Proč ještě nevyužíváme tepelnou energii okolí? (diskuse)

[Fluttershy, yay!]

Perpetuum mobile!

Pojem "Tepelné čerpadlo" dnes asi zná každý ekolog...

ROFL.

[mirec]

No, ak by to bolo perpetuum mobile potom by muselo fungovať bez dodávanej energie. Je fakt, že sa dá získať priamo el. energia z tepla (nemusí byť dokonca ani rozdiel teplôt), netuším ako sa volá hračka ktorá to dokáže. Výstupom je veľmi malé napätie a prúd na úrovni niekoľko μA. Ak by ale existovalo zariadenie meniace priamo tepelnú energiu na el. energiu s dostatočným výkonom (tj. začnem odoberať prúd a zariadenie sa začne ochladzovať a odoberať teplotu z okolia) bola by to bomba. Žiaľ nič také sa vyrobiť nepodarilo (alebo to minimálne vedia dobre zatajiť ;) ).

[Michal Kubeček]

Je fakt, že sa dá získať priamo el. energia z tepla (nemusí byť dokonca ani rozdiel teplôt), netuším ako sa volá hračka ktorá to dokáže.

Myslím, že se jí říká Maxwellův démon. :-) (Viz též druhý termodynamický zákon.)

[JiK]

Pojem "Tepelné čerpadlo" dnes asi zná každý ekolog...

Ale kdepak, ten se prece bere az po pojmu "biomasa". Jedine pojmy, ktery zna kazdy ekologista jsou slova "dotace" a "zakazat".

Jinak je fascinujici, byt nikoli prekvapive, ze autor misto zaplaceni doucovani fyziky pro stredni skoly zacal navrhovat konspiracni teorie...

Nápad jsme si představili, využívá dvě téměř sto let staré technologie, proč tedy myslíte že se nic takového dnes nevyužívá, nedá sehnat ani oficiálně neexistuje? Že by se něco takového nedalo realizovat? Že by to asi ještě nikdy nikoho nenapadlo, nebo jsou důvody trochu jiné?

Autore, mozna to nekoho napadlo, ale bud nebyl podvodnik nebo dokoncil stredni skolu. I kdyz mozna ho zabili Rothschildi, Arabove, CIA, KGB, Mossad, NSA, NBU, belgicti vyrobci pralinek nebo frustrovani konspiracni teoretici.

[kotyz]

Ted si nam ho zkazil, dokud nevedel ze je to nemozny, mel mizivou sanci ze by to zkousel tak dlouho az by to dokazal. Ted je ta sance nulova ...

[pSipi]

Keby bolo tak jednoduche vymysliet perpetum mobile, uz by to niekto spravil, pretoze to co navrhujes je presne to.

Ako vravel Henlein v jednej zo svojich kniziek "nejizda" - neni jdlo zdarma tak aj tu, "nie je energia zdarma".

http://sk.wikipedia.org/wiki/Druh%C3%A1_termodynamick%C3%A1_veta

[Ondrej 'SanTiago' Zajicek]

Jo, presne tak.

Jeste bych dodal, ze vetsina lidi si pod pojmem 'perpetuum mobile' predstavuje jen perpetuum mobile prvniho druhu - tedy neco, co vytvari energii z niceho (a tedy porusuje prvni zakon termodynamiky). Ale v tomto pripade jde o perpetuum mobile druheho druhu - energie by byla zachovana, ale klesala by entropie, coz je ve sporu s druhym zakonem termodynamiky.

[mess]

Proč? Vždyť autor blogu celou dobu píše, že by to odebíralo tepelnou energii z okolí, tak jaképak perpetum mobile?

[Zdenek]

Jaksi neexistuje nic co by tu tepelnou energii mohlo zpatky premenit podobne jednoduse a s dostatecnou ucinnosti jako to jde naopak, tj. snizit entropii toho systemu.

[Filip Jirsák]

Tepelnou energii okolí odebírat nejde. Můžete buď s vynaložením energie vytvořit větší rozdíl teplot, nebo můžete z rozdílu teplot energii čerpat.

Představte si to na baráku s klimatizací. Buď můžete dodávat energii a čerpat tepelnou energii zevnitř baráku ven – uvnitř se ochladí, venku oteplí. Pokud byste však chtěl využít toho, že venku je tepleji než uvnitř a použít to k výrobě energie, můžete jedině nechat „teplo“ proudit z venku dovnitř, a z toho vyrábět energii. Nikdy ale nedostanete stejné množství energie, které jste vložil do toho čerpání ven – kvůli ztrátám dostanete vždycky míň.

[Ondrej 'SanTiago' Zajicek]

Cetl jsi vubec druhou pulku meho prispevku?

[kotyz]

A co treba ZPM?

[Salamek]

ale ty se přece taky vyplpaj, sice by to utahlo celou naši planetu po příštích 30 000 let , ale detail

[Michal Kubeček]

Jen pokud během těch 30000 let nepřiletí nějaký dostatečně silný nepřítel, jinak je celý slavný ZPM prázdný natotata.

[kotyz]

Imho plne nabity ZPM vydrzi 10 000 a ne 30 000 let. Ale na Atlantisu zase meli 3 kusy ...

[Salamek]

záleží na odběru , a stěma našema pár továrnama a žárovka a nějakej ten kilometr železnice... by sme na jendom vystačili 3X

[Zdenek]

Preju mnoho stesti pri hledani prave toho vaseho demona

[Thunder.m]

Díky, myslel jsem si že se dá využít Peltiérův článek, doteď jsem si myslel že funguje tak, že Energie do něj investovaná vytvoří teplotní rozdíl na obou stranách článku a navíc se přemění v teplo na teplejší straně, nebo to takto není, dochází k ztrátám?

