Välkommen till Resurscentrums frågelåda!

 

Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning
(tips för sökningen).
Använd diskussionsforum om du vill diskutera något.
Senaste frågorna. Veckans fråga.

12 frågor/svar hittade

Blandat [20588]

Fråga:
"Fysik är en empirisk vetenskap som i grunden bygger på observationer och experiment" Hej detta citat finner jag klart intressant. Särskilt då flertalet forskare jag stött på enbart lutar sig mot gällande teorier och inte bryr sig ett dugg om empiri. Vid flera tillfällen har jag lagt fram försök och bett om en förklaring och bara fått svaret "det går inte". Forskare verkar vara en ängslig grupp som måste hålla sig inom ett visst litet område.?
/zacharias b, Stockholm

Svar:
Jo, fysik är visst en empirisk vetenskap! Utan stöd i experiment och observationer är en teori meningslös. Vi har diskuterat detta i massor av frågor, se t.ex. fråga 20136 .

I själva verket är vår förståelse mycket grund -- vi förstår inget om varför fysikens lagar är som de är. Däremot är resultatet av försök oftast mycket väl beskrivna av fysikaliska teorier, se t.ex. fråga 19591 , där den mycket respekterade fysikern Richard Feynman lätt irriterad svarar att han egentligen inte begriper magnetisk kraftverkan.

Det var konstiga forskare du konsulterat om dom verkligen menar att de inte bryr sig om empiri. Dels använder de sig av gällande teorier och dels kan dom inte förklara någonting.

Jag tror du missförstått vad de säger. För det första är många lagar så etablerade att vi knappast behöver bekymra oss om resultat av experiment. Om vi släpper en boll från handen faller bollen till marken, det vet vi. Sedan tror jag att forskarna menat att de inte kan svara på frågan varför. Däremot kan vi oftast med fysikaliska teorier beskriva hur mycket väl.

Du säger inte vilka experiment du bett forskare förklara. Har det varit resultat som strider mot en mycket väletablerad lag? I så fall behöver man mycket starka bevis och bevisbördan ligger hos den som påstår avvikelsen. Ett klassiskt exempel är evighetsmaskiner som strider mot de mycket etablerade termodynamikens huvudsatser, se fråga 15733 .

Se fråga 14237 för mer om vetenskaplig metod.
/Peter E

Nyckelord: fysik, förståelse av [16]; evighetsmaskin [12];

*

Värme [19554]

Fråga:
Om termodynamikens andra huvudsats
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Hej. Dök upp en "rolig samling elevsvar" på nätet med bl a en fysikfråga och ett kul svar. Vill dock gärna veta det riktiga svaret för att kunna gå vidare i livet. Frågan löd ungefär: världens hav innehåller värme. En ingenjör designade en oceanångare som skulle utvinna värme vid T2=10 grader C och avge värme ut i atmosfären vid T1=20 grader C. Ingenjören fick sparken. Varför?
/Ingela O

Svar:
Ja, det kan man fråga sig! Som det är formulerat är det inget annat än en värmepump. Med en värmepump kan man genom att utföra arbete överföra mer värme än tillfört arbete från en kall reservoar till en varm, se fråga 18487 och 18257 .

Värmefaktorn (COP, Coefficient Of Performance) för en värmepump ges för en ideal process (Carnot) av

COP(värmepump) = TH/(TH-TC)

Om man sedan vill använda värmen från den varma reservoaren för en motor (värmemotor) som kan driva oceanångaren så är verkningsgraden

h = (TH-TC)/TH

(se fråga 15817 )

Om vi nu seriekopplar värmepumpen och motorn får vi den totala verkningsgraden

COP*h = 1.

Detta betyder att vi får ut precis den effekt vi puttar in. Observera att vi hela tiden talar om ideala processer utan förluster. I verkligheten vore ovanstående framdrivningsmetod vara mycket olönsam.

