Рубрика «термодинамика»

Энергия откуда не ждали: графен и броуновское движение - 1

Некто когда-то сказал, что прогресс науки это результат бесконечного спора между учеными, которые регулярно пытаются опровергнуть или перепроверить теории друг друга. Безусловно, в этом есть смысл, ибо теория одного человека, какой бы идеальной она ни была на первый взгляд, остается умозаключением лишь одного человека. Следовательно, в споре рождается истина. Сегодня мы рассмотрим исследование, в котором ученые из университета Арканзаса предложили собирать энергию из Броуновского движения атомов графена. Загвоздка в том, что небезызвестный физик Ричард Фейнман уже давно говорил, что подобное невозможно. Как ученым удалось оспорить это высказывание, что для этого потребовалось, и насколько эффективен разработанный графеновый генератор энергии? Ответы на эти вопросы мы узнаем из доклада ученых. Поехали.Читать полностью »

Квантовый нанотермометр: измерение температуры нематоды длиной 1 мм - 1

Одним из основных показателей состояния биологической системы является температура. Если у человека развивается какая-то инфекция, то температура его тела повышается (как правило, но не всегда), что является признаком ответной реакции иммунной системы на угрозу. Другими словами, по температуре можно определить примерное состояние организма. Проблема в том, что человек большой (буквально), а вот, например, нематоды в длину всего лишь около 1 мм. Измерить температуру столь малого организма было крайне сложно, однако ученые из университета Осаки (Япония) разработали методику, позволяющую решить эту проблему. Какие средства были использованы для реализации нанотермометра, что показали практические опыты, и где можно использовать данную разработку? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых. Поехали.Читать полностью »

Введение

Имитационное обучение с использованием мультимедийных образовательных ресурсов является одним из перспективных направлений информатизации современного образования. Под имитационным обучением мы будем понимать такую модель обучения, в которой посредством программного обеспечения виртуально воспроизводятся физические процессы и условия, аналогичные реальным, но имеющие ряд идеализированных качеств. Возможность интерактивного взаимодействия с виртуальной моделью того или иного физического процесса позволяет существенно понизить уровень абстракции знаний о данном процессе, в результате чего повышается эффективность получения и усвоения этих знаний человеком [1].

Объект изучения и постановка задачи

В качестве объекта изучения рассмотрим один из наиболее важных разделов общей физики – классическую термодинамику. В контексте образовательной деятельности знания по данной дисциплине преподаются в нескольких формах, Читать полностью »

Продолжаю знакомить читателей Хабра с главами из своей книжки «Теория счастья» с подзаголовком «Математические основы законов подлости». Это ещё не изданная научно-популярная книжка, очень неформально рассказывающая о том, как математика позволяет с новой степенью осознанности взглянуть на мир и жизнь людей. Она для тех кому интересна наука и для тех, кому интересна жизнь. А поскольку жизнь наша сложна и, по большому счёту, непредсказуема, упор в книжке делается, в основном, на теорию вероятностей и математическую статистику. Здесь не доказываются теоремы и не даются основы науки, это ни в коем случае не учебник, а то, что называется recreational science. Но именно такой почти игровой подход позволяет развить интуицию, скрасить яркими примерами лекции для студентов и, наконец, объяснить нематематикам и нашим детям, что же такого интересного мы нашли в своей сухой науке.

Опубликованные главы:

 •  Введение в мерфологию
 •  Закон арбузной корки и нормальность ненормальности
 •  Закон зебры и чужой очереди
 •  Проклятие режиссёра и проклятые принтеры

В этой главе мы порассуждаем о деньгах, рынках и энтропии, а также посмотрим на анимированные гифки, которых, увы, в книжке напечатать не получится.