[Zdenek]

Ztrata je prave te teplo Neni zpusob jak ho opet ucinne prevest na jinou energii.

[Thunder.m]

Ok, takže to hlavní co nám brání něco takového opravdu uskutečnit je nízká účinnost Peltiérova článku (cca 10-15%), pokud by byla účinnost Peltiérova článku například 80% (100 W investovaných odsaje 80 W tepla a na teplé straně bude 180W), tak by šlo něco takového realizovat a bez pochyby by to i fungovalo, ne?

[Ondrej 'SanTiago' Zajicek]

Jenze ta nizka ucinost neni jenom nejaky drobny inzenyrsky problem, ale je dusledkem toho, jak fyzika funguje (alespon pri soucasnem chapani fyziky). A druhy termodynamicky zakon rika, ze ucinost nemuze byt tak velka, aby se to dohromady s tim tepelnym cerpadlem vyplatilo. Inzenyrsky problem je akorat tak zlepsit ucinnost bliz k ocekavane teoreticke mezi.

Na druhou stranu, fyzice nerozumim natolik, abych presne chapal duvody pro existenci a  meze platnosti druheho termodynamickeho zakona.

[mirec]

Celkovo o fyzike netušíme nič. Všetko bolo založené na pár jednoduchých a logických teóriách ... a potom prišla kvantová fyzika. Mimochodom sa divím, že tu ešte nebol spomenutý brownow pohyb. Možno by sa teoreticky spolu s nanotechnológiami dal využiť (ak by sme dokázali vyrobiť malé cievky a usmerniť prúd s minimálnymi stratami pri extrémne nizkom napätí).

[Ritchie]

Na druhou stranu, fyzice nerozumim natolik, abych presne chapal duvody pro existenci a meze platnosti druheho termodynamickeho zakona.

Z pohledu klasické termodynamiky je to postulát, který platí bez dalšího omezení.

Ve statistické termodynamice druhý termodynamický zákon vyplyne z jejích postulátů a teorie pravděpodobnosti. Postuláty jsou jen dva: Časový průměr termodynamické veličiny je roven souborovému průměru. Mikrostavy mající stejný objem, počet částic a energii mají v souboru stejnou pravděpodobnost výskytu.

Dle vzdělání, kterého se mi dostalo, je platnost druhého termodynamického zákona (za předpokladu platnosti postulátu statistické termodynamiky) omezena na situace, v kterých platí statistické zákonitosti. Tuto podmínku ovšem makrosvět univerzálně splňuje.

[Ritchie]

Ne, nešlo! Účinnost termodynamického stroje je vždy shora omezena druhým termodynamickým zákonem! Nemůžete ji za daných podmínek (teplota ohřívače a teplota chladiče) libovolně zvyšovat!

Opravdu si přečtěte něco o druhém zákonu termodynamickém, vratných dějích a Carnotově cyklu.

[Thunder.m]

Mas pravdu, neuvedomil jsem si ze pokud by byla teplota obou stran tak rozdilna, tak by slo opravdu o perpetum mobile :) Takze koukam ze cela myslenka neceho takoveho je chybna :)

[Ctirad Feřtr]

Protože neexistuje technologie, která by teplo jako takové dokázala přímo přeměnit na (elektrickou) energii.

[vlastikroot]

Nemusi byt na elektrickou energii, staci treba ten moderni parni motor na pohon cerpadla.

[Fluttershy, yay!]

Účinnost.

[vlastikroot]

Pokud je ucinnost cerpadla 4x, tak staci aby ucinnost parniho motoru nebyla mensi nez 25%. Pritom dnesni technologie umoznuji stavit parni motory s ucinnosti 70%. Takze by to teoreticky fungovat mohlo.

[Fluttershy, yay!]

No nevím, to je o fous.

[Ctirad Feřtr]

A ještě řekni, kde vezmeš na výstupu tepelného čerpadla tu natlakovanou páru ;) I kdybys toho dosáhl nějakou vícestupňovou konstrukcí, tak už topný faktor nebude 4, ale kdoví, jestli 1.

[vlastikroot]

Nemusi to prece byt para, staci ohraty plyn. Nekde jsem videl malinky motorek pod ktery stacilo polozit svicku a plyn uvnitr zacal otacet kolem (jen se mi nedari to na wiki najit). Takze neco takoveho.

[Norb]

Stirling engine 

[vlastikroot]

JJ uz jsem to nasel a zrovna studoval. Jen se nemuzu nikde dohledat k efektivite takoveho motoru, videl jsem udaj 31.5% jako rekord. Nevis o tom neco bliz ?

[Ctirad Feřtr]

A kromě toho, za tím parním strojem je potřeba ještě nějaký alternátor, ten má taky nějkou účinnost, za alternátorem měnič, co z toho teprve udělá něco, čím mohu jednak pohánět to čerpadlo a zbytek energie by se mohl teprve nějak využívat.

Zkrátka celá ta myšlenka mi připomíná jedno Menšíkovo vyprávění o strýci Picmauzovi, co se pokoušel vyrábět perpetuum mobile ze dřeva a postupně mu z toho vyšlo něco velkého jako vrata ;)

[vlastikroot]

Proc to delat tak slozite ? Tvoje reseni je tepelne cerpadlo -> motor -> alternator -> elektricky motor -> kompresor. Moje je spis cerpadlo -> motor -> kompresor.

[Ctirad Feřtr]

To je přece jedno. Jde o ten princip, který nemůže fungovat nehledě na překomplikované mechanické řešení, které má z principu obrovské ztráty.

[happy barney]

v prvom rade výstupná teplota tepelného čerpadla je obmedzená použitým chladivom. Pri povolených nehorľavých chladivách je to 40-60 stupňov celzia

[Kvakor]

Protože neexistuje technologie, která by teplo jako takové dokázala přímo přeměnit na (elektrickou) energii.