Se fråga 15733 för mer om termodynamikens huvudsatser och evighetsmaskiner. Länk 1 innehåller en ganska enkel framställning om termodynamikens andra huvudsats:

So the second law, in words, is just the statement that these two things are impossible. that is:

1. It is impossible for heat to move spontaneously from a cold body to a hot body with no other result.

2. It is impossible to convert heat quantitatively into work with no other result.

The latter statement is sometimes phrased: "It is impossible to make a perpetual motion machine of the second kind." (A perpetual motion machine of the second kind is a machine that converts heat into work without doing anything else. Imagine an ocean liner that scoops up liquid water out of the ocean, pulls the heat out of the water and uses it to power the ship, and dumps the left-over ice cubes out the back of the ship.)

Note that a perpetual motion machine of the second kind would not violate the first law. Energy would be conserved because any heat extracted would be converted into work.

The second law is why automobiles have radiators. Someone might ask why we throw away all that energy that dissipates from the radiator. Why not capture the energy and use it do decrease our gas mileage? The answer is that if you don't dissipate the heat the engine burns up, as you would quickly find out if you bypassed the radiator with a hose or if you drained the coolant from the radiator.


/Peter E

Nyckelord: värmepump/kylskåp [6]; termodynamik [16]; evighetsmaskin [12];

1 http://www.chem.arizona.edu/~salzmanr/480a/480ants/2ndlaw1/2ndlaw1.html

*

Energi [19464]

Fråga:
Om jag har skapat något som snurat i lite mer än sex månader utan någon tillsatt energi, skulle det finnas något intresse i detta. Jag stannade detta hjul själv.. Har ingen mail men finns att nå på 0739****** mvh Jocke tacksam för svar...
/Joakim P, Hbg, Bjuv

Svar:
Hej Uppfinnar-Jocke!

Eftersom det rimligen måste finnas lite friktion i din apparat, så måste du ha uppfunnit en evighetsmaskin av första ordningen, se fråga 15733 . Denna strider mot energiprincipen att totala energin i en process är konstant. Denna erfarenhetsbaserade lag är en av fysikens grundbultar, så då får säkert svårt att övertyga fysiker. Det bästa du kan göra är att publicera en detaljerad beskrivning av apparaten. Du får nog räkna med att apparaten inte går att patentera, men skulle den fungera så blir du rik ändå !
/Peter E

Nyckelord: evighetsmaskin [12];

*

Kraft-Rörelse [18532]

Fråga:
Kan man göra en evighetsmaskin med kapillärkraften?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Hej! Jag och några vänner har under några dagar nu diskuterat en teoretisk design av ett vattenkraftverk. Eftersom den som vi förstår det skulle bete sig som en evighetsmaskin så inser vi ju att den inte fungerar, men kan inte komma på varför!

Ur en vattentank sugs en vätska uppåt genom tunna tunna rör med hjälp av kapillärkraften. Rören är designade som uppochnervända J och längst upp låter man rören vidga sig något för att inte kapillärkraften ska verka åt andra hållet också, men ändå såpass tunt att man får lite hjälp av häverteffekten. Vätskan samlas i en övre tank. Väl uppe så låter man det falla genom ett generatorsrör ner i ursprungstanken.

Hjälp oss falsifiera! Stort tack! :)
/Jonas S, Livets hårda skola, Göteborg

Svar:
Jonas! Att evighetsmaskiner inte fungerar vet de flesta eftersom de strider mot termodynamikens lagar, se fråga 15733 . Konstruktioner för evighetsmaskiner är emellertid ofta mycket komplicerade, så det kan vara mycket svårt att genomskåda dem. I detta fallet är det emellertid inte så svårt att se var resonemanget går fel.

