbuis (boven de zuiger) altijd gelijk is aan de druk onder de zuiger, zoals je zelf ook zegt.

De buis links en de buis rechts zijn communicerende vaten

Dus, in het begin was je het met me eens dat er een vacuum ontstond onder de zuiger. Nu dat we het eens zijn dat de druk rechts van het ventiel 1 atmosfeer (of hoger) is, betekend dit toch dat het vacuum dat onderin ontstaat met de klep opgeheven kan worden? (Je kunt de klep, en de rechterbuis, ook zo groot maken als je wil)

Dan resteert toch alleen nog maar de wrijving en zwaartekracht waartegen de zuiger, na het leveren van een arbeid, omhoog gebracht moet worden?

Dan is er toch sprake van een netto energie? (neto energie = energie uit arbeid - wrijving)

Marko

Er is geen vacuum. Weliswaar is er een onderdruk ten opzichte van de ruimte waar de zware moleculen in zitten (veroorzaakt door het feit dat de zware moleculen daar niet uit kunnen), er heerst echter geen onderdruk ten opzichte van de ruimte rechts van de klep.

In alle ruimtes is de partieeldruk van waterstof gelijk. Dit moet het geval zijn omdat alle ruimtes voor de waterstofmoleculen met elkaar in verbinding staan. De ruimte onder de zuiger en de ruimte rechts van de klep bevatten beide enkel waterstof. De totale druk is daar dus gelijk aan de partieeldruk van waterstof, en dus is de druk aan beide zijden gelijk.

Michel Uphoff

Ik houd het even bij het eenvoudiger voorbeeld dat ik gaf, en neem jouw gedachten mbt een ppm mechanisme daarin mee en geef een samenvatting van de vragen en antwoorden tot op heden.

Stel je ruimte B heel veel groter voor dan A, en desgewenst ook veel hoger.

Beginsituatie: in A bevinden zich kleine moleculen, in B grote en het gaatje kan alleen de kleine doorlaten.

: PPM1.jpg (50.41 KiB) 674 keer bekeken

Jouw idee is hierboven getekend. De kleine moleculen gaan door het gaatje, de druk in A (Pa) neemt dus af en in B (Pb)daarom toe. Door de zwaartekracht worden de gassen gescheiden en komt het lichte gas bovenin drijven. Aangezien Pb groter is dan Pa, hoeft men na voldoende tijd alleen het kraantje maar open te draaien en de lichte moleculen vloeien weer terug in A, waarna het spel opnieuw begint.

Zullen de kleine moleculen door het gaatje gaan? > Ja
Zal er een drukverlaging in A ontstaan? > Ja, totdat de partieeldruk gelijk is
Zal er een drukverhoging in B ontstaan? > Ja, totdat de partieeldruk gelijk is
Zal er als de klep wordt opengezet een stroom gas van B naar A terugvloeien? > Ja (*1)
Is er een conflict met de eerste wet: (zie antwoord Marko, chemisch potentiaal) > nee
Is er een conflict met de tweede wet: (zie mijn antwoord, entropie neemt toe) > Nee
Zou je dus arbeid kunnen leveren met de gasstroom door het pijpje als de klep opengaat? > Ja (*1)
Zullen de moleculen louter onder invloed van de zwaartekracht spontaan ontmengen? > Nee (*2)
Zal er dus een Perpetuum Mobile, of een 'energie uit niets' constructie ontstaan? > Nee

(*1) in steeds afnemende mate, totdat de partieeldruk (aantal kleine moleculen in de ruimtes) gelijk is.

(*2) zou een schending van de tweede wet zijn, er zou - zonder dat er externe energie wordt toegevoegd - een verlaging van entropie ontstaan. Zwaartekracht scheidt de gassen niet, je zal externe energie moeten toevoegen om weer een lagere entropie te realiseren.