Hmm, a co Seebeckův jev, opak Peltierova jevu, běžně používaný v teploměrech a v radioizotopových termoelektrických generátorech (RTG)? Na druhou stranu je pravda, že účinnost je mizerná (řádově procenta), takže se využívá, jen když jiné zdroje energie nejsou v dispozici.

[Thunder.m]

Odpověděl jsi si sám, možná se najde způsob jak vhodným materiálem, nebo doplňkem zvýšit účinnost jevu, ale jinak je to vhodné tak pro napájení hodinek :)))

[Václav HFechs Švirga]

Aspoň něco do startu ne? :) Už nemusíte měnit baterky v hodinách! Stačí si vykopat na zahradě 20metrovou díru :).

[kapo]

no ROFL :D

[#Tom]

Tepelné čerpadlo je něco jako lednička naruby. Výparník, který běžně ochlazuje vnitřek ledničky, se vystrčí do vnějšího prostředí (třeba do vody) a chladič provozního plynu se použije namísto radiátoru. Když započítáme odpadní teplo motoru kompresoru, dostaneme více tepla než jaký je příkon tohoto zařízení, protože se teplo odebere z vnějšího prostředí (odtud název tepelného čerpadla).

Nevýhodou je, že výtěžek tepla těžko bude tak velký, aby s ním bylo možné pohánět další tepelný stroj. Termočlánky také nemá smysl použít, vyžadují značný tepelný spád a používají se tam, kde není jiný zdroj energie. Jejich účinnost je nízká, ale zase dlouho vydrží.

[rADOn]

tou technologií je parní stroj, ten využívá tepelného gradientu a změny tlaku při změně skupenství kapaliny na plyn

Nechci ti kazit iluze, ale je to z plynu na kapalinu - kondenzace. Uplne nejvetsi ucinnost maji vysokotlake parni turbiny, to je ale trochu jiny kus kolace. Z tepelneho cerpadla vyzdimas teplou vodu, ne paru. Elektrinu bys mohl zdimat primo termoclankem, ale jeho ucinnost s klesajicim rozdilem teplot klesa. Ucinnost tepelneho cerpadla naopak klesa se zvetsujicim se gradientem, plus pridava vlastni ztraty… Fyziku neoblbnes, maticce prirode ucetni knihy vzdycky sedi.

[Thunder.m]

To se mi fakt nezdá, myslel jsem si že právě tím že se z kapaliny stane plyn se zvětší výrazně tlak a dojde k pohánění turbíny (stejně jako papinův hrnec), to že pára poté zkondenzuje je jen následující doprovodný jev, ne?

[Matlák]

Je to opravdu naopak. K tomu aby se začala voda (nebo jiná kapalina) vypařovat musíme dodat energii, skupenské teplo. K opětovnému výdeji energie dochází při kondenzaci. Proto taky v ledničce hřeje (=vydává tepelnou energii) právě kondenzátor

[rADOn]

Tlak pary je jen jedna cast. Pokud nepouzijes turbinu (tj. VELMI vysoke tlaky) staci tlak pary jen na expanzni cast cyklu parniho stroje, coz je velmi neefektivni (ucinnost pod 50%). Vtip je v tom do expandovane horke pary v komore vstriknout studenou vodu cimz vyvolas kondenzaci == podtlak. Cili se ti stroj muze vratit do puvodniho stavu ne jen mechanickou setrvacnosti ale zaroven pri tom konat praci. Zadarmo, dalo by se rici, pokud mas dost studene vody (termodynamiku, potvoru, neoblafnes)

[vlastikroot]

Frekvencni rozklad vody pro ucinou vyrobu HHO plynu je mnohem dulezitejsi nez tohle

[Salamek]

už zháním díly nějakou tu chvíli ale bude trvat než to dám do kupy...

[blackvladimir]

Základní problém je že maximální účinnost jakéhokoliv tepelného stroje (jedno jestli parního stroje nebo termočlánku) závisí na rozdílu teplot:

účinnost=(T2-T1)/T2

A jestli správně uvažuji tak maximální účinnost tepelného čerpadla je převrácená hodnota z tohoto vztahu. To znamená, že čerpadlo s účinností třeba 4X nevytvoří dostatečný tepelný rozdíl aby mohl mít motor účinnost 25%. Prostě přírodu neoblafneš.

[Kvakor]

Pamatuju na "sportovní" parafrázi termodynamických zákonů, ve které je to popsáno tak, že si to zapamatuje snad každý

1. Nemůžeš vyhrát ... - viz zákon zachování energie, nejde "vyhrát" nad přírodou a vytvořit energii z ničeho
2. ... ale můžeš zkusit uhrát remízu ... - viz vzorec o účinnosti, pokud se bude T1 blížit absolutní nule, dostaneme zpět tolik energie, kolik jsme vložili ("uhrajeme remízu")
3. ... jenže tu nikdy neuhraješ - protože s klesající teplotou klesá i tepelná kapacita, absoluní nuly nelze dosáhnou

[pc2005]

Aneb: You can't change direction of entropy. Je na to i skvělá povídka.

[Let_Me_Be]

Dyson sphere je IMHO mnohem lepsi napad. Skoda ze stale nejak nezvaladame vytvaret levne fotovoltanicke clanky.

[carnero]

Tady bych viděl větší problém v tom postavit tu kouli než ji pak zevnitř celou pokrýt solárními panely :D A jelikož kouli kolem hvězdy (asi Slunce, co?) udělat nemůžeme, zbývá nám udělat hvězdu uvnitř koule. Otázkou je, kdo chce mít ve sklepě domu malou hvězdu.