Titta på figuren nedan (från fråga 596 ). Kapillärkraften orsakas av assymmetrin hos begränsningsytan rör-vätska. Om man, som för glas-vatten, har en konkav yta (sett utifrån) så orsakar krökningen en uppåtriktad kraft. Det är denna som får vattnet att stiga olika högt beroende på rörets diameter. Det är alltså bara ytan som ger en kraft, längs resten av röret råder fullständing symmetri uppåt-nedåt.

Vad skulle hända om vi sågade av det tunnaste röret nedanför vattenytan? Jo vattnet skulle stiga till toppen på röret och krökningen hos vattenytan skulle minska precis så mycket att kapillärkraften motsvarar den nya längden på vattenpelaren. Det rinner alltså inte ut något vatten. Det samma gäller om man kröker röret så att slutet pekar nedåt. Ytspänningen kommer att verka uppåt och hindra vattnet från att rinna ut, se Perpetual_motion#Gallery .

Man kan alltså inte transportera vatten enbart med kapillärkraften, se fråga 9033 . Träd transporterar vattnet genom att först med osmos och kapillärkraft skapa en vattenpelare. Vattnet pumpas sedan upp genom att det skapas ett undertryck genom att vattenånga bildas och går ut genom bladens klyvöppningar. Det är alltså värmen från solen som är "motorn" i systemet.



/Peter E

Nyckelord: evighetsmaskin [12]; kapillärkraft [10];

*

Elektricitet-Magnetism [18511]

Fråga:
Om man placerar en magnet på den magnetiska nordpolen har jag hört att den skulle snurra hela tiden. Kan man utnyttja detta för att alstra elektrisk ström, som en evighetsmaskin? Eller är jordens magnetfält där så starkt att det upphäver effekten av den snurrande magneten?
/Eva P, Åkersberga

Svar:
Detta är tyvärr bara en vandringssägen! Evighetsmaskiner finns inte!

Jordens magnetfält vid de magnetiska polerna är vertikalt och konstant. En kompassnål skulle bara bli "förvillad" och kunna peka åt vilket håll som helst. Helst skulle den vilja peka rakt nedåt, men kompassnålar kan normalt bara röra sig i horisontalplanet.
/Peter E

Nyckelord: jordens magnetfält [20]; evighetsmaskin [12];

*

Kraft-Rörelse [17012]

Fråga:
att ingen evighetsmaskin finns är ju känt. men jag undrar på följande lösning. om man har en behållare med 10m vattenpelare nedsänkt i en sjö så behållaren står på 20m djup. från behållaren går en slang till ytan. genom att med en ventil stänga av slangen till ytan (atmosfärtryck)och öppna en ventil vid toppen av behållaren så omgivande vattentryck kommer in i den. så kan man genom att öppna/stänga ventilerna öka det absoluta trycket på botten till 3 atm. sen stänga vattenventilen öppna luftventilen och åter få 2atm. det uträttas ju inget arbete men blir det inte en förändring av stor potentiell energi?
/daniel l, jokkmokk

Svar:
Inte potentiell energi men tryckskillnad, ja. Du behöver ett rör från ovansidan av din behållare till ytan för att sänka trycket. Det kostar energi att tömma detta rör. Om du skall få arbete ur din maskin behöver röret ha stor volym. Detta kostar precis lika mycket att tömma som du kan få ut. Och dessutom förluster... Ebberöds bank..

Nej, tyvärr ingen "makalös maskin". Jag skulle investera patentavgiften i en resa till Kanarieöarna i stället - något som du redan misstänkte !
/Peter E

Nyckelord: evighetsmaskin [12];

*

Kraft-Rörelse [15974]

Fråga:
Det finns en man som heter Howard Johnson som har patent på en motor som drivs av enbart magneter, vet du om denna motor fungerar i verkligheten?
/kent a, värnamo

Svar:
Detta är ett av många förslag till evighetsmaskin . Numera vägrar patentbyrån i USA att ta emot patent för evighetsmaskiner om det inte kan påvisas att de fungerar. Howard Johnsons patent, se länk 1, är emellertid registrerat, vilket antagligen beror på att patentet kom in innan regeln om evighetsmaskiner kom till.

