:: OSEL.CZ :: - Fúzní minireaktor přesáhl teplotu v nitru Slunce
Fúzní minireaktor přesáhl teplotu v nitru Slunce  
Prototyp malého fúzního reaktoru ST40 soukromé společnosti Tokamak Energy dosáhl teploty 15 milionů °C. V roce 2030 chtějí dodávat fúzní elektřinu do rozvodné sítě.
Prototyp fúzního reaktoru ST40. Kredit: Tokamak Energy.
Prototyp fúzního reaktoru ST40. Kredit: Tokamak Energy.

Fúzní energie je jako jednorožec. Každý by ji chtěl, ale čím více o ni usilujeme, tím je vzdálenější. Ostře sledovaný mezinárodní experimentální tokamak ITER, který vyrůstá u francouzského Cadarache, je stále dražší a jeho spuštění stále v nedohlednu. Jenomže fúze je příliš lákavá. Tak jako v případě kosmických technologií se tady otevírá prostor pro extravagantní technologie a odvážné soukromé společnosti.

Jonathan Carling. Kredit: Tokamak Energy.
Jonathan Carling. Kredit: Tokamak Energy.

Jednou z takových společností je i Tokamak Energy z britského Oxfordshire. Momentálně vyvíjejí fúzní zařízení ST40, již třetí v řadě. Ve středu 6. června (2018) Tokamak Energy ohlásili, že v tomto zařízení dosáhli teploty 15 milionů °C, tedy víc než v nitru Slunce. Očividně nehodlají na nic čekat a v roce 2030 chtějí zahájit dodávání fúzní energie. Pokud to zvládnou, tak v té době ITER ještě ani nepojede na plný výkon.

15 milionů stupňů Celsia v nitru tokamaku ST40. Kredit: Tokamak Energy.
15 milionů stupňů Celsia v nitru tokamaku ST40. Kredit: Tokamak Energy.

Podle šéfa společnosti Jonathana Carlinga se Tokamak Energy blíží k fúzní energií mílovými kroky. Staví při tom na soukromém kapitálu a pohání ji chuť udělat něco s ohromným užitkem pro celý svět. Dosažení 15 milionů °C je pro Carlinga významným milníkem a potvrzením správnosti jejich přístupu. Cílem Tokamak Energy je spustit komerční fúzní energetiku do roku 2030.

 

Tokamak vs. stellarátor. Kredit: Economist.com.
Tokamak vs. stellarátor. Kredit: Economist.com.

Tokamak Energy doposud získali 40 milionů dolarů. Klíčem k jejich úspěchu je prý sázka na fúzi v malém měřítku. Zařízení ST40 je velké zhruba jako dodávka. Jiné fúzní reaktory jsou mnohem větší, od velikosti až po fotbalové hřiště. Aby v zařízení ST40 dosáhli tak vysokých teplot, vytvářejí tam Tokamak Energy plazma technologií „merging-compresion“. Ve sférickém tokamaku vzniknou dva prstence plazmatu, které se splynou přepojením magnetických siločar do jediného, radiálně stlačovaného prstence.


V dnešní době existují dva hlavní typy fúzních reaktorů. V obou dvou typech fungují výkonná magnetická pole, která se snaží udržet superhorké plazma. Tokamaky mají tvar běžného donutu, zatímco stellarátory jsou tvarovány jako donut abstraktního tvaru. Tokamak Energy používají kompaktní design a podle svých slov díky tomu dosahují vyššího tlaku plazmatu oproti konvenčním tokamakům.


Svůj první prototyp tokamaku ST25 Tokamak Energy postavili v roce 2013. Druhý tokamak měli hotový v roce 2015. Teď mají třetí model ST40 a v dohledné době by s ním chtěli dosáhnout teploty 100 milionů °C. V roce 2025 hodlají spustit tokamak pro průmyslový provoz a v roce 2030 plánují dodávat do rozvodné elektrické sítě fúzní energii.
V posledních letech jsme svědky řady významných průlomů ve fúzi. Různé týmy udržují plazma vodíku nebo helia po různě dlouhou dobu. Slibně vypadají i stellarátory. Do použitelných fúzních reaktorů máme ještě daleko, jak se ale zdá, jsme na správné cestě.

Video:  Tokamak Energy - A Faster Way to Fusion


Literatura
Tokamak Energy 6. 6. 2018.

Datum: 07.06.2018
Tisk článku

Akvizice a fúze menších a středních firem - John Vladimír, Brabcová Helena, Šťastný Jan
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 97 Kč
cena: 86 Kč
Akvizice a fúze menších a středních firem
John Vladimír, Brabcová Helena, Šťastný Jan
Související články:

Čína hlásí nový fúzní rekord: V tokamaku drželi plazma 102 sekund!     Autor: Stanislav Mihulka (09.02.2016)
Další bod pro stellarátor Wendelstein: magnetická pole přesně jak mají být     Autor: Stanislav Mihulka (15.12.2016)
Rekordně účinná jaderná fúze v laserem žhavených nanodrátcích     Autor: Stanislav Mihulka (16.03.2018)



Diskuze:

..

Jan Balaban,2018-06-09 07:30:30

Prečo boli všetci vedci na svete tak hlúpi a robili pokusy s obrovskými reaktormi. To museli čakať na nejakého chytráka, ktorý im povie že to ide v malom? Alebo to bude reklama súkromnej firmy?

Odpovědět

a nešlo by

Pavel Aron,2018-06-08 11:37:43

A nešlo by Udělat ten fúzní reaktor na principu vznětového motoru ? Malé množství deuteria a tritia a zapalovat laserem ? Zkoušel to už někdo ?

Odpovědět


Re: a nešlo by

Petr Kr,2018-06-11 08:00:39

Předně: Vznětový vs. zážehový!!!
Zkoušelo se to již před více než 30 lety jsem o tomto principu četl. Ovšem v té době bylo do laboratorního ověření odhadováno cca 10-20 let a komerční nasazení nejdříve za 30 let. Dnes už jsme ale dál.