[kotyz]

Příloha:

• warbird.gif (144189 bytů)

Slaby, rovnou malou cernou diru Imho umelou singularitu jako zdroj energie pouzivali na svejch lodich (tech peknejch zelenejch) Romulani ve Star Treku

[carnero]

Já vím, na singularitu jsem myslel taky. Ale usoudil jsem, že je lepší když to město rozhází po okolí, než když to vcucne sluneční soustavu :)

[Kvakor]

Podle fyzika Johna Wheelera je možné vytvořit černou minidíru dostatečne silným termojaderným výbuchem. Bohužel na "dostatečně silný" výbuch by bylo třeba veškeré deutrium ze zemských oceánu .

Alternativou by bylo nechat implodovat některého z plynných obrů, ale bez baziliónů sebereplikujících se obřích černých monolitů s poměry stran 1:4:9 to půjde velmi obtížně ...

[Michal Kubeček]

Podle fyzika Johna Wheelera je možné vytvořit černou minidíru dostatečne silným termojaderným výbuchem. Bohužel na "dostatečně silný" výbuch by bylo třeba veškeré deutrium ze zemských oceánu

Jste si úplně jistý, že "bohužel" je ten správný výraz? :-)

[Kvakor]

Ano, protože černá minidíra je jinak skvělý energetický zdroj, sice září v dusledku kvantového vypařování převážně v oblasi tvrdého zářeni gama (zbytek jsou většinou neutrina), ale i ta nejmenší minidíra by to dělala s výkonem desítek gigawatt. Pokud by se udržela na stabilizované orbitě a opatrně by se krmila (hmotnost nesmí poklesnou pod určitou mez, jinak vypařování vzroste nade všechny meze a minidíra následně exploduje), byl by to úžasný zdroj energie, protože účinnost přeměny hmoty na energii je okolo padesáti procent (třeba fůze má cca. jedno procento) a je naprosto jedno, jakou hmotu do ní sypete. Stačí si vzpomentou na kvasary, kde objekt o velikosti sluneční soustavy produkuje víc energie, než celá galaxie ...

[Michal Kubeček]

To je sice hezké, ale doporučuji zamyslet se nad datem sestrojení první zbraně založené na jaderném štěpení (1945), první elektrárny založené na jaderném štěpení (1954), první zbraně založené na jaderné fúzi (1951/1952) a první elektrárny na jaderné fúzi (máme 2009 a pořád nic). Tady už čistě od pohledu bude rozdíl mezi v náročnosti sestrojení vojenské aplikace a civilního zdroje energie ještě větší než u jaderné fúze. Takže je možná docela dobře, že lidstvo nemá takovou technologii k dispozici v době, kdy se do čela supervelmocí dostávají lidé jako George Bush jr.

[xm]

I kdyby se podařilo mikroskopickou černou díru vytvořit, vojensky (jako zbraň) by byla nevyužitelná - kvantově by se vypařila rychleji, než by jí někdo někam byl schopen přepravit (rychlost kvantového vypařování černých děr roste exponenciálně s tím jak se snižuje jejich hmotnost). I černá díra o hmotnosti přes 1 tunu by se vypařila za méně něž 1 nanosekundu (a tak těžkou černou díru nemá nikdo šanci vyrobit).

Černá díra, kterou bychom dejme tomu vytvořili v urychlovači, by se rozpadla prakticky v ten samý okamžik kdy vznikla (její životnost při 1 TeV by byla 10^-88 sekundy, nepředstavitelně krátká). Bohužel bychom neměli dost času na to jí "krmit" rychleji než se vypařuje (a to ani nějakým supervýkonným urychlovačem).

[Michal Kubeček]

kvantově by se vypařila rychleji, než by jí někdo někam byl schopen přepravit

A co kdyby se vytvořila přímo na místě? Bavím se samozřejmě o hypotetickém případě, kdy by neplatilo to, co Kvakor hodnotí slovem "bohužel".

[xm]

Jak "přímo na místě"? Jako že by mikroskopická černá díra pohltila statickou hmotu okolo ní? To by bohužel nemohla v žádném případě stihnout.

Jak jsem psal nedalo by se to stihnout pravděpodobně ani kdyby se ta hmota do ní prala velmi výkonným urychlovačem. Ale nepočítal jsem to (energie/rychlost která by byla potřeba), je možné, že kdybychom postavili nějaký gigantický megaurychlovač (třeba velikosti oběžné dráhy Země kolem Slunce), že by to pak bylo realizovatelné

Jestli je tu někdo kdo to dokáže dobře spočítat, byl bych za nějaké zpřesnění moc vděčný Strašlivě rád bych se mýlil, pokud by se to dalo ukrmit i "běžným" urychlovačem (jako je třeba LHC), lidstvo by už navždy mělo dostatek energie a otevřela by se nám cesta ke hvězdám.

[Michal Kubeček]

Tak ještě jednou: neprezentoval jsem to jako něco co je lidstvo schopno reálně zvládnout při současném stavu techniky. Jen jsem tvrdil, že pokud by nastaly ty hypotetické okolnosti, kdy by bylo možné využít miniaturní černou díru jako civilní zdroj energie, pak by bylo ještě dříve možné využít ji vojensky. A že proto si, na rozdíl od Kvakora, nemyslím, že je škoda, že ji dnešní lidstvo vyrobit a udržet nedokáže.

[xm]

No ale já si právě myslím, že nemáte pravdu Mikroskopická černá díra (tak jak víme, že by snad mohla být teoreticky jednou vytvořitelná v jaderném urychlovači) by vojenské využití ve formě zbraně prostě neměla, použitelná zbraň by z toho jednoduše nešla udělat. Rozhodně dříve by tu bylo využití jako zdroj energie než jako zbraň.