Gassen scheiden kan wel, maar dan met zeer grote versnellingen, zoals b.v. gebeurt in ultracentrifuges. Als wij bovenstaand toestel in zo'n centrifuge plaatsen wordt er kennelijk energie van de centrifuge onttrokken om de gassen te scheiden. Maar wat als wij dit toestel in een zeer groot zwaartekrachtveld plaatsen, waar komt dan de energie vandaan?

Een interessant paper over het mengen en ontmengen van gassen (Gibbs paradox) vind je hier

Marko

Michel Uphoff schreef: ↑za 21 sep 2013, 17:02
Zal er als de klep wordt opengezet een stoom gas van B naar A terugvloeien? > Ja (*1)

Dat ligt aan de constructie. Is deze aan de bovenkant open? Dan is het wel zo eerlijk om in de rechterbuis boven de klep eenzelfde verdeling van blauwe en zwarte bolletjes te tekenen als aan de linkerkant.

Is deze aan de bovenkant niet open, en worden bijvoorbeeld de blauwe bollen daar tegengehouden, dan is de druk in de rechterbuis niet gelijk aan de druk in B. Weliswaar loopt de druk in B op, maar de druk in de buis boven de klep is dan gelijk aan de druk in de buis onder de klep.

Michel Uphoff

Dan is het wel zo eerlijk om in de rechterbuis boven de klep eenzelfde verdeling van blauwe en zwarte bolletjes te tekenen als aan de linkerkant.

Natuurlijk, in de haast van het schetsje de grootte van de buis niet nauwkeurig getekend, ik zal het even aanpassen want dit is verwarrend. De grote moleculen kunnen ook door het buisje, maar ik schetste de stelling van TS, dus met de veronderstelde zwaartekrachtwerking.

Maar zolang de partieeldruk niet gelijk is in A en B, dan kan er toch ook naar jouw mening een gasstroom lopen? Hoewel, dat zou dan totdat de partieeldruk gelijk is, via de buis van A naar B zijn, andersom dus.

Marko

Sterker nog, ook als de partieeldruk gelijk is kan dat. Laten we die zwaartekrachtwerking even achterwege en laten we de opstelling 90 graden draaien zodat jouw plaatje in feite het bovenaanzicht is. En laten we voor het gemak beginnen met zuiver blauw aan 1 kant van zuiver zwart aan de andere kant.

Zoals eerder bediscussieerd zal zwart in de ruimte met blauw diffunderen, waardoor aldaar de totale druk toeneemt en in de andere ruimte de totale druk af. In de buis met de klep bevindt zich dan aan de ene kant een mengsel blauw/zwart met een hoge druk en aan de andere kant zuiver zwart met een lagere druk. Zet je de klep open dan zal het gas inderdaad gaan stromen. Dit heeft als neveneffect dat er wat zwarte moleculen zullen gaan diffunderen: een deel door het membraan heen, een ander deel tegen de richting van de gasstroom in. Maar goed, waar dit uiteindelijk toe leidt is dat de gasdruk overal gelijk wordt en de verdeling van blauw en zwart ook.

Dat 2 gassen met gelijke druk, volume en temperatuur toch voor een stroming kunnen zorgen lijkt inderdaad vreemd, maar het essentiële punt is dat het 2 verschillende gassen betreft.

Nu is het voorstel om dit systeem rechtop te zetten, zodat je de gassen zou scheiden. Maar dit werkt niet, althans niet in combinatie met de andere aannames. Zodra je iets maakt waardoor de gassen worden gescheiden vervalt het punt dat de druk aan de andere kant van de klep hoger wordt.

Michel Uphoff

Ja, inderdaad diffunderen natuurlijk beide gassen en wel twee kanten uit. Veronderstelde ppm is hiermee naar mijn mening wel voldoende ontkracht. Maar wat denk jij hierover?

Als wij bovenstaand toestel in zo'n centrifuge plaatsen wordt er kennelijk energie van de centrifuge onttrokken om de gassen te scheiden. Maar wat als wij dit toestel in een zeer groot zwaartekrachtveld plaatsen, waar komt dan de energie vandaan?