Odpovědět


Re: Re: a nešlo by

Pavel Aron,2018-06-16 19:13:25

Pardon, samozřejmě zážehový. Ale přijde mi to jako zajímavá varianta. Nemáte nějaký odkaz, jak se to zkoušelo ?
Děkuji.

Odpovědět


Re: Re: Re: a nešlo by

Pavel Francírek,2018-06-18 17:02:00

Nejspíš byl myšlen projekt Nova: https://en.wikipedia.org/wiki/Nova_(laser)

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: a nešlo by

Pavel Brož,2018-06-18 23:54:41

Projekt Nova už je dnes v oblasti zkoumání "laserové fúze" pravěkem, nahradily ho mnohem pokročilejší projekty, které ale bohužel také neuspěly - např. NIF (https://en.wikipedia.org/wiki/National_Ignition_Facility) či HiPER (https://en.wikipedia.org/wiki/HiPER). Co se týče projektu NIF, ten v podstatě selhal, fúzi se zapálit nepodařilo, navíc se postupně ukázalo, že NIF není ani teoreticky schopen vyprodukovat více energie, než spotřebuje - pro zážeh spotřeboval až 330 MJ, ale z ozařované mikrokapsule mohl získat maximálně 20 MJ - viz https://en.wikipedia.org/wiki/HiPER#Fast_Ignition_and_HiPER. Definitivně byl projekt NIF co se týče "laserové fúze" odpískán v roce 2012, nicméně dále pokračoval jako "materiálový" (spíše bychom ale řekli vojenský) výzkum při simulaci jaderných explozí při laserovém ozařování plutoniových terčíků (viz https://en.wikipedia.org/wiki/National_Ignition_Facility#Stockpile_experiments).

Postupně bylo odhaleno mnoho neefektivností v zařízení NIF, hodně z nich bylo odstraněno už v HiPER. Ukázalo se například, že je lepší častější opakování zážehů slabšími paprsky než méně časté ozařování extrémně silným paprskem - důvodem je, že při maximálním výkonu laseru se fokusující optika deformuje, a musí se čekat i den než vychladne. Dnes se spíše doporučuje menší příkon pulsů s energiemi kolem 10 kJ opakovaných co sekundu, nebo pulsy o 1 kJ opakované desetkrát za sekundu. Další vylepšení se týkaly mnohem lepšího vyladění vlnové délky laserového světla a výrazně efektivnější konverze elektrického příkonu do laserového pulsu. V důsledku mnoha podobných vylepšení se aspoň teoretická efektivnost - pokud by se tato cesta ukázala být nakonec schůdná, což dnes samozřejmě stále ještě nikdo neví - pohybuje v řádech tisíců procent (což je sice pokrok oproti teoretickému prodělku v případě NIFu, nicméně pořád jde jen o teoretický odhad).

Suma sumárum, laserová fúze je dnes spíše okrajová záležitost, aspoň dnes se zdá, že tokamaky jsou mnohem blíže k řízené fúzi než lasery.

Odpovědět

podrobněji na technet

Florian Stanislav,2018-06-07 11:26:18

https://technet.idnes.cz/eni-fuzni-reaktor-0mf-/tec_technika.aspx?c=A180430_125456_tec_technika_mla

Odpovědět

problemom nie je tlak,

Juraj Chovan,2018-06-07 10:47:23

to by ziskali vodikovu bombu a to asi nie je ucel :)

Aktualnym problemom je predovsetkym udrzat plazmu dostatocne dlhy cas (v komercnom reaktore bude musiet byt stabilna pocas celej doby prevadzky).
Ked sa toto podari vyriesit, dalsimi velkymi problemami budu odvod vyprodukovaneho tepla a ochrana citlivych casti zariadenia pred koroziou (a zmenou ich fyzikalnych vlastnosti) v dosledku masivnej absorbcie neutronov.

Odpovědět


Re: problemom nie je tlak,

Juraj Chovan,2018-06-07 10:47:58

to mala byt odpoved na pana Haceka nizsie...

Odpovědět


Re: problemom nie je tlak,

Peter Somatz,2018-06-07 12:20:14

Ja som to pochopil tak ze sice dosiahli 15 m stupnov, ale ziadna fuzia este nebezala. Na rozdiel od slnka, kde fuzia pri rovnakej teplote bezi. Rozdiel je prave v tlaku. Inak by sa nepokusali dosiahnut 100 m. ak by to slo aj pri tejto teplote. Neviem preco mam pocit, ze to je len podvod na investorov a cely tento hrackarsky reaktor nebude mat sancu oproti tomu nemeckemu stellaratoru, a uz vobec nie oproti iteru.
Staci pozriet na skvele fotky na iter.org, news&media/photos/construction. Bioshield maju postaveny a zakrytovany. Ide sa na kryokomoru.

Odpovědět


Re: problemom nie je tlak,

Jiří Švarc,2018-06-07 12:48:11

Stabilita komerčního reaktoru lze velmi jednoduše zařídit přes bateriový systém, nicméně ostatní problémy se budou muset vyřešit.

Odpovědět


Re: Re: problemom nie je tlak,

Daniel Konečný,2018-06-08 09:00:22

To bych docela rád viděl jak "jednoduše" bateriemi vykryjete třeba jen hodinový výpadek fůzní elektrárny za předpokladu, že výkon bude srovnatelný s klasickou jadernou

Odpovědět


Re: Re: Re: problemom nie je tlak,

Milan Krnic,2018-06-08 23:07:09

Za předpokladu :-D
No, za předpokladu, že ta baterie bude dostatečně vééééliká, tak bez problému. Ovšem tedy pouze za předpokladu ...

Odpovědět


Re: problemom nie je tlak,

Jan Děták,2018-06-07 12:59:26

Neutrony můžeme vyřešit tím, že jako palivo se bude používat Helium 3. Otázka je, jak ho z Měsíce dostat na Zemi.