[Kvakor]

Černá minidíra je jako zbraň krajně nepraktická - její výroba na místě je nemožná (byla by třeba buďto opravdu enormní vodíková bomba nebo urychlovač o velikosti oběžné dráhy planety) a její doprava na určité místo extrémně složitá (zkuste hýbat něcím, co má velikost atomu a hmotnost Krkonoš ...).

A pokud by někdo disponoval technologiemi umožnujícímy vytvoření černé minidíry, automaticky musí zároveň disponovat technologiemy, které mohou zničit Zemi kompletně i bez minidíry. Například pokud někdo dokáže postavit urychlovač, který by disponoval energií na vytvoření minidíry (proti němu by byl LHC ubohé prdítko), by ho mohl použít jako ultimativní paprsek smrti a ten, kdo dokáže stěhovat minidíru, zároveň musí být schopný stěhovat stejně snadno i asteroidy dost velké, aby trumfly to, co se stalo před 65 miliony let dinosaurům.

Navíc, kompletně se vyhladit se umíme už dnes, i bez minidíry ...

[Michal Kubeček]

A pokud by někdo disponoval technologiemi umožnujícímy vytvoření černé minidíry, automaticky musí zároveň disponovat technologiemy, které mohou zničit Zemi kompletně i bez minidíry.

Už před několika desítkami let dva státy disponovaly arzenálem schopným vyhladit jakékoli vyšší formy života na celé planetě a přesto to pro ně nebyl důvod, proč přestat vyvíjet nové (ještě účinnější) zbraně nebo aspoň přestat navyšovat počet těch stávajících…

[petr_p]

Doporučuji (pro pobavení) knihu Mír na zemi od Lema, která extrapoluje vývoj zbrojního průmyslu.

[xm]

Jedna malá nepřesnost Urychlovač velikosti oběžné dráhy planety by byl potřeba na vytvoření miniaturní černé díry podle standardního modelu. Ovšem mikroskopické černé díry (samozřejmě mnohem méně hmotné - velikosti asi tisíciny protonu) by teoreticky mohly vznikat i v urychlovačích jako LHC - pokud by platila teorie superstrun (nebo i některá z jiných exotických teorií, která to předvídá). Samozřejmě taková mikroskopická černá díra by se vypařila prakticky okamžitě (10^-88 sekundy pro ten příklad co jsem psal výše), takže by neměla šanci s ničím interagovat.

A i čistě hypoteticky kdyby nefungovalo kvantové vypařování černých děr (což je opravdu čistě hypotetický příklad, kvantové vypařování předvídají všechny současné fyzikální teorie) a mikroskopická díra byla stabilní, vzhledem k její miniaturní velikosti a tomu že může interagovat jen čistě gravitačně (a jak známo gravitace je nejslabší silou), tak by pro ní hmota byla prakticky to samé jako vakuum - proletěla by Zemí jako nic, podobně jako třeba neutrina, a letěla by si spokojeně dál vesmírem (rychlost vzniklé černé minidíry by byla zcela jistě řádově větší než úniková rychlost ze Země). A i kdyby neměla únikovou rychlost (což je další nesmyslný předpoklad), tak vzhledem k tomu, že hmota Země by pro ní nebyla o moc více neprůhledná než vakuum, trvalo by miliardy let (nebo spíš ještě řádově více), než by narostla do nějaké škodlivé podoby.

[mkoubik]

Nazvat teorii superstrun za exotickou je trochu odvážné. I když se zatím žádná její předpověď nepotvrdila (a s dostupnou technologií jen tak nepotvrdí), je to ta nejlepší sjednocující teorie, jakou máme k dispozici a narozdíl od mnohých jiných vnitřně bezrozporná. Tudíš bych si ji dovolil nazvat dnes spíš už hlavním proudem.

[xm]

To jste mě pochopil zle, to označení "exotická" jsem nemyslel nijak špatně. Sám osobně věřím (doufám) v to, že strunové teorie (respektive M-teorie) je tou správnou cestou k TOE (Theory Of Everything). Ovšem jistý si tím v současnosti nemůže být nikdo, v superstrunových teoriích (a ještě více ve všeobjímající M-teorii) je strašlivá spousta neznámých/proměnných. Pořád se může stát, že někdo přijde s nějakou naprosto jinou teorií, která bude realitu popisovat lépe. Proto to označení "exotická" - že je to teorie, která byť je matematicky nesmírně elegantní, nedává v současnosti (se současnou technologií) pokud vím žádné ověřitelné předpovědi.

Ale kdyby se poddařilo v LHC vytvořit mikroskopickou černou díru, měli bychom možná důkaz!

[xm]

Miniaturní černá díra by byl úžasný zdroj energie. Je to ta snad ta nejúžasnější věc, kterou by nám třeba nějakou nesmírně šťastnou náhodou mohl přinést CERN. Bohužel je to ale jen sen, její vznik za podmínek v LHC je strašlivě nepravděpodobný A problém také je, že i kdyby se jí třeba podařilo vytvořit, vypaří se mnohonásobně rychleji, než bychom jí byli schopni "krmit" (i kdybychom k tomu krmení použili urychlovač).

Ale bylo by to krásné Ani by nemusela být nikde na oběžné dráze, kdyby se jednalo o takovouto mikroskopickou černou díru. Dala by se držet v magnetické nádobě (samozřejmě by muselo jít o elektricky nabitou černou díru). A bylo by to i bezpečné - kdyby člověk vypnul urychlovač, který by jí krmil, prostě by se vypařila

[Filip Jirsák]

Jestli nějaký úžasný zdroj energie nevynalezli kdysi na Venuši. Ale on se vlastně nárůst teploty povrchu Venuše připisuje změnám v atmosféře…

[kkaarreell]

Na tema cernych der (a jejich chytani) vysel kdysi zajimavy clanek na osel.cz (http://osel.cz/index.php?clanek=4500). Myslim tu dolni cas, ne ten blabol nahore.

