Is dit een perpetuum mobile ?

[verbunt]

Het laatste plaatje van mijn site lijkt mij duidelijk genoeg. Waneer je de cilinder maar groot genoeg maakt speelt de divider natuurlijk geen enkele rol. Maar waarom zou jouw glas/plexiglas setup nou wel en die van mij niet roteren ? Je kunt wel blijven schrijven over energie maar verklaar jouw standpunt nu eens vanuit krachten.

[eendavid]

In die situatie heb je ook netto adhesieve krachten aan het membraan, zo dat het oppervlak van de plaat/cilinder naar het water wordt getrokken. Dus ook dan heb je geen krachtmoment: aan het water-luchtoppervlak links heb je een neerwaartse kracht die gelijk is aan de linkswerkende kracht aan het water-detergent oppervlak.

Het woordje energie wordt hier nergens gebruikt. Het woordje kracht driemaal, het woordje krachtmoment eenmaal. Er is een kracht die een oppervlak (van bvb glas) naar een vloeistof trekt wanneer adhesie sterker is dan cohesie. Dat is zo'n beetje de definitie van adhesie: de vloeistof wordt naar het oppervlak getrokken, en het oppervlak owv actie-reactie naar de vloeistof. Hoe groter de adhesieve kracht, hoe sterker dit effect is.

Dus als er bijvoorbeeld langs de ene kant glas is, en langs de andere kant plexiglas dan krijg je een krachtmoment.

Als er een overgang is van detergent naar water (of preciezer een gradient in de concentratie van detergent), al dan niet met membraan, dan zal er een kracht zijn in de richting van het water (of preciezer tegengesteld aan de gradient in de concentratie van detergent). Dus als je bijvoorbeeld links water hebt en rechts detergent, dan ontstaat er aan de rand water-lucht een neerwaartse kracht, en aan de 'rand' water-detergent een kracht naar links. Dus geen krachtmoment.

Ik begrijp het probleem niet echt: omdat ik deze kracht aan de hand van energie wilde uitleggen is het plotseling een kracht die niet meer in rekening gebracht mag worden? Het lijkt me nogal duidelijk dat de manier waarop de natuur werkt niet afhangt van hoe een wsf-gebruiker haar wetten probeert uit te leggen?

[eendavid]

Dit dus:

Picture 18.png (15.76 KiB) 1275 keer bekeken

De grootte van F1 is gelijk aan de grootte van F2.

[Bartjes]

Als ik er de tijd voor vind wil ik toch eens proberen de zaak via krachten door te rekenen. Hier kunnen we dan vanuit gaan:

http://hyperphysics....se/surten2.html

Verder lijkt het mij het verstandigste de eenvoudigst mogelijke versie te kiezen. Dat wil zeggen de versie met één cilinder dicht bij één van de wanden van de bak met vloeistof. Door de cilinder zéér groot te nemen, krijg je dan tussen de cilinder en de wand bij benadering een standaard capillair effect (de plaatselijke kromming van de cilinder mag dan verwaarloosd worden).

[eendavid]

Het is natuurlijk interessant om de berekening te maken, en ze volgt onmiddellijk uit de berekening hier (scroll naar 'contact angle'). Het is echter op voorhand duidelijk dat de berekening links en rechts exact dezelfde is (de contacthoek is immers dezelfde).

[verbunt]

Ik ben het er geheel mee eens dat we het probleem via krachten moeten doorrekenen, maar dan liever vanuit een setup zonder capillaire werking omdat er dan ook rekening gehouden moet worden met het gewicht van de capillaire kolom. Maar in ieder geval zonder de onduidelijke kracht F2 van EENDAVID. Misschien zou EENDAVID eens kunnen uitleggen op welk moment (en waarvandaan) die F2 ontstaat in het voorbeeld op:

http://www.hartool.nl/wf01.htm

[eendavid]

Je hebt water, een vloeistof die aangetrokken wordt tot het cilinderoppervlak (en owv actie-reactie wordt het cilinderoppervlak ook aangetrokken tot deze vloeistof). Je hebt detergent, een vloeistof die laat ons aannemen noch aangetrokken noch afgestoten wordt door het cilinderoppervlak (en andersom wordt het cilinderoppervlak noch aangetrokken noch afgestoten door de detergent). Dit resulteert dan in volgend krachtendiagram.

detergent.png (101.95 KiB) 1275 keer bekeken

Met dit krachtendiagram worden alle adhesieve krachten in rekening gebracht. Om de precieze grootte van die kracht uit te rekenen heb je natuurlijk wel wat formuletjes nodig, maar zie de wiki-pagina. Het is sowieso duidelijk (omdat het verschil in oppervlaktespanning hetzelfde is) dat de krachten aan elkaar gelijk zijn.

edit: Dit was, indien er geen inzichten aan de discussie worden toegevoegd, mijn laatste reactie. Indien je er zelf niet uitraakt, raad ik je aan om dit met een willekeurige ingenieur/fysicus/chemicus uit je omgeving te bespreken. Hij zal je precies hetzelfde vertellen, maar mondeling gaat dit typisch wat tijdsefficienter.