Som de flesta konstruktioner av evighetsmaskiner är Howard Johnsons magnetmotor mycket komplicerad och det är svårt att exakt peka på vad som är fel. Annat än, förstås, att evighetsmaskiner inte finns, se fråga 15733. Status för magnetmotorprojektet finns på länk 2 - ingen har alltså lyckats tillverka motorn trettio år efter patentet!
/Peter E

Se även fråga 15733

Nyckelord: evighetsmaskin [12];

1 http://www.pat2pdf.org/patents/pat4151431.pdf
2 http://freeenergynews.com/Directory/Howard_Johnson_Motor/index.html

*

Kraft-Rörelse [15733]

Fråga:
Häromdagen började jag fundera på det här med en "evighetsmaskin" Fick idén av en fysiklektion vi hade. Eftersom det inte går att rita upp så bra här ska jag försöka att förklara.

Tänk dig en pinne som sticker up en liten bit från marken som kan rotera. (pinnen sitter då fast i någon sorts bas för stabilitet)

På denna pinnen sticker det ut en magnet laddad S (d.v.s. inte laddad nord) En stavmagnet kan ju ha nord och sydpoler.

Runt den här magneten placeras 4st magneter laddade N. Varje magnet är placerade med 90 graders vinkel från varandra. D.v.s. 4st N magneter runt S magneten.

Som ni vet attraheras Nord av Syd och vice versa. Så idén är att ha hyfsat starka magneter så att om jag skulle ha 1st Nord magnet och jag har S magneten ett kvarts varv bort så ska den attraheras till N magneten.

Men hur är detta en evighetsmaskin? Jo ja hade tänkt att på den här roterande pinnen med magneten i mitten också fästa ett ämne som neutraliserar magnetfält.

Detta ämne sitter fast på samma pinne som magneten och roterar då med den.

Detta ämne skulle vara cirkel format och ha tillräcklig stor bredd för att påverkan av N magneten utanför ämnet inte ska påverka S magneten så att den fortsätter mot nästa magnet.

Har här försökt att illustrera hur jag tänkt. Den ska självklart vara helt cirkelformad och inte oval som bilden. Det som jag försöker visa är att detta ämne som blockerar magnetfältet mellan S och N (se höger sida av bilden) finns en bit framför S.Det är en öppning för att när pinnen snurrar så vill jag att den ska attraheras av nästa magnet och sen nästa D.v.s. hålla uppe farten. Om jag inte hade detta ämne så skulle den stanna vid första magnet.

N ----- / \ ! / \ ! N ! O------S ! N ! / / \ / / !---------------/ N

Så min fråga är. Varför funkar inte detta?

Eftersom jag vet att det strider mot energilagarna. Frågade min fysiklärare och han trodde att det kunde ha något med virvel strömmar mellan det blockerande ämnet och N magneterna.

Hoppas ni förstod hur jag menade.
/Robert L, porthälla

Svar:
En evighetsmaskin av första ordningen bryter mot termodynamikens första huvudsats:

Lagen om energins bevarande: energi i ett slutet system inte kan skapas eller förintas.

En evighetsmaskin av andra ordningen bryter mot termodynamikens andra huvudsats som kan formuleras på olika sätt:

Alla processer som kan förekomma i ett isolerat system leder till att entropin ökar eller möjligtvis förblir konstant.

Ingen process är möjlig vars enda resultat är att värme tas från en reservoar och helt omvandlas till arbete. (Lord Kelvin)

Ingen process är möjlig vars enda resultat är att värme överförs från en kallare till en varmare kropp. (Clausius)

Första och andra huvudsatsen har uttryckts elegant och generellt: Nothing disappears, and Everything spreads (Ingenting försvinner, och allting sprids).