[xm]

Díky za odkaz, diskuze pod tím článkem stojí za přečtení. To co jsem se tu celou dobu snažil popsat tam jeden člověk vyjádřil velmi výstižně:

Uvědomte si milý pane, že při hustotě protonů ve svazku a hustotě běžné hmoty na zemi je pro vzniklou černou díru další potrava stejně blízko jako pro vás sendvič ve vedlejší galaxii. Pro ČD této velikosti je v centru země hlubší vakuum než pro vás v mezigalaktickém prostoru.

[Zdenek]

Kdyz uz budeme mit tu fuzi, tak nam opet poslouzi stara dobra para nez nejake fotoclanky

[Václav "Darm" Novák]

Pár Von Neumannových strojů, sbírajících materiály z asteroidů by tohle vyřešilo. Moduly vyrábějící samy sebe, následně ze svých těl vytvářející obal hvězdy.

Vyrobit vlastní slunce snad brzy nebude takový problém, celkem fůzním elektrárnám fandím :)

[carnero]

Ano, fůzním elektrárnám fandím také. Vidím v nich budoucnost a tak nějak se na ně těším. Ale to bude asi za dlouho :(

Nejsem si jistý, kde všude by to muselo sbírat materiál. Když se "podívám" po sluneční soustavě zdá se mi že je v ní materiálu stěží na stavbu tisíciny takové koule. Snad jen kdyby se rozebraly i ostatní planety... což by asi vedlo k destabilizaci celé soustavy. Tuší někdo, kolik je materiálu v asteroidech, které jsou "po ruce"? :)

[Václav "Darm" Novák]

A sama ta sféra by soustavu vůbec nedestabilizovala. :)

[carnero]

Jelikož by se soustava rozpadla dřív než by to někdo dostavěl, tak je to myslím nepodstatný detail :D

[Michal Kubeček]

Ano, fůzním elektrárnám fandím také. Vidím v nich budoucnost a tak nějak se na ně těším. Ale to bude asi za dlouho :(

Jestli se nepletu, má to být hotové za nějakých 10-20 let. Na tomto odhadu se odborníci shodují už asi čtyřicet let. :-)

[petr_p]

Nebuďte takový škarohlíd, už začali kopat.

[Salamek]

já bych byl radši kdyby byli ve finální fázi testování před spuštěním...

[Ladicek]

Před časem jsem četl jakýsi populárně naučný článek, tuším že na Oslu, kde autor odhadoval reálné využití fúze někam ke konci tohoto století. Doufám tedy, že tenhle odhad odborníci nepřevezmou a nebudou ho používat dalšího půldruha tisíciletí

[Kvakor]

Dysonova sféra ze v současné situaci zbytečný "overkill", nám by aktuálně naprosto stačilo vytvořit cca. tři tisíce kilometrů široký disk v bodě L1, tj. na spojnici Země-Slunce cca. 1,3 miliónů kilometrů od Zěmě. Zaprvé by mohl fungovat jako olbřímí fotovoltaická elektrárna, zadruhé by snížil množství slunečního záření dopadajícího na Zem natolik, že by se zvrátil nárůst teploty, aniž by se museli realiovat šílené plány zelených mozků (a pokud by se zase ochladilo, můžeme ho uklidit kousek stranou na Lissajousovu orbitu okolo L1).

Jsou sice ještě jisté problémy, které by bylo třeba vyřešit, např. kompenzace tlaku světla (lze řešit posunutím před bod L1), požkozování článků způsobené slunečním větrem (lze řešit vytvořením vlastní malé magnetosféry), obecné problémy s pevností a soudržností megastruktur (ještě nikdo nic tak velkého nepostavil) a otázky vlivu mikrovlného svazku, kterým by se vyrobená energie posílala k Zemi, na ionosféru a atmosféru obecně, ale jediný opravdový problém je jak, sakra, dostat všechen ten materiál do bodu L1.

Zatím jako nejvýhodnější řešení vychazí postavit na Měsící továrnu, co by vyráběla potřebné díly (suroviny tam jsou, energie je tam taky dost, navíc je tam vakuum zdarma ) a posílat je do L1 elektromagnetickým katapultem, jenže to zas naráží na problém s postavením oné základny a jejím trvalým provozem. I když by to bylo velmi, velmi drahé, je velmi pravděpodobné, že by se trvalá měsíční základna během několika desítek let zaplatila (pokud by se do té doby netrhla a nevyhlásila samostatnost ), už jen kdyby se postavily menší verze orbitálních solarních elektráren na geostacionární orbitě.

[carnero]

To není overkill, to je předvídavost a péče o budoucí generace. Dysonova sféra by totiž kromě zdroje energie poskytla také místo pro život. A to opravdu mnoho místa. Lidí je čím dál více a tak vytvořit místo pro život přímo při stavbě zdroje energie by bylo jistě jednodušší než řešit nejdřív zdroj energie (který bude vyžadovat po pár stovkách let výrazný upgrade) a pak kolonizaci jiných planet (které by potřebovaly svoje zdroje).

Ty drobné problémy s dopravoou, stavbou a materiálem řešit nebudu... to stejně asi tady nevyřešíme :D

[xm]

Zatím jako nejvýhodnější řešení vychazí postavit na Měsící továrnu, co by vyráběla potřebné díly (suroviny tam jsou, energie je tam taky dost, navíc je tam vakuum zdarma ) a posílat je do L1 elektromagnetickým katapultem, jenže to zas naráží na problém s postavením oné základny a jejím trvalým provozem. I když by to bylo velmi, velmi drahé, je velmi pravděpodobné, že by se trvalá měsíční základna během několika desítek let zaplatila (pokud by se do té doby netrhla a nevyhlásila samostatnost ), už jen kdyby se postavily menší verze orbitálních solarních elektráren na geostacionární orbitě.