Odpovědět


Re: Re: problemom nie je tlak,

Michal Lichvár,2018-06-08 09:23:30

Ironsky fanjoke, or reality?

Odpovědět

Tomas Hacek,2018-06-07 06:47:20

Je hezke ze prekonali teploty v nitru Slnce. A ted jeste co tlak?
Ja jen ze pokud ndosahli i stejneho tlaku tak je jim teplota na nic. Dosahnout 15 mil `C myslim dnes neni az takovy problem. Problem je tlak a nebo patricne zvyseni teploty (v radech, nikoli malych nasobcich)
Drzi palce, bylo by to fajn, ale spis mi to prijde jako vyslani zpravy investorum nez ze by opravdu do te doby zacali.... Ale treba se pletu. Rad bych se pletl.

Odpovědět


Re:

Jiří Švarc,2018-06-07 12:55:44

Uvidíme, jestli ta nová verze dá 100 milionů (a do roku 2025 přijde rozhodně minimálně další generace, možná dvě). Každopádně 40 milionů dolarů není už úplně málo, aby to byl jen podvod na investory. A kdyby všechno selhalo, ještě nás může překvapit Elon Musk :-D.

Odpovědět


Re:

Vaclav Prochazka,2018-06-07 22:57:43

Jsem mladý a nezkušený, ale kdo kdy změřil teplotu uvnitř Slunce prosím pěkně? :))
Mám dojem, že nikdo a jedná se pouze prozatím o neověřené modely ne?

A jak změřili v tomto tokamaku teplotu 15 mil. K ? Na to asi nějaké kalibrované měřidlo není, že?

Odpovědět


Re: Re:

Josef W,2018-06-08 08:34:48

Díky svému věku si pamatuju, že před desítkami let Sovětští kosmonauti na Slunci přistáli, ale na tiskovce po návratu neuváděli, že by strkali kalibrovaný rtuťový teploměr pod povrch. Zmiňovali jen, že se vyhnuli vysokým slunečním teplotám tím, že přistáli v noci ;-)

Odpovědět


Re: Re: Re:

Petr Kr,2018-06-08 09:30:37

Máme v laboratoři kalibrovaný rtuťový teploměr a mezi 0 až 100 je cca 20 cm. Takže Rusům se prostě ten potřebný teploměr nemohl vejít na kosmickou loď a tak ho prostě neměli s sebou.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re:

Milan Krnic,2018-06-08 22:55:06

V zemi, kde dnes znamená včera, je takový byť kalibrovaný teploměr na nic, protože měří teplotu příliš krátce do minulosti.

Odpovědět


Re: Re:

Pavel Brož,2018-06-08 12:35:23

Pane Procházko, teplotu plazmatu dokáží měřit i studenti FJFI např. na experimentálním tokamaku Golem, viz zde https://cs.wikipedia.org/wiki/Tokamak_TM-1_MH a zde http://golem.fjfi.cvut.cz/wiki/TrainingCourses/KFpract/14/Probes/uloha13B.pdf . Nejčastěji se používá měření teploty na základě měření vodivosti plazmatu, protože mezi vodivostí a teplotou plazmatu existuje dobře ověřený vztah. Nicméně teplota plazmatu se samozřejmě dá měřit i nezávisle, např. částicovými kalorimetry se dá měřit energie částic a díky Boltzmanovu vztahu mezi energií a teplotou i jeho teplota. Boltzmannův vztah doufám zpochybňovat nehodláte, to bychom se opravdu prohrabávali do úplných základů. Každopádně teplota plazmatu se na všech škálách teplot od toho nízkoteplotního plazmatu majícího řádově jen desítky tisíc stupňů, až po to vysokoteplotní mající až desítky miliónů stupňů, rutinně měří už více než půl století. Možná by pro všechny ty výzkumníky byl zajímavý Váš originální vhled, že vlastně po celou tu dobu neměli jak tu teplotu měřit.

Mimochodem, teplota 15 miliónů Kelvinů vůbec neznamená, že by v tom reaktoru měla být nějaká šílená energie. Kdepak, to plazma je dost řídké (pro pozemské tokamaky dokonce musí být nesrovnatelně řidší než plazma v jádru Slunce), takže ta celková energie uskladněná v tom prstenci plazmatu není větší, než jaká je např. v běžných kotlech ve středně velkých uhelných elektrárnách. Samozřejmostí je pochopitelně odvod tepla, to se musí dělat jak u těch kotlů, tak u toho tokamaku, z toho prostého důvodu, že není možné neustále přitápět a nikde teplo neodvádět. Nicméně nic strašidelného se tam neděje, plazma je sice extrémně horké, ale velice řídké, takže představa, že do něj strčíte sondu a ona se hned vypaří, je naprosto mimo.

Jinak co se týče oněch údajně neověřených modelů Slunce, o tom jsme my dva spolu už diskutovali zde http://www.osel.cz/9803-budou-zakladny-pro-vesmirnou-kolonizaci-na-cervenych-trpaslicich.html#poradna_kotva , takže předpokládám, že je to Váš evergreen.

Odpovědět


Re: Re: Re:

Milan Krnic,2018-06-08 22:58:28

"kalibrované měřidlo"

Odpovědět


Re: Re: Re:

Vaclav Prochazka,2018-06-09 21:52:55

Vážený pane,

vezmu to od konce.

Ať se Vám to líbí nebo ne, co se děje uvnitř Slunce či jakékoliv jiné hvězdy ověřené prostě není a asi hned tak nebude. Jsou to jen více či méně přesné modely a můžete se klidně stavět na hlavu, ale nic s tím neuděláte :-) Nevíme ani jak to vypadá se skladbou planety, na které žijeme (viz. hluboké vrty X předchozí modely složení zemské kůry), natož jak to vypadá ve Slunci.

Problém řady lidí je, uvědomit si, že je rozdíl mezi skutečností a modelem. To, že je nějaký model matematicky elegantní a na papíře nebo na počítači funguje parádně, nemusí ještě vůbec vypovídat o jeho vztahu k realitě. A jak ukazuje historie fyziky i chybný model (tím míním takový, který se ukáže v rozporu se skutečností) nám může často dávat matematicky či fyzikálně použitelné výsledky a dokonce může vést ke správným předpovědím.