[verbunt]

Jammer. Ik had gehoopt dat je zou kunnen uitleggen:

1- Gaat punt A in plaatje 3 omhoog ?

2- Gaat punt A in plaatje 4 omhoog ?

3- Wat is het verschil in krachten tussen plaatje 4 en 5 ?

Overigens, ik heb het probleem allang voorgelegd aan een fysicus (die het weer heeft voorgelegd aan collega's) en wel aan Donald E. Simanek, Emeritus Prof. of Physics, Lock Haven University of Pennsylvania Die heeft o.a. een pagina waarin hij alle ppm ontwerpen behandeld en laat zien waarom ze niet werken ! http://www.lhup.edu/~dsimanek/museum/unwork.htm maar ook die kan tot dusver nog geen reden bedenken waarom dit geen ppm zou zijn !

[Bartjes]

@ verbunt. Als je met een extra vloeistoflaagje aan het oppervlak werkt krijg je zoals eendavid aangeeft een extra grenslaag. Wat daar aan krachten optreedt, moet dan ook in aanmerking genomen worden. Het wordt er al met al zo niet eenvoudiger op.

[verbunt]

Je krijgt dan misschien wel een extra grenslaag, maar zoals uit mijn tests blijkt verdwijnen de menisci en is er AAN DIE KANT geen neerwaartse kracht. Aan de andere kant wel !

[Bartjes]

Je krijgt dan misschien wel een extra grenslaag, maar zoals uit mijn tests blijkt verdwijnen de menisci en is er AAN DIE KANT geen neerwaartse kracht. Aan de andere kant wel !

Heb je die tests ook werkelijk uitgevoerd?

[verbunt]

Ja. Alle 3 tests heb ik uitgevoerd. En dat meerdere malen. Ook de cilinder naast een plaat (jouw cilinder vlak bij wand van bak). Ook met de 2 cilinders. Ook met een zelfgemaakte kunstof dubbelwandige cilinder met tussenschot. Ok met koperen platen. En met teflon platen (die waren niet vlak genoeg). Het probleem met cilinders is dat het uiterst moeilijk is om een kleine verdraaiing te meten. Bovendien zijn "mijn" cilinders niet 100% uitgebalanceerd. Ik heb sinds kort een laser pen en ga nu proberen een verdraaiing van een cilinder te meten door er aan de "bovenkant" (de lichtste kant dus) een klein stukje reflecterend materiaal op te plakken. Door hier een laserstraal op te richten hoop ik dat de reflectie op een 10 meter hoger gelegen plafond een meetbare verdraaiing opleverd.

[klazon]

Bovendien zijn "mijn" cilinders niet 100% uitgebalanceerd.

Daar zit een zwak punt in je tests. Zo'n ongebalanceerde cilinder zakt met zijn zwaarste punt naar beneden en dan is het einde verhaal.

Dus zorg eerst eens dat je goed gebalanceerde cilinders hebt, anders is je test zinloos.

[verbunt]

Dat weet ik natuurlijk al lang. De 3 testen met 2 platen tonen aan dat er een neerwaartse kracht door de meniscus wordt uitgeoefend. Het zou leuk zijn als ik met voldoende uitgebalanceerde cilinders zou kunnen testen of deze zouden gaan draaien onder invloed van die kracht. De nu door mij gebruikte (dure) cilinders zijn niet 100%. Het is wel makkelijk om te zeggen: "neem dan wel 100% uitgebalanceerde cilinders" , maar die zijn echt niet te koop !

Maar dit is slechts een PRAKTISCH probleem en we hebben het hier om een THEORETISCHE vraag. Wel zal ik met de cilinders die ik nu heb en met een betere meetmethode (zie eerder) proberen te onderzoeken of althans een geringe verdraaiing vanuit de positie met het zwaarste punt onderaan onder invloed van die kracht te meten is.

[Bartjes]

Nog een eenvoudiger versie:

[attachment=10535:pm met enkele rol.JPG]

Als de contacthoek en oppervlaktespanning onafhankelijk zijn van de afstand tussen cilinder en wand is er geen reden voor de cilinder om te gaan draaien. Er werken dan immers aan beide zijden van de cilinder dezelfde krachten, en het totale koppel is dan nul.

(Hierbij hebben we de cilinder zeer groot verondersteld, zodat de plaatselijke kromming mag worden verwaarloosd.)