Jen by nesměli ten katapult obrátit proti Zemi No jo, Měsíc je drsná milenka

[Matlák]

nojo a já si říkal odkud je ten termín "nejízda" v této diskusi, že jsem ho někde slyšel

[mimi.vx]

nejen v ni , ale i v Kocce ktera prochazi zdi ...

[PepaSFI]

ono není třeba vymýšlet skoroperpetuum. Jsou jednodušší metody jak manipulovat s teplem. Už před několika lety jsem četl o klimatizačním systému v nějaké škole. Normálně tyhle věci fungují tak že to někudy nasává vzduch, upraví to jeho teplotu a pak to s ním proluftuje budovu. V létě to nasaje vzduch o teplotě 30 stupňů a ochladí ho to na 20. V zimě nasaje vzduch který má dejme tomu -5 stupňů a ohřeje ho to na příjemných 22. A tu energii na to samozřejmě musíme někde vzít. Buď koupit či vyrobit anebo to teplo nějak vyhandlovat. Jde to třeba složitou a drahou rekuperací ze vzduchu který odchází z větrání ven. Anebo to teplo skoro zadarmo vyhandlovat s přírodou. V tomhle případě bylo sání vzduchu napojené na síť úplně obyčejných plastových hajzltrubek zakopaných dva metry hluboko pod hřištěm. Princip funkce snad netřeba vysvětlovat.

[Filip Jirsák]

Čekám, kdy někoho napadne tohle dělat masově. A pak se zase budeme divit, že to nadměrné ohřívání půdy v létě a ochlazování v zimě nějak přírodě neprospívá.

[PepaSFI]

jakákoliv lidská činnost přírodě neprospívá. Navíc tohle asi nikdy nikdo hromadně dělat nebude. Proč? protože je to levné a bezporuchové. Kdyby se to požilo jen na ochlazování v létě tak to potřebuje jen ventilátor, levnou, jednoduchou vrtuli nebo radiální buben s celkem malým motorem. Tohle není žádoucí, taková prostá věc. z čeho by žily všecky ty komise které schvalují všecky ty vehementy jestli jsou dostatečně ekohomobio? Které vymýšlí limity a předpisy aby se staré funkční věci musely zlikvidivat aby se nahradily šmejdem který je v důsledku horší.

[Filip Jirsák]

jakákoliv lidská činnost přírodě neprospívá.

Ale o to nejde. Jde o to, že nejprve se nikdo nestaral o to, co se děje se sajrajtem vypouštěným do vzduchu nebo do vody. A dělalo se to tak dlouho, dokud nevidíme opravdu názorně, že takový sajrat nemizí, ale ve vodě i ve vzduchu se s ním něco děje dál. Ovšem zdá se, že totéž budeme znova opakovat s větrníky, slunečními elektrárnami, tepelnými čerpadly, v budoucnosti s fúzními elektrárnami. Bylo by fajn přemýšlet už teď rovnou o tom, jestli třeba energie odebraná větru ve větrných parcích někde nebude chybět, nebo jestli je i když máme energii tak levnou, je opravdu rozumné neustále s ní někde plýtvat a přeměňovat ji na teplo.

[PepaSFI]

no že by zrovna energie větru někde chyběla mi nepřijde moc pravděpodobné. To proudění v atmosféře je tak chaotické a proměnlivé a jde o tak obrovské masy vzduchu že vrtule které by to nějak ovlivnily asi nikdy nepostavíme. Energiemi se samozřejmě plýtvá, jde jen o to dohodnout se na tom co je a co není plýtvání. a tady už nastupuje politika. Udržování ledu na stovkách "zimních" stadionech je nehorázné plýtvání. Ale zkus říct něco proti, padesát procent národa tě bude chtít utlouct půllitrem a třicet procent se o to pokusí. Klimatizace v autech, kancelářích a obchodech, většinou nastavené kdoví proč na nepříjemně a nezdravě nízkou teplotu. No jo ale být zpocený jinde než v posilovně je fuj. a takhle bych mohl pokračovat do nekonečna.

[Filip Jirsák]

Před sto lety jsme si také mysleli, že ta troška CO₂ nemůže ničemu vadit. A i kdyby to skutečně nic nezměnilo, bylo by rozumné k tomuto zjištění dospět zkoumáním a vědět to – ne říkat si „to přece nic není“. Navíc pochybuju o tom, že se skutečně nic nezmění, myslím, že větrná farma může lokální klima (třeba v rozsahu kilometrů) ovlivnit. Třeba tak, že se doba trvání inverze v nějakém místě zvýší v průměru o jeden den, nebo něco na ten způsob.

[zde]

> jinak by se jednalo opravdu o perpetum mobile, protoze by rozdil teploty ziskany zdarma mohl slouzit k vyrobe dalsi a dalsi elektriny :)

Nejednalo, protože ten teplotní rozdíl má konečnou kapacitu. Pro praktické užití to má zádrhel jedinný: efektivita. Parní stroj má účinnost 1-10%, a to jen díky tomu že pracuje s poměrně velkým rozdílem teplot. Čím jsou teploty blíž, tím je účinnost horší- viz teoretická účinnost Carnotova cyklu 1 - Tc/Th.

[pc2005]

Mě by spíš zajímalo jak funguje tohleto ( i když je jasné, že se to musí nějak držet termodunamických zákonů ): Tepelně kmitající atomy vytvářejí elektromagnetické vlnění, které se šíří od teplého objektu prostorem. Nešlo by to vlnění zachytit něčím jako dipólem na vlnové délce tepelného záření a pak jako anténa v krystalce přeměnit na elektrické napětí?