A dále...
Takže přesně jak píšete, teplotu v tokamaku neměříme. Měříme náboj, proud a napětí a z toho dopočítáváme teplotu v eV a následně z toho děláme teplotu v kelvinech. S ohledem na to jak je plasma řidké, je ovšem takto stanovená teplota prakticky "imaginární" neboť by jí žádný konvenční teploměr takto vysokou nezměřil .... Stejná situace jako u sluneční koróny a nebo v termosféře Země ... Takže uvedení teploty v K nebo °C v popularizačním článku je značně zavádějící a vytváří poměrně špatnou představu o skutečnosti.

Á propós: To, že by s těmi modely fůze něco nemuselo být v pořádku může naznačovat 50 let marné snahy rozpoutat řízenou termonukleární reakci v zařízeních typu tokamaků a podobných ....

Odpovědět


Re: Re: Re: Re:

Pavel Brož,2018-06-10 23:50:33

Pane Procházko, úsměvné je, že Vy vůbec nevíte, že teplota se nikdy neměří přímo, a to ani tzv. konvenčními, např. rtuťovými nebo lihovými teploměry. Posledně dva zmíněné např. měří objem nějaké zvolené kapaliny - konstrukce teploměrů je přitom zvolena tak, aby se roztahující se kapalina byla vytlačována do velice úzké kapiláry, jinými slovy, tvar nádobky s tou kapalinou je volen tak, aby se změna toho objemu dala dobře pozorovat. Předpokládá se přitom, že tento objem závisí na teplotě. To je ten model, který tak rád kritizujete. Závislost objemu na teplotě je přitom pro různé kapaliny různý, takže v oblasti teplot, kdy platí např. s vysokou přesností lineární roztažnost pro jednu kapalinu, u jiné kapaliny je už možné při přesném měření drobné nelinearity. Jinými slovy, pro různé kapaliny platí striktně vzato odlišné vztahy popisující závislost objemu kapaliny na teplotě.

Vztah mezi objemem kapaliny a její teplotou je tedy pouze modelovou závislostí. To ale vůbec nevadí, protože tato závislost je velice dobře proměřena. Stejně jako jsou velice dobře proměřeny závislosti jiných fyzikálních veličin na teplotě, např. té vodivosti plazmatu anebo energie jeho částic. Existují spousty typů teploměrů, kromě už zmíněných např. také bimetalové, torzní, spektroskopické, emisní, atd. atd..

Takže suma sumárum, nikdy neměříte přímo teplotu, úplně ve všech případech měříte nějakou jinou fyzikální charakteristiku na teplotě závislou, a je úplně fuk, jestli je jí objem nebo vodivost nebo energie nebo něco jiného. Důležité je, abyste tu závislost měl proměřenou dobře s využitím aspoň dvou nezávislých metod - jenom tak totiž můžete odhalit ty odchylky mezi různými metodami, jako že např. nelinearity v závislosti objemu lihu na teplotě rozhodně nezměříte lihovým teploměrem, ale změříte je s použitím jiného typu teploměru, např. rtuťového, bimetalového, emisního, atd..

No nic, už kdysi dávno se Jan Werich s Miroslavem Horníčkem shodli na tom, že žádný učený s nebe nespadl. Mimo jiného.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re:

Vaclav Prochazka,2018-06-12 11:27:28

Pane Broži,

úsměvné je, že zřejmě Vy vůbec nic nevíte o metrologii a nic na tom nemění fakt, že znáte spoustu různých teploměrů:-) V každém případě díky za připomenutí učiva střední školy. Již tam jsem zažil pár poučných měření v laboratořích....

Pokud mám k dispozici nějaké měřidlo, v tomto případě teploměr, který je kalibrován pomocí etalonu k "přímému" měření nějaké veličiny, v tomto případě k měření teploty, pak se jedná o přímé měření této veličiny:-) V tomto bodě je za "běžných podmínek" irelevantní na jakém fyzikálním, či technickém základě je měřidlo postaveno a neřešíme ani onen etalon. Je také jedno, jak byla stanovena stupnice měřidla a její dělení. Vše je pouze věcí konsensu. Prostě mám měřidlo porovnané s etalonem a měřím tu veličinu, která byla porovnána. V běžné praxi můžeme tvrdit, že chyba měření je dána třídou přesnosti tohoto měřidla. Pochopitelně problém je, pokud měříme za podmínek, které nejsou běžné. A to je častý problém měření ve fyzice...

Pokud ovšem použiji teploměr pro zjištění např. odporu vodiče na základě známé závislosti měrného odporu konkrétního materiálu na teplotě, pak se jedná o měření nepřímé. A potřebuji k tomu zjistit ještě pár dalších veličin. Ovšem pokud jde o chybu měření, pak se dostáváme někam úplně jinam, že? A při tomto měření jsem velice závislý na správném a přesném modelu...

Teplota je velice zajímavá veličina. Co je vlastně teplota, tak jak je běžně chápána? Je to statistická veličina a vždy zjednodušeně měříme "konvenčními teploměry" její efektivní hodnotu. S ohledem na kinetickou teorii i selský rozum je zřejmé, že za normálního tlaku dostanu z měření zcela jiné výsledky, než za vysokého vakua, které v tokamaku je.

Takže jak jsem psal, uvádět v tokamaku teplotu v K a nebo ve °C, stejně jako v termosféře či sluneční koróně je chybné a zavádějící, protože to neposkytuje správnou představu o skutečném stavu. Je to prostě jen titulek snažící se o senzaci. Je vhodnější zůstat u popisu teploty jako energie ve formě eV.

Tedy srovnávat teplotu v tokamaku, kde máme ultravysoké vakuum a v nitru Slunce, kde očekáváme nepředstavitelně vysoké tlaky, je NAPROSTÁ PITOMOST a nic na tom nezmění fakt, že znáte spoustu typů teploměrů:-) A co když je tenhle rozdíl pro udržení stabilní řízené fůze zásadní, vzdor našim současným modelům a 50 letům marných snah o její uskutečnění?

