Warum verstößt die Gravitationsenergie in diesem System des Verdampfens und Kondensierens von Wasser nicht gegen den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik?

Bei einer gegebenen Temperatur werden in Ihrem Flüssigkeits-Wasser-Luft-System die gleiche Anzahl von Wassermolekülen aus der Flüssigkeit in die Luft eintreten und aus der Luft in die Flüssigkeit zurückkehren. Das System befindet sich im Gleichgewicht und die Luft ist mit Wasserdampf „gesättigt“.

Es gibt zwei Möglichkeiten, wie sich Kondenswasser an Ihrer Decke bildet. Wenn die Luft mit Wasser übersättigt ist, erleichtern Ihre "Keimbildungs" -Stellen die Kondensation. Aber die Bedingungen in diesem System sind nicht diejenigen, die zu einer Übersättigung führen würden. Die zweite Ursache für Kondensation ist, dass die Decke kälter als die Luft ist.

Wenn Kondensation an der Decke auftritt, wird ein Großteil der latenten Kondensationswärme auf die Decke übertragen und erwärmt sie dadurch. Um den Kondensationsprozess fortzusetzen, müssen Sie die Decke kühl halten, was einen Energieaufwand von außerhalb des Systems erfordert. Ihr System ist geschlossen, aber thermodynamisch gesehen nicht isoliert.

Da das Kondenswasser Wärme an die Decke verliert, kühlt das System außerdem ab. Dies führt zu einem niedrigeren Gleichgewichtsdampfdruck, d. h. weniger Wasser im Dampfzustand. Um die Sache noch schlimmer zu machen, erfordert die niedrigere Temperatur Ihres Systems eine noch stärkere Senkung der Deckentemperatur, um die Kondensation aufrechtzuerhalten.

In Bezug auf die Entropie müssen Sie zusätzlich zu den Ereignissen innerhalb Ihres Systems auch die Ereignisse berücksichtigen, die außerhalb des Kühlprozesses stattfinden.

Hoffentlich verstehen Sie, dass die Turbine, die Sie möglicherweise im Inneren des Systems betreiben, nicht einmal annähernd den Kühlschrank draußen mit Strom versorgt!

Warum verstößt die Gravitationsenergie in diesem System des Verdampfens und Kondensierens von Wasser nicht gegen den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik?

Dies ist das zweite Gesetz :

Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass die Gesamtentropie eines isolierten Systems im Laufe der Zeit immer zunimmt oder im Idealfall konstant bleibt, wenn sich das System in einem stationären Zustand befindet oder einen reversiblen Prozess durchläuft.

Kursiv von mir.

In Wirklichkeit ist die Erstellung eines isolierten Systems ein ungefährer Prozess, man muss davon ausgehen, dass äußere Bedingungen des Systems das System nicht beeinflussen. In der Formulierung Ihrer Frage haben Sie das System bereits der Schwerkraft geöffnet, es ist also kein geschlossenes System und die Kraft des zweiten Hauptsatzes gilt nicht.

Dies kann in der statistischen Formulierung der Entropie verstanden werden

[Diese Definition] beschreibt die Entropie als proportional zum natürlichen Logarithmus der Anzahl möglicher mikroskopischer Konfigurationen der einzelnen Atome und Moleküle des Systems (Mikrozustände), die den beobachteten makroskopischen Zustand (Makrozustand) des Systems hervorrufen könnten. Die Proportionalitätskonstante ist die Boltzmann-Konstante. Insbesondere ist die Entropie ein logarithmisches Maß für die Anzahl der Zustände mit signifikanter Besetzungswahrscheinlichkeit

Die Einführung der Schwerkraft in das Problem führt Gravitonen ein, die Träger von Gravitationswellen, und jede Gravitationswechselwirkung eines Gravitons mit einem mutmaßlichen Tropfen erzeugt zusätzliche Mikrozustände. Da diese aus der Masse der Erde stammen, ist das System konstruktionsbedingt nicht isoliert, so dass der zweite Hauptsatz nicht gilt.