Entropi (makroskopisk definition) är en till värme kopplad termodynamisk tillståndsstorhet och är ett mått på hur mycket av värmeenergin som i en värmemotor ovillkorligen måste avges vid nedre temperaturen och således aldrig kan omvandlas till arbete, se Entropi . Entropiändringen dS ges av överförda värmen dQ och absoluta temperaturen T:

dS = dQ/T

Se vidare Laws_of_thermodynamics och Termodynamik .

Jag förstår inte exakt hur din maskin är uppbyggd, men den måste vara en första ordningens evighetsmaskin. Detta eftersom det måste finnas friktion i den roterande pinnen.

Eftersom energins bevarande är så central inom fysiken har man vad gäller patent (åtminstone i USA) på evighetsmaskiner ett starkare krav än normalt: man måste kunna visa upp en fungerande prototyp. Hittills har ingen lyckats.

Observera att termodynamikens lagar är, liksom alla fysikaliska lagar, ingenting man kan härleda från "axiom" som i matemaiken. Alla fysikaliska lagar baseras på experiment och observationer. Energiprincipen (första huvudsatsen) uppfylls i alla experiment man utfört, och får anses mycket etablerad. Man har faktiskt vid några tillfällen föreslagit att man måste överge energiprincipen, t.ex. när man observerade ett kontinuerligt spektrum av elektroner vid beta-sönderfall. I detta fallet löstes problemet när man upptäckte att ytterligare en partikel var involverad vid beta-sönderfallet: neutrinen.

Jag kan som sagt inte exakt säga vad som är svagheten i din konstruktion, men jag har ett par kommentarer:

  • Som din lärare säger, det kommer att induceras virvelströmmar i din magnetfältssköld. Förutom att även de ger energiförluster (uppvärmning) så inducerar de även magnetfält som motverkar rörelsen. Du kan alltså med t.ex. mymetall bli av med magnetfältet bakom mymetallen, men du har alltid en växelverkan mellan mymetallen och magneten.
  • Du säger att du använder magneter laddade N. Vi har aldrig observerat monopoler, så det är tveksamt att de existerar. Detta är emellertid egentligen inget skäl till att din konstruktion inte skulle fungera - nuvarande teorier tillåter monopoler, så de kan knappast orsaka brott mot energiprincipen.
Se vidare Perpetual_motion varifrån nedanstående exempel på konstruktioner av evighetsmaskiner kommer. Se även Donald Simaneks "The Museum of Unworkable Devices" under länk 1.


/Peter E

Nyckelord: evighetsmaskin [12]; termodynamik [16]; entropi [7];

1 http://www.lhup.edu/~dsimanek/museum/unwork.htm

*

Blandat [12562]

Fråga:
Hur fungerar den "drickande fågeln"?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Jag behöver hjälp med att förklara för eleverna hur den "drickande fågeln" fungerar. Jag utgår från att det är en lättavdunstande vätska (typ eter) i den, men vill vara helt säker.
/Bengt N, Sävjaskolan, Uppsala

Svar:
Du har rätt att den bygger på en lättflyktig vätska. Här finns en förklaring på engelska: How does a Dippy Bird work? .

Ett av våra snacks beskriver fågeln: Den drickande fågeln .

Lägg märke till att det är en liten skillnad på beskrivningarna. Det kan vara så att det finns olika varianter av fågeln, för båda förklaringarna är rimliga.

Är drickande fågeln en evighetsmaskin? Nej, den är en helt normal maskin som omvandlar värmeenergi till mekanisk energi: det är det avdunstande vattnet (som ju förbrukas) som är energikällan.