Het equivalentieprincipe toepassend, zou een ultracentrifuge of een extreem gravitatieveld niet uit mogen maken. Waar in het laatste geval de energie van betrokken wordt om verlaging van entropie te bereiken, zie ik niet.

ruud_a

ik heb niet de hele discussie doorgelezen, het is me zelfs niet helemaal duidelijk of jullie er uit zijn, maar als je stelt dat het lichte gas omhoog is gediffundeerd, is het zwaardere gas gemiddeld een heel klein beetje gezakt onder invloed van de zwaartekracht.

daar is energie vrij gekomen.

ik las ook nog iets over het aanpassen van de tekening?

Bij antwoord#35?

ik weet niet of dat is gebeurd, maar je zou verwachten dat na verloop van tijd de blauwe bolletjes via de klep ook in A terecht komen?

natuurkunderulez

zou een schending van de tweede wet zijn, er zou - zonder dat er externe energie wordt toegevoegd - een verlaging van entropie ontstaan. Zwaartekracht scheidt de gassen niet, je zal externe energie moeten toevoegen om weer een lagere entropie te realiseren.

Jij hebt in dit voorbeeld een beginsituatie voorgesteld waarin er bovenin niet al een evenwicht was van Licht en zwaar gas; zoals ik dat wel had voorgesteld.

Als je dit wel zou doen, zou dan naar gelang de hoogte de kans niet kleiner worden dat je een zwaar deeltje tegen komt? (en andersom, dat je onderin een licht deeltje tegenkomt. (even buitengesloten diegene die door het gat komen))

Dan zouden de deeltjes die van onder komen uiteindelijk toch steeds boven terecht blijven komen?

Michel Uphoff

Dan zouden de deeltjes die van onder komen uiteindelijk toch steeds boven terecht blijven komen?

Als dat correct zou zijn, zouden gassen onder invloed van zwaartekracht altijd ontmengen. De Aardatmosfeer zou dan onderin vooral zware en bovenin vooral lichte gassen bevatten.

Kern van de zaak is de entropie, die je ook mag interpreteren als de mate van chaos. Alles in de natuur gaat van lagere naar hogere entropie, tenzij er energie wordt toegevoegd (2e wet van de thermodynamica). Als je twee gassen zeer voorzichtig na elkaar een ruimte laat vullen, dan is er in eerste instantie wel een scheiding, licht boven en zwaar onder = lagere entropie (denk maar aan vulkaanmeren die vollopen met CO2). Maar na verloop van tijd zullen de gassen tegen de zwaartekracht in compleet vermengd raken = hogere entropie (denk maar aan de aardatmosfeer, waarin zich goddank onderin niet voornamelijk CO2 bevindt). Het vermengen (van lage naar hoge entropie) gaat vanzelf en kan in principe arbeid verrichten, en voor het ontmengen (van hoge naar lage entropie) is energie nodig.

Marko heeft hiernaast zeer duidelijk gemaakt dat het om de partieeldruk gaat, en dat ieder gas streeft naar een gelijke partieeldruk. Enige berichten geleden twijfelde ik bij het doosje met gas dat spontaan naar een vrijwel vacuüm zou gaan, zie hier . Maar kijk je naar het streven naar gelijke partieeldruk, dan is het logisch dat het doosje vrijwel leegstroomt. Het gas in het doosje zal net zo lang uitstromen totdat de druk van het specifieke gas in en buiten het doosje in evenwicht is. En dat is dus onafhankelijk van de andere gassen (en hun partieeldruk) die zich buiten het doosje bevinden. Ook hier wordt er van lage naar hoge entropie gegaan.