Теория счастья. Термодинамика классового неравенства - 1

Читать полностью »

Спиновое состояние «твердое тело» в искусственной сотовой решетке - 1

В определенных научных кругах ведется дискуссия касательно магнитной корреляции при низких температурах в двумерной искусственной магнитной сотовой решетке. Теоретики утверждают, что подобная система способна демонстрировать формирование твердотельного состояния с нулевой спиновой энтропией*. Однако на практике подобных свойств пока не было обнаружено. Данное исследование делает уверенный шаг к пониманию вышеуказанных явлений. Что именно удалось узнать исследователям, мы поймем благодаря их отчету. Поехали.Читать полностью »

Когда интуиция нас подводит: о том, как одну олимпиадную задачу по физике десятилетиями решали неправильно - 1

«Имеются два одинаковых шарика, находящихся при одной и той же температуре. Один из них лежит на горизонтальной поверхности, другой подвешен на нити. Обоим шарикам сообщают одинаковое количество теплоты. Будут ли после этого температуры шариков одинаковыми или нет? (Любыми видами тепловых потерь можно пренебречь.)»

Такую задачу иногда можно встретить на олимпиадах по физике или в соцсетях. Общепринятый ответ интуитивно понятен: из-за затрат энергии на тепловое расширение при наличии силы тяжести шарик, лежащий на горизонтальной поверхности, окажется холоднее висящего на нити. В недавней статье было показано, что этот ответ неправильный. На самом деле, результат будет обратным: лежащий шарик окажется теплее висящего. Разберемся, почему традиционный метод решения этой задачи приводит к неправильному ответу, и почему интуиция в этом случае нас подводит.

Читать полностью »

Вы знаете, что такое логическая тавтология? Наверное знаете. А на тот случай, если вы этого не знаете, автор постарается сейчас объяснить это понятие. Не станем переходить на сухой и формальный язык математики, не будем бездушными педантами, как Википедия, и скажем образно: тавтология это подобие Уробороса, кусающего свой собственный хвост. К примеру, «ничто, — это когда ничего нет», или, «предметы, которые достаточно узкие и низкие, чтобы пройти в этот дверной проём, легко пройдут через него» и тому подобное. Такие утверждения всегда истинны, и они, грубо говоря, не несут никакой новой информации. Как ни удивительно, но ряд важных законов и принципов науки содержит в себе скрытые тавтологии, что, однако, нисколько не умаляет их важности и правильности. Интересно? Тогда вперёд, под кат!
Читать полностью »

Приветствую тебя, читатель Гиктаймс!

Многие слышали о такой загадочной штуке, как энтропия. Обычно её называют мерой хаоса, мерой неопределённости и ещё прибавляют, что она непременно растёт. Я с огромной болью переношу употребление имени Энтропии всуе и решил, наконец, написать ликбез по этому вопросу.
Читать полностью »

Японские извращения. Медные монеты эффективно охлаждают ноутбук - 1
Фото: Сузуки Акинори

Многих из нас ежедневно работают с ноутбуком. У некоторых это вообще основной и единственный компьютер. Наверняка они отлично знают, что при интенсивном использовании ноутбук довольно сильно нагревается. Например, верхняя часть клавиатуры Macbook Pro 2012 года нагревается до 48,2°C, кадры термосъёмки под катом.

Производители стараются сделать новые модели как можно производительнее и компактнее. Печально, что при этом неизбежно страдает охлаждение.

Японский инженер Сузуки Акинори (Suzuki Akinori) нашёл оригинальный выход из ситуации: его самодельный радиатор для ноутбука состоит из… стопок монет по 10 иен из медного сплава, установленных на самую горячую часть корпуса.
Читать полностью »

Магнитные чипы потребляют в миллион раз меньше энергии, чем электронные транзисторы. Принцип Ландауэра - 1

В 1961 году Рольф Ландауэр из компании IBM сформулировал принцип, который позже назвали его именем: в любой вычислительной системе, независимо от её физической реализации, при потере 1 бита информации выделяется теплота в количестве по крайней мере W джоулей:

W = kB T ln 2,

где kB — константа Больцмана, T — абсолютная температура вычислительной системы в кельвинах.

Физикам из Калифорнийского университета в Беркли удалось провести успешный эксперимент с битовыми операциями в магнитной памяти и вплотную приблизиться к этому теоретическому пределу.
Читать полностью »


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js