/Peter E

Nyckelord: evighetsmaskin [12]; drickande fågeln [1];

*

Kraft-Rörelse [12544]

Fråga:
Antag att vi har en "klump" vatten som ligger i en behållare på en viss höjd. Denna behållare har i botten ett hål, förtäckt med en lucka. Luckan leder till ett rör. Öppnar vi nu denna lucka kommer vattnets lägesenergi, i tyngdkraftfältet, att minska därför att vattnet tillförs rörelseenergi. Om nu fallet är totalt avskilt från allt vad friktion och luftmotstånd är, och vi placerar ett vattenhjul i röret. Hjulet har inte heller någon friktion, det har även verkningsgrad 1 (100%), dvs det omvandlar ALL tillförd energi till elektrisk energi. Min fråga är: kommer vattnet att stanna mitt i rörelsen? då all dess rörelse energi omvandlas till elektrisk energi? Om vattnet inte stannar, kan man då konstruera ett kraftverk som genererar oändligt med el genom att fylla röret med ett oändligt antal sådana vattenhjul?
/Niclas B, Franska Skolan, Stockholm

Svar:
Det finns många försök till konstruktion av evighetsmaskiner. Det dessa konstruktioner har gemensamt är att det oftast är mycket komplicerade och att de inte fungerar . Svagheten med din konstruktion är att vattenhjulet stoppar det stömmande vattnet helt (tar 100% av rörelseenergin), så hur skall vattnet kunna fortsätta strömma? Se nedanstående länkar och en bra artikel i Nationalencyklopedin under evighetsmaskin.
/Peter E

Nyckelord: evighetsmaskin [12];

1 http://en.wikipedia.org/wiki/Category:Perpetual_motion_machines

Avancerad sökning på 'evighetsmaskin' i denna databas

*

Energi [11566]

Fråga:
Alega skolmaterial påstår sig ha en evighetsmaskin, där en stor magnet står på en pidestal. Från golvet upp till pedistalens top går en diagonal planka med två hål i (ett högst upp och ett längst ner). Magneten drar en kula uppför plankan tills den ramlar ner i hålet och rullar ner till det undre där den igen börjar röra sig uppåt pga den magnetiska kraften. Enligt termodynamikens första (och andra) huvudsats är evighetsmaskiner omöjliga. Kan man bevisa (med beräkningar) att denna maskin inte fungerar mha dessa huvudsatser? (Man inser ju att magneten inte fungerar i en evighet samt att det blir mekaniskt slitage på materialet.)
/Kalle A, St: Jacobi, Stockholm

Svar:
Den funkar naturligtvis inte. Man skulle kunna fuska med att använda en elektromagnet och variera strömmen på ett visst sätt. Då ser det ut som om kulan rör sig i "evighet", Men då får man ju hela tiden tillföra energi.
/KS

Nyckelord: termodynamik [16]; evighetsmaskin [12];

*

Blandat [2735]

Fråga:
Hej Jag skriver ett specialarbete om perpetuum mobile, och arbetar med teorin om maxwells demon. Min fråga är om ni vet var jag kan få information om demonen, eller andra teorier om en ppm som man arbeter efter idag.
/Magnus J, Alléskolan, Hallsberg

Svar:
Det finns inte många fysiker idag som tycker det är värt mödan att försöka åstadkomma ett perpetuum mobile (evighetsmaskin).

Evighetsmaskin ger en kort och bra beskrivning. Perpetual_motion är mer omfattande men svårare och på engelska. I Nationalencyklopedin finns en bra artikel på uppslagsordet evighetsmaskin. Också Maxwells demon finns beskriven. Här är en annan läsvärd artikel: Vetenskapen och evighetsmaskinerna . Bilden visar ett förslag av Escher.



/KS/Peter E

Nyckelord: evighetsmaskin [12];

*

Ämnesområde
Sök efter
Grundskolan eller gymnasiet?
Nyckelord: (Enda villkor)
Definition: (Enda villkor)
 
 

Om du inte hittar svaret i databasen eller i

Sök i svenska Wikipedia:

- fråga gärna här.

 

 

Frågelådan innehåller 7179 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2017-09-20 12:13:24.


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.