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re:

Pavel Brož,2018-06-13 00:51:38

Pane Procházko, hodně věcí už napsal níže pan Nedbal, tak ty nyní vynechám, jinak bych je tady uvedl také.

Pokud tomu dobře rozumím, Váš problém je částečně etymologický, vadí Vám používání Kelvinů pro oblast extrémně vysokých teplot, upřednostňujete energetické veličiny, např. elektronvolty (eV). Proč ne, sám mám raději popis v elektronvoltech, protože si hned umím představit, jak výkonné stroje jsou pro generování částic o příslušných energiích potřeba. Nicméně jak už uvedl pan Nedbal, termodynamická teplota je úměrná střední energii částic, a tuto energii umíme měřit velice dobře a vícero způsoby, a to kolikrát s výrazně větší relativní přesností, než jaké jsou schopny tzv. „konvenční“ teploměry kalibrované historicky podmíněnými etalony vztaženými např. k trojnému bodu vody. Tak např. měření spektra záření černého tělesa je bezesporu mnohem přesnější jak v oblasti extrémně nízkých, tak v oblasti extrémně vysokých teplot, přičemž pro obě dvě tyto oblasti jsou „konvenční“ teploměry nepoužitelné. Slova „konvenční“ zde dávám záměrně do uvozovek, protože pojem „konvenční teploměr“ metrologie nezná, což předpokládám že víte, ostatně také jste ty uvozovky použil.

V některých svých tvrzeních navíc na sebe prozrazujete dost tristní neznalosti termodynamiky, tak např. viz Vaše věta:

„S ohledem na kinetickou teorii i selský rozum je zřejmé, že za normálního tlaku dostanu z měření zcela jiné výsledky, než za vysokého vakua, které v tokamaku je.“

Naopak, s ohledem na kinetickou teorii (a dodávám, že tím pádem i s ohledem na selský rozum kohokoliv, kdo tu kinetickou teorii na vysokoškolské úrovni opravdu studoval) je zřejmé, že i za vysokého vakua je možné naměřit stejné výsledky, jako za normálního tlaku, protože to, co tu teplotu určuje, je střední energie částic v daném objemu. Tak např. máme-li plyn o běžné teplotě a tlaku v nějaké nádobě s pístem, a pomocí toho pístu zvětšíme objem nádoby, plyn se zředí a adiabatickou expanzí ochladne, ale po nějakém čase, i když je stále zředěný, opět získá původní teplotu prostou tepelnou výměnou při nárazech na stěny nádoby (prostě se po čase dostane opět do termodynamické rovnováhy s okolím, ačkoliv je stále zředěný). Teplotu byť libovolně zředěného plynu lze tedy ovlivňovat pomocí teploty té nádoby, v termodynamické rovnováze bude mít totiž i extrémně zředěný plyn stejnou teplotu jako ta nádoba. Plyn v nádobě se také dá ohřívat na libovolnou teplotu např. ohřevem elektromagnetickými vlnami o vhodné frekvenci, opět nezávisle na tom, nakolik je zředěný. Takže Vaše věta, kterou jsem výše citoval, je opravdu totální nesmysl. Z tohoto úhlu pohledu si myslím, že za Vašimi výhradami je převážně absence znalostí mnoha základních fyzikálních jevů, prostě si např. ty termodynamické procesy představujete jinak, než jak ve skutečném světě probíhají.

Co se týče údajných 50 marných let o uskutečnění stabilní řízené fúze, tak to je v dnešní době už opravdu mnohem více ekonomický problém, než fyzikální. V mnoha zařízeních už není problém iniciovat fúzi trvající řádově minuty a produkující krátkodobě více energie, než kolik činí příkon – problém je především s nestabilitou plazmatu (ale nejen s ní), která tu probíhající fúzi po krátké době zahubí. Jedním z potenciálních řešení mohou být nové nestandardní tvary toho plazmatického prstence, které tu nestabilitu omezují (tímto směrem se ubírají stelerátory), nebo postavit prostě mnohem větší zařízení disponující magnetickým polem silným natolik, že opět tu nestabilitu zkrotí (tímto směrem jdou „klasické“ tokamaky). Posledně zmíněná varianta je např. ITER. Kromě toho existuje řada alternativních směrů, nicméně stále ještě se zdá, že nejdále jsou ty tokamaky.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re:

Vaclav Prochazka,2018-06-19 23:28:57

" i za vysokého vakua je možné naměřit stejné výsledky, jako za normálního tlaku"

Jo to Vám věřím. Fyzik když chce, tak dostane přesně ty výsledky jaké si přeje:-)


Vražte do vakua v tokamaku rtuťový, bimetalický či jiný z většiny teploměrů, které jste dříve jmenoval a co naměříte?

"Prd", tedy pardon nic....

"Konvenční teploměry" (uvozovky jsou opravdu záměrné) měří prostě efektivní hodnotu a ta na hustotě média závisí značně. Občas si zajdu do sauny a 90°C je docela fajn teplota. Ovšem ve vodě takto teplé bych se opravdu koupat nechtěl:-) No a do zemské termosféry bych si vzal kvůli omrzlinám radši vlněný svetr od babičky a nebo ještě lépe vyhřívaný skafandr:-))

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re:

Pavel Brož,2018-06-20 23:39:12

Jo, jasně, takže podle Vás fyzik když chce, tak dostane výsledky, jaké si přeje. No, proč ne, v tom případě ta řada těch fyziků začíná už před několika stoletími u pánů Roberta Boyleho, Josepha Louise Gay-Lussaca, Emile Clapeyrona a dalších zakladatelů termodynamiky. Přesně z jejich zkoumání termodynamických zákonitostí totiž mj. plyne, že i za vysokého vakua je možné u plynu naměřit stejnou teplotu, jako za normálního tlaku.