Nun zum Inhalt der Frage: Wenn es stimmt, dass Kondensation bei einer festgelegten Temperatur mit speziellen Materialien stattfinden kann, wie Sie in einem Kommentar zu bpedit angeben, wandeln Sie im besten Fall thermische Energie in Gravitationsenergie in kinetische Energie um, und zwar könnte lange so weitergehen wie die Vögel, die ständig Wasser trinken , bis die Zerstreuung sie stoppt. Dissipation wäre die Kühlung durch das Entfernen der Schwänze der Verteilung und auch die Schwarzkörperstrahlung, die das System kühlt.

Die Verteilungen der kinetischen Energie des Wassers und des Dampfes darüber haben lange Schwänze. Es sind die Moleküle aus den Schwänzen , die aus dem Wasser verdunsten und es den Tröpfchen ermöglichen, die Decke zu erreichen.

dh Gravitationspotential erwerben und die Tröpfchen auf der Deckenoberfläche bilden (Hypothese, dass dies bei konstanter Temperatur für spezielle Materialien geschehen kann).

Wenn ein Molekül aus dem Schwanz zu einem Tropfen kondensiert, sinkt die Durchschnittstemperatur des Gases um diesen winzigen Betrag, weil es nicht mehr zum Durchschnitt beiträgt, der die Temperatur definiert. Dasselbe war passiert, als das Molekül die Flüssigkeit verließ. Wenn der Tropfen fällt, erhalten alle Moleküle die kinetische Energie zurück und wenn sie in das Wasser fallen, wird die konstante Temperatur beibehalten. Wenn sie auf den Propeller der Turbine treffen, geben sie die kinetische Energie ab, und wenn sie in die Flüssigkeit zurückfallen, stellen sie die Temperatur nicht auf den vorherigen Wert wieder her, weil ihre kinetische Energie, die sie mit der Verdampfung verlassen, nicht zurückgegeben wurde. Die Temperatur fällt so langsam, weil sie mit dem Effektivwert der Geschwindigkeiten in der Flüssigkeit zusammenhängt.

So wird thermische Energie in Gravitationsenergie umgewandelt, die in kinetische Energie der Turbine umgewandelt wird, sodass die Temperatur so weit sinkt, dass sich keine Tropfen mehr an der Decke bilden können. (abhängig vom Material). Wenn ein solches Material nicht vorhanden ist, sind die anderen Antworten ausreichend.

Überlegen Sie, wie Sie den Betrieb Ihrer Maschine anpassen könnten, wenn Sie vorübergehend davon ausgehen, dass es sich nicht um ein geschlossenes System handelt:

• Sie können den Betrieb Ihrer Maschine beschleunigen, indem Sie das Wasser erhitzen und/oder die Decke kühlen. In diesem Fall ist Ihre Maschine eine typische Wärmekraftmaschine, wobei die Energie durch Konvektion vom heißen Wasser zur kalten Decke übertragen wird und das Drehen der Turbine ein Nebeneffekt ist.

• Sie können Ihre Maschine verlangsamen oder stoppen, indem Sie das Wasser abkühlen und/oder die Decke erwärmen. So funktioniert schließlich die Heckscheibenheizung Ihres Autos.

Das bedeutet, dass sich irgendwo zwischen diesen beiden Temperaturgradienten eine Konfiguration befindet, in der Ihre Maschine überhaupt nicht läuft. Wenn Sie es aufstellen und geschlossen lassen, erreicht es schließlich diese Gleichgewichtskonfiguration und stoppt.

Nun ist es möglich, dass die Gleichgewichtskonfiguration nicht wirklich eine einheitliche Temperatur hat, da die Schwerkraft eine Rolle spielt. Wenn die Kammer beispielsweise zehn Meilen hoch wäre, hätten die Wasserdampfmoleküle in der Nähe der Decke eine geringere durchschnittliche kinetische Energie als die in der Nähe des Bodens und eine niedrigere effektive Temperatur. Aber wie alle Perpetuum-Motion-Vorschläge wird es bestenfalls eine Weile laufen.