natuurkunderulez

Michel Uphoff schreef: ↑zo 22 sep 2013, 12:58
Kern van de zaak is de entropie, die je ook mag interpreteren als de mate van chaos. Alles in de natuur gaat van lagere naar hogere entropie, tenzij er energie wordt toegevoegd (2e wet van de thermodynamica). Als je twee gassen zeer voorzichtig na elkaar een ruimte laat vullen, dan is er in eerste instantie wel een scheiding, licht boven en zwaar onder = lagere entropie (denk maar aan vulkaanmeren die vollopen met CO2). Maar na verloop van tijd zullen de gassen tegen de zwaartekracht in compleet vermengd raken = hogere entropie (denk maar aan de aardatmosfeer, waarin zich goddank onderin niet voornamelijk CO2 bevindt). Het vermengen (van lage naar hoge entropie) gaat vanzelf en kan in principe arbeid verrichten, en voor het ontmengen (van hoge naar lage entropie) is energie nodig.

Dus: Ook als we in de beginsituatie in mijn opstelling een heel zwaar gas, hexafluoride bijvoorbeeld, met waterstof mengen in het bovenste gedeelte van de cilinder, die 20 kilometer hoog is, dan zal er, als we dat gas goed zouden roeren, daarna met de tijd juist geen verticale rangschikking plaatsvinden?

Of bevind het zware gas zich dan wellicht niet bovenaan, maar het lichte gas zich wel net zoveel ook onderaan? (met als gevolg dat er daarna ook geen onder-druk meer onder het zuiger/membraan zal oplopen.)

Als er wel een onderdruk op zal lopen, zou er nog steeds sprake kunnen zijn van een energie-winning. (we zouden het bovenste membraan immers enkel groot genoeg hoeven te maken om steeds weer het waterstof onderin aan te kunnen voeren.)

natuurkunderulez

The troposphere is mostly heated by transfer of energy from the surface, so on average the lowest part of the troposphere is warmest and temperature decreases with altitude. This promotes vertical mixing (hence the origin of its name in the Greek word τρόπος, tropos, meaning "turn")

Michel Uphoff

Ik neem aan, dat er in extreme situaties mogelijk een verticale gradiënt ontstaat, want men kan gassen ook scheiden met ultracentrifuges. Dat doet men bijvoorbeeld met het gas uraniumhexafluoride om de isotopen 235 en 238 te scheiden.

Maar naar wat ik van ultra centrifuges begrijp is, dat zelfs bij 100.000 rpm en versnellingen tot 1 miljoen keer die van de zwaartekracht de scheiding nog zeer traag verloopt en uitermate onvolledig is. Met moet enorme aantallen van deze centrifuges in cascade zetten om een redelijke scheiding te krijgen.

Dus als er al een gradiënt onder slechts 1 maal de zwaartekracht ontstaat, zal die naar mijn mening zo goed als niets voorstellen. En als die gradiënt er al is, is het de vraag of daar op enigerlei wijze nog energie aan onttrokken kan worden. En als dat al kan, dan is de vraag waar die energie vandaan komt, niet uit het apparaat zelf want de energiewetten zijn onverbiddelijk.

Uiteindelijk is het geheel een simpele black box. En uit zo'n ding kan - hoe vernuftig het apparaat ook gebouwd wordt - nimmer meer energie gehaald worden dan er in wordt gestopt.

Dat neemt niet weg dat dit soort apparaten tot interessante inzichten en discussies kan leiden.

This promotes vertical mixing

En de bijbehorende vraag of conclusie is?

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

voorstel ppm 2e soort?

Re: voorstel ppm 2e soort?

Re: voorstel ppm 2e soort?

Re: voorstel ppm 2e soort?

Re: voorstel ppm 2e soort?

Re: voorstel ppm 2e soort?

Re: voorstel ppm 2e soort?

Re: voorstel ppm 2e soort?

Re: voorstel ppm 2e soort?

Re: voorstel ppm 2e soort?

Re: voorstel ppm 2e soort?

Re: voorstel ppm 2e soort?

Re: voorstel ppm 2e soort?

Re: voorstel ppm 2e soort?

Re: voorstel ppm 2e soort?

Re: voorstel ppm 2e soort?