No nic, prostě jste vypustil základní výsledky několika století zkoumání termodynamiky, to není nic strašného, dá se žít i bez nich. Tedy pokud neuděláte tu fatální chybu, že si budete myslet, že 90°C je docela fajn teplota nezávisle na tom, jak dlouho v ní budete. Ona je totiž docela fajn jenom po omezenou dobu, díky tomu, že se při saunování sejde několik příznivých okolností - těmi jsou jednak nízká měrná tepelná kapacita vzduchu (pouhý cca 1 kJ na kg a Kelvin), dále jeho velmi nízká tepelná vodivost, a oproti tomu relativně vysoké výparné teplo vody (právě odpařování potu je velice účinným způsobem, jak se organismus vypořádává s přehříváním organismu). Můžete si být naprosto jistý, že za pár dní nepřetržitého saunování bez dodávání studené vody zvenčí by z Vás byla prvotřídní mumie. Ostatně na poušti je byť ve stínu nižší teplota než těch 90°C, a lidé tam bez vody už během pár dní spolehlivě umírají na přehřátí. V sauně na přehřátí neumřete jenom proto, že na tu dobu, kdy tam vydržíte, Vám vystačí tělesné zásoby vody, to je celé.

Co se týče termosféry, to je komplikovanější problém. Termosféra je otevřený systém, tepelné záření z ní volně utíká do vesmíru. Pokud byste do termosféry strčil nějaké těleso s teplotou dejme tomu 20°C, tak se sice začne pomaloučku ohřívat extrémně řídkými nárazy vysokoenergetických molekul vzduchu o teplotě i více než 1000°C, jenže současně to těleso začne ztrácet energii elektromagnetickým zářením - tepelným vyzařováním známým pod názvem záření černého tělesa. Získávání energie nárazy molekul bude kvůli extrémně malé hustotě vzduchu v termosféře mnohem menší než tepelné ztráty elektromagnetickým zářením, které prostě odletí do vesmíru. Ve výsledku těleso v termosféře zmrzne. Pokud by se ale totéž těleso v termosféře obložilo naprosto dokonalými zrcadly, které by zabránily tepelným ztrátám v důsledku vyzařování, a která by přitom dokázala přenášet tepelnou energii nárazů molekul (oběma směry, zvenčí dovnitř i zevnitř ven), tak by nastalo toto: po uvěznění tělesa mezi dokonalými zrcadly by toto nejprve chvíli ztrácelo energii zářením, než by se vytvořila tepelná rovnováha záření v zrcadlovém boxu - od tohoto okamžiku dále by už těleso tepelnou energii zářením neztrácelo, protože by k zrcadlům vyzařovalo stejnou energii, jakou by od nich zpět dostávalo. Těch pár molekul zavřených v zrcadlovém boxu by sice ochladlo srážkami s mnohem chladnějšími molekulami tělesa, nicméně protože předpokládáme, že zrcadla umožňují přenos tepelné energie molekul oběma směry, tyto ochlazené molekuly by opět byly časem ohřáty díky srážkám vnějších molekul s vnější stěnou zrcadla (a díky přenosu tepelné energie od vnější k vnitřní straně zrcadla). Po neskutečně dlouhé době (neskonale delší, než je doba existence vesmíru) by se tedy těleso uvnitř dokonalého zrcadlového boxu tedy v termosféře ohřálo na stejnou teplotu, jakou má plyn v termosféře, tedy na těch cca 1000°C.

Tento proces ale samozřejmě nemůže nastat, např. proto, že neexistují tak dokonalá zrcadla, která by bezztrátově odrážela elektromagnetické záření v celé šíři tepelného spektra po tak šíleně dlouhou dobu. Reálně tedy budou díky otevřenosti termosféry pro záření tepelné ztráty vyzařováním vždy mnohem větší, než tepelné zisky ze srážek s řídkými vysokoenergetickými molekulami, a právě toto je ten důvod, proč těleso v termosféře zmrzne bez ohledu na to, že teplota vzduchu v termosféře je i těch 1000°C.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re:

Vaclav Prochazka,2018-06-21 14:26:00

"Přesně z jejich zkoumání termodynamických zákonitostí totiž mj. plyne, že i za vysokého vakua je možné u plynu naměřit stejnou teplotu, jako za normálního tlaku."

Jsou to fajn vzorečky p*V=konst., V/T = konst...., ovšem vzorečky pro ideální plyn v ideální nádobě. Takže opět model, byť pro běžnou praxi dostatečně přesný.

Problém je právě s tím reálným měřením. Pokud si to zjednodušíme a uvažujeme rtuťový teploměr, tak musíme rtuť uvnitř zahřát, aby mohlo proběhnout měření díky jeho teplotní roztažnosti. Rtuť i celý teploměr má nějakou tepelnou kapacitu a prostě do něj musíme dostat nějakou energii. Se snižujícím se tlakem (hustotou) měřeného media pak pochopitelně roste doba potřebná pro změření správné hodnoty. No a v jistém okamžiku se dle typu teploměru (a jeho konstrukčního řešení) dostaneme do situace, kdy se ztráty radiací vyrovnají s energií, kterou je schopno "řídké" medium do teploměru dostat.

Stejně bychom mohli vzít odporový, termočlánek, bimetal aj., cokoliv reálného co má nenulový objem měřící části a tedy obecně nenulovou tepelnou kapacitu.

Svým zjednodušením v předchozím příspěvku o teplotách v různých prostředích jsem se snažil naznačit to co jsem popsal tady výše podrobněji. Je důležité uvažovat také jako proměnnou čas nebo dobu měření, ale u ultravysokého vakua se reálně dostaneme do situace, že prostě "konvenčním" teploměrem opravdu změříme leda "prd". A nebo naměříme hodnotu velmi závislou na ΔT a pochopitelně na hustotě onoho "téměř dokonalého vakua". 10^3 iontů, které nám za ΔT marně narazí do baňky teploměru asi žádný měřitelný efekt mít nebudou, i když jejich energie bude 10^X eV. Není zas takový problém spočítat to jednoduchou dif. rovnicí, že? :-)
Skutečné měření udělat asi nemůžeme, protože na tom sranda tokamacu co tu v ČR máme, když do proudu iontů strčíte teploměr, tak výsledek bude asi ten, že celý proud poměrně úspěšně ochladíte, že?