[mirec]

Problém je tu v tom, že pohyb je náhodný. Využiť by sa to dalo ak by sa molekuly pohybovali synchronizovane.

[pc2005]

Tohle je o něčem jiném, to synchronizované kmitání by se hodilo pro mechanické úkony na makroskopické úrovni. V tepelném (elektromagnetickém) záření je myslím jedno jak molekuly kmitají, sice by měly ty kmity náhodnou polarizaci, ale to nevadí, na Slunci to taky tak funguje .

[Ritchie]

Můžeme uvést i konkrétní příklad, který je každému známý, aby bylo jasné, že taková „anténa“ skutečně funguje. Posuneme se sice ke kratším vlnovým délkám (červené světlo), ale principy platí univerzálně.

Tím příkladem je fotosyntéza: Anténní chlorofyl pohltí kvantum světla, přičemž pomocí resonancí je takto získaná energie přenesena až do aktivní centra fotosystému II, kde dojde excitaci cytochromu P680, čímž se změní jeho redukční potenciál přibližně o jeden volt, což umožní následný průběh chemických reakcí. V rostlinách tak skutečně probíhá proces, který jste popsal ve svém příspěvku: Pohlcené elektromagnetické záření je přeměněno nejprve na elektrickou energii, která se vzápětí mění na energii chemickou.

Ovšem aby něco takového mohlo fungovat, musí být splněna jedna zdánlivě samozřejmá podmínka: Teplota Slunce musí být (výrazně) vyšší, než je teplota rostliny.

Pokud se hlouběji zamyslíte, co umožňuje život na Zemi, tak je to samozřejmě Slunce, ovšem nikoliv kvůli toku energie, ale kvůli toku entropie. Totiž úhrnný příjem energie na Zemi se musí rovnat nule – co Země pohltí, to musí do vesmíru zase vyzářit, jinak by se výrazně ohřívala či chladla. Ovšem protože Země má výrazně nižší teplotu než Slunce, tak takové přesuny energie, i když jsou v úhrnu nulové, vyvolávají velké entropické toky, jejichž bilance je pro Zemi záporná. Existence života je podmíněna právě tímto zdrojem „negativní entropie“, kterou mohou živé organismy požírat, a tím alespoň dočasně bojovat proti ustavení termodynamické rovnováhy – smrti. (Tahle myšlenka není úplně moje, ale pochází ze Schrödingerovy knihy What Is Life.)

Pokud se vrátíme k anténě jako ke kusu drátu, tak jeho teplota musí být nižší než teplota vyzařujícího tělesa, jinak u něj bude převažovat vyzařování energie nad jejím pohlcováním. Klíčová slova: Boltzmannovo rozdělení, Einsteinovy koeficienty.

(Autor příspěvku vede cvičení k základní přednášce z fyzikální chemie na Přírodovědecké fakultě UK, kde se studenty snaží naučit základním principům termodynamiky. Možná právě proto si uvědomuje, že mýliti se je lidské, a bude proto vděčen, pokud bude na případné nepřesnosti v předchozím textu upozorněn.)

[David Jaša]

Jedna nepřesnost by se tam našla:

Totiž úhrnný příjem energie na Zemi se musí rovnat nule

Toto se mělo nejspíš týkat zemského povrchu. Úhrnný příjem energie zemského nitra je záporný a pokud se nepletu, tak je tam té energie více, než na povrchu.

[Kvakor]

Nešlo by to vlnění zachytit něčím jako dipólem na vlnové délce tepelného záření a pak jako anténa v krystalce přeměnit na elektrické napětí?

Šlo - pomocí tzv. optické rekt!ény. Jenže ne pro vlnovou délku tepleného záření okolí.

Rekténa je odvozena od slov rectifying antenna a je to vlasně obyčejná anténa (většinou běžný diól) plus usměrňovač (většinou Shottkyho dioda). Běžné rektény v pásmu mikrovln se používají jako přijímač při mikrovlném přenou energie. Jednduchou rekténu, např. na vyhledávání míst, kde mikrovlnka "prosakuje", si můžete udělat připájením červené nízkopříkonové LED diody antiparalelně k "nožičkám" Shottkyho diody, zkrácených na polovinu vlnové délky (61,3 mm pro 2,54GHz).

Pokud by se použil dipól srovnatelný s vlnovou délkou světla, tak by bylo možné vytvořit fotovoltaické články s mnohem vyšší účinností než ty klasické (zatím se to ale moc nedaří).

Jenže rekténa nastavená na vlnovou délku tepelného záření okolí by nefungovala - aby v anténě nastal nějaký energetický zisk, je třeba, aby získávala z okolí víc energie, než stihne vyzářit zpět (při teplotě okolí je to 1:1) a to jde zařídit jen tehdy, když je okolí teplejší (zrcadla a pod. nepomůžou). Takže celá rekténa by musela být chlazená hluboko pod teplotu okolí (stejně jako např. infračervené detektory), na což by se spotřebovalo mnohonásobně víc energie, než by se tím získalo, protože intenzita tepelného záření při pokojovýh telotách je velmi, velmi nízká. A mimo toho, porušovalo by to termodynamické zákony ...

[pc2005]

Aha, takže pokud bych vytvořil hypotetickou anténu a nechal ji vyzařovat nějaký nemodulovaný signál na určité frekvenci a výkonu, tak v případě, že by byl přijímací dipól v natolik teplém prostředí, že by se vyzařování rovnalo intenzitě toho vysílaného signálu, tak by vlastně přijímací dipól nemohl nic přijmout.