Хаотичность молекулярного движения и тепловые машины

24

правное промежутку между всышками, оно переместилось в точку B.
Тогда, как известно, перемещение $s_1$ (по модели) тела из A в B можно найти по формуле

$$s_1 = v_A \tau + \frac{a \tau^2}{2},$$

где $v_A$ — модель скорости в точке A, $a$ — модель искомого ускорения. В течение следующого промежутка времени τ тела перемещается из B в C.
Его перемещение $s_2$ определяется аналогичной формулой, в котором начальная скорость $v_B = v_A + a \tau$:

$$s_2 = v_B \tau + \frac{a \tau^2}{2} = (v_A + a \tau) \tau + \frac{a \tau^2}{2} = v_A \tau + \frac{3a \tau^2}{2}.$$

Найдем теперь перемещений $s_2 - s_1$ за два последовательных равных промежутка:

$$s_2 - s_1 = \left(v_A \tau + \frac{3a \tau^2}{2}\right) - \left(v_A \tau + \frac{a \tau^2}{2}\right) = a \tau^2.$$

Отсюда для ускорения $a$ получаем

$$a = \frac{s_2 - s_1}{\tau^2}.$$

Таким образом, имея строкосоппичную картину движения тела, можно найти его ускорение, изменив длины любых двух соседних отрезков, соответствующих перемещением тела за одинаковые промежутки времени между всышками. Нужно, разумеется, знать эти промежутки, а также масштаб силмака.

Для нашего случая время между всышками равно 0,1 с, а каждой единице длины на рисунке соответствует расстояние в 0,01 м. По этим данным вы, конечно же, сможете определить искомое ускорение тела.

Хаотичность молекулярного движения и тепловые машины

Как известно, тепловые машины отличаются тем, что их коэффициент полезного действия (КПД) отличается мал по сравнению с другими машинами. Так, например, КПД паровозов, теплер уже практически не использоваются, не превышает 10 %, а сменившие их тепловозы работают с КПД всего около 25 %. КПД лучших современных тепловых двигателей не превышает 50 %.

Значит, и теплер, через 200 лет после появления первых тепловых машин, половина энергии топлива, сжгаемого в них, расходит безполезно? В чем тут дело? Может быть, в том, что учены и инженеры не сумели придумать и конструкировать «хорошие» тепловые машины, в которых энергия топлива использовалась бы более эффективно?

Оказывается, создатели машины в этом не винованы. Истинного «вииновника» низких значений КПД мы найдем, если более внимательно рассмотрим существующее того, что происходит в тепловых машинах.

Беспорядочное и упорядочное движения. Телловые машины строят для того, чтобы в них совершалась механическая работа. Делается это обычно так: какой-нибудь газ получает от нагревания некоторое количество теплоты и расширяется; при этом расширяении сила давления газа и совершает работу, например по перемещению поршня или вращению турбины. Другими словами, в тепловые машины происходит преобразование тепловой энергии, то есть энергия беспорядочного молекулярного движения, в механическую — энергию упорядоченного движения. Это, пожалуй, самое важное, что можно сказать о всякой тепловой машине: на