No pokud jde o to těleso v termosféře, když to bude člověk a zabalíte ho do mylarové termofólie, tak myslím, že se krásně upeče tak do 24 h, ale to bychom také uměli spočítat, že? :-))

Ale je fajn, že se asi shodneme na tom, že uvádět teplotu termosféry v K, °F, °C je pitomost neb jest to velice zavádějící, když nám tam stejně všechno zmrzne:-)

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re:

Pavel Brož,2018-06-21 23:26:42

Pane Procházko, je to velice hezké, ale stále jen dokola zamlouváte svoje zásadní neznalosti termodynamiky. Nezávisle na tom, jak je plyn řídký, může mít nízkou nebo naopak vysokou teplotu, a plyne to nejen z několik století starých pozorování zakladatelů termodynamiky (vedoucí např. ke stavové rovnici pro ideální plyn), ale plyne to i z té kinetické teorie, na kterou jste se chtěl odvolávat, evidentně ji přitom neznaje.

To, že stavová rovnice ideálního plynu je idealizace (mimochodem, platí tím přesněji, čím je plyn řidší) nic nemění na tom, že teplota libovolně řídkého plynu může být nízká či vysoká v závislosti na střední kinetické energii jeho molekul. Úplně totéž platí i pro van der Waalsovu stavovou rovnici, která je přesnější než stavová rovnice ideálního plynu. Ale nejen to (van der Waalsova rovnice je samozřejmě také pouze přiblížení), platí to naprosto obecně, právě podle té kinetické teorie (přesněji řečeno statistické termodynamiky). Je tedy úplně jedno, jestli použijete méně přesnější rovnici, nebo více přesnější rovnici, nebo ještě více přesnější rovnici, skutečnost je taková, že i řídký plyn může mít extrémně vysokou teplotu. Což jste evidentně neznal.

Měřit rtuťovým či bimetalovým teploměrem teplotu plynu v podmínkách extrémně vysokého vakua (tedy extrémně zředěného plynu) dává asi takový smysl jako chtít měřit frekvenci atomových přechodů pomocí kyvadlových hodin, to je prostě apriorní nesmysl. Teplota extrémně zředěného plynu, ale obecně také teploty extrémně nízké či extrémně vysoké se nevyhnutelně musí měřit – a také úspěšně měří – jinými typy teploměrů či teplotních sond. Měření pomocí těchto „nekonvenčních teploměrů“ není vůbec žádná magie, základním předpokladem pro toto měření je empiricky důkladně prověřená závislost nějakého fyzikálního jevu na teplotě, v závislosti na použitém jevu je pak měření teploty více, či méně přímé.

V případě extrémně řídkého plynu či extrémně řídkého plazmatu jde v principu teplota měřit i na základě měření střední kinetické energie molekul či iontů toho plynu či plazmatu, což vzhledem k definici teploty jakožto úměrné této střední energii je evidentně metoda nejpřímější. Pomocí měření střední kinetické energie molekul či iontů jde proto vždycky nezávisle ověřovat, nakolik přesné je měření prostřednictvím vybraného fyzikálního jevu, např. v případě plazmatu prostřednictvím měření jeho vodivosti – pokud by např. měření prostřednictvím vodivosti dávalo výrazně zkreslené výsledky, rychle by se na to přišlo, protože tyto výsledky by pak nekorespondovaly s kinetickou energií těch molekul či iontů.

Co se týče toho člověka zabaleného v mylarové fólii v termosféře, tak energie, kterou bude ta fólie vyzařovat do okolí podle Stefanova-Boltzmannova zákona bude několikrát větší, než energie získávaná ze srážek s molekulami v termosféře – počítáno pro výšku 200 km, ve které je teplota právě těch diskutovaných cca 1000°C, protože ve výšce např. 100 km je teplota pouhých cca 30°C, a řeč byla o těch teplotách kolem 1000°C (tlak je v této výšce cca 60 mikroPascalů, hustota cca 20 mikrogramů na metr krychlový). Takže člověk zabalený v mylarové fólii v termosféře se opravdu neupeče (pokud samozřejmě neuvažujeme že by byl vystaven přímému slunečnímu záření), naopak bude vychládat, čemuž ta mylarová fólie nezabrání (pokud byste znal zákonitosti vyzařování absolutně černého tělesa, věděl byste dokonce proč tomu nezabrání). Mimochodem, v termosféře létají i družice na nízké oběžné dráze, a rozhodně se tam nepečou (v termosféře obíhá i stanice ISS, protože termosféra se prostírá od cca 100 do cca 600 km od povrchu Země).

Hodláte podobných nesmyslů navršit ještě hodně? Já jenom, že už to začíná být poněkud monotematické poukazovat na další a další Vaše omyly.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re:

Vaclav Prochazka,2018-06-22 20:09:10

Zdravím,

tak já to vezmu od konce:-)

Když zabalíte člověka do kvalitní mylarové fólie, tak ze v termosféře zřejmě upeče a to díky svému minimálnímu tepelnému výkonu 100W. Ten výkon bude asi trochu vyšší, možná až k těm 500W, protože když někoho vyhodíte zabaleného do folie z kosmické lodi ve výšce pár set kilometrů nad zemským povrchem, tak to pro něj bude asi trochu stresík:-) S ohledem na řidkost termosféry, zvláště jejích horních vrstev, můžeme uvažovat pouze ztráty radiací, které jsme právě eliminovali zabalením onoho nebožáka do folie.. Vzoreček je to tak jednoduchý, že ho sem ani nebudu psát ...

A abychom se vrátili k meritu věci. O čem byl můj první příspěvek? O tom, že nikdo dosud nezměřil teplotu uvnitř Slunce. Vše jsou pouze modely.

