Индийские ученые разработали концепцию вечного двигателя

Тепло может передаваться без температурных изменений - и законы термодинамики при этом остаются справедливыми.

Ученые-физики поставили вопрос о пересмотре взглядов на один из фундаментальных законов природы: тепло может передаваться только от более горячей системы к более холодной. С первого взгляда открытие может претендовать на изобретение вечного двигателя, неисчерпаемого ресурса энергии. Однако приоритетная область будущего использования вновь открытого физического феномена - ранее считавшиеся невозможными химические реакции.

Индийские ученые, Сувик Дас (Souvik Das) и его коллеги утверждают, что могут заставить тепло перемещаться между двумя абсолютно идентичными системами. Согласно законам термодинамики, этого происходить не должно, так как тепло всегда движется от горячего к холодному, это так же очевидно, как то, что вода течет с холма вниз, а не вверх.

Для практического подтверждения своих утверждений индийские ученые провели следующий гипотетический опыт. Им потребовалось два "безтемпературных" резервуара, отклонение температур в которых ничтожно мало и не может повлиять на чистоту эксперимента.

По сути, все не так странно и загадочно, как звучит. Лазеры устроены похожим образом. Температура объекта определяется тем, как распределена энергия внутри его составляющих частей. Теплый газ составлен из молекул с нормальным распределением энергии - небольшая часть холодных частиц, примерно такая же - очень горячих, а большинство - теплых, нейтральных.

Нетермальные резервуары, по допущению доктора Даса и его коллег, также состоят из частиц с разным уровнем активности, энергии. Однако распределение этой энергии - уже не равновесное, резервуары содержат большое количество частиц с высоким уровнем энергии, что делает систему нестабильной, так же, как и в случае лазеров.

Итак, до тех пор, пока сосуды находятся в нестабильном состоянии, тепло может свободно передаваться от одной системы другой; возвращение равновесия, стабильности влечет за собой прекращение передачи тепла. Ну а за счет того, то энергия расходуется на то, чтобы удерживать систему в нестабильном состоянии, дополнительной энергии "ниоткуда" система приобрести не может, и законы термодинамики остаются в силе.

Тепловой поток в теоретическом передатчике представляет собой серию цепных микростолкновений между молекулами. Индийские ученые показали, что если при столкновении масса частиц увеличивается слева направо, то и энергия по цепи скорее всего пойдет в том же направлении. Тяжелая частица относительно эффективна для передачи энергии вниз по цепи, к более легкой частице, тогда как легкая вероятнее всего отдаст свою энергию назад - таким образом формируется асимметрия, и передача тепла происходит по принципу храповика.

Такой "тепловой храповик" не обеспечит нас неиссякаемым источником энергии. Однако исследователи утверждают, что описанный феномен - важный шаг на пути к вечному двигателю. Если два сосуда, в которых происходят химические реакции, сопровождаемые выделением тепла (системы выведены из состояния равновесия во время прохождения реакции), удастся связать на уровне молекулярных цепочек, можно будет наблюдать переход тепла в "нерегламентированном" направлении.

Источник:
по материалам сайта Nature.com.