Druhá poznámka byla ohledně měření teploty v tokamaku. Otázka byla zda na to měli v oné soukromé laboratoři kalibrované měřidlo. O tom jsme si už napsali dost... Škoda, že i využití Thomsonova rozptylu jest metodou nepřímou a teplotu musíme dopočítat:-) Existuje vůbec na světě akreditovaná laboratoř, co provádí kalibraci tohoto typu měřidel? Co brání komukoliv kopnout do měřidla, způsobit tím poskočení okamžité teploty z 1 mil. K na 100 mil. K a vyhlášení "světového" rekordu?:-)

No a pokud jde o tu teplotu a kinetickou teorii plynů ... Teplota jest v tomto ohledu veličinou statistickou. Když těch částic plynu bude dost málo (ultravysoké vakuum), pak tato statistická veličina přestane být k popisu soustavy relevantní. To je celé:-)

Pěkný den přeji:-)

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re:

Pavel Brož,2018-06-23 00:31:58

No, opravdu došlo k tomu nárůstu počtu Vašich omylů, jak jsem se obával, takže:

Ten tzv. minimální tepelný výkon člověka není 100 W jak píšete, je to jinak. Tepelný výkon člověka je dán Stefanovým-Boltzmannovým zákonem, počítáme-li jeho tělesnou teplotu 36°C a povrch těla cca 2 metry čtvereční, činí tento výkon 1033 W. Člověk ovšem tepelné záření nejenom vysílá, ale také přijímá ze svého okolí, protože to okolí samozřejmě také vysílá tepelné záření. Tepelný výkon, který člověk přijímá z okolí nazpět pochopitelně závisí na teplotě okolí. Pokud se člověk nalézá v prostředí o teplotě dejme tomu 20°C, dostává nazpět (opět podle Stefanova-Boltzmannova zákona) tepelný příkon 835 W, tedy rozdíl je cca 200 W, které člověk v prostředí o teplotě 20°C ztrácí. Pokud by se člověk nalézal v prostředí o teplotě 0°C, tepelný příkon od okolí by byl 630 W, rozdíl by pak byl cca 400 W. Aby byl rozdíl oněch 100 W, které zmiňujete nesprávně jakožto tzv. minimální tepelný výkon člověka, teplota prostředí by musela být 28°C. Pokud je člověk v tropech, kde je kolikrát teplota stejná jako jeho teplota tělesná, dostává od prostředí úplně stejný tok tepelného záření, jaký sám vysílá. Ne, kupodivu neupeče se, organismus se v takovém prostředí chytře zbavuje tepla pocením.

Takže jste se o řád sekl v tepelném výkonu člověka, a dokonce i pokud by se Vámi uvedená hodnota měla chápat jako rozdíl tepelného výkonu člověka a tepelného příkonu od okolí, tak potom tato hodnota dost výrazně závisí na teplotě okolí, oněch 100 W dosahuje jen pro specifickou teplotu okolí 28°C, ve skutečnosti se tento rozdíl ale v závislosti na teplotě prostředí může pohybovat od nuly do několika set Wattů.

Nicméně to ještě není všechno. Stefanův-Boltzmanův zákon totiž platí pouze pro tělesa v lokální termodynamické rovnováze s tepelným elektromagnetickým zářením, s dobrou přesností tedy platí pro lidské tělo i pro běžná prostředí, ve kterém se člověk normálně nalézá (budovy, stěny, půda, stromy, atd.) - na všechna tato tělesa lze aplikovat Stefanův-Boltzmannův zákon. Termosféra ale v termodynamické rovnováze s tepelným elektromagnetickým zářením není ani náhodou, protože je to pro elektromagnetické vlny otevřený systém, tyto vlny nemají kvůli řídkosti termosféry šanci se v ní po vyzáření znovu absorbovat a vytvořit tak tepelnou rovnováhu, jaká se vytváří např. uvnitř lidského těla nebo uvnitř běžných těles. Z tohoto důvodu, i když je třeba ve výšce 200 km teplota termosféry i přes 1000°C, tak do tepelné bilance přispívají jenom ty srážky molekul se sledovaným tělesem, nikoliv tepelné záření termosféry, protože to je i přes její vysokou teplotu v podstatě nulové.

Díky tomu člověk umístěný v termosféře bude ztrácet oněch 1033 W svého tepelného výkonu, ale žádné tepelné záření nebude dostávat nazpět. Zlepší jeho vyhlídky když ho zabalíme do mylarové fólie? Bohužel ne. Termofólie totiž přenosu tepla ze své vnitřní na svou vnější stranu nemůže dlouhodobě zabránit, a jakmile se zahřeje na teplotu lidského těla, začne do okolí opět ve shodě se Stefanovým-Boltzmannovým zákonem vyzařovat oněch 1033 W (termofólie totiž na rozdíl od termosféry není pro tepelné záření otevřeným systémem, to záření se v ní absorbuje). Takže ten člověk byť zabalený do termofólie v termosféře zmrzne.

Hlavní efekt termofólie jakožto prostředku používaného např. záchranáři je totiž omezit ztráty tepla konvekcí (tj. prouděním vzduchu) a odpařováním, zatímco zábrana ve ztrátě tepla vyzařováním je minoritní, funguje jenom po krátkou dobu, než se termofólie zahřeje tělesným teplem člověka.

Takže bohužel, opět je to zcela jinak, než jak píšete.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re:

Vaclav Prochazka,2018-06-23 17:36:14

Pane Broži Vy jste snad z Brna ne?:-)

Mám pocit, že naše komunikace je zcela mimoběžná, možná také z toho důvodu, že vůbec nechápete nadsázku ....

Stefanův-Boltzmannův zákon se zabývá zářením absolutně černého tělesa. Já nic o tom, že bych vyhazoval z kosmické lodě černocha, nepsal:-) Na jednu stranu píšete o zákonu, který se vztahuje na matematický model a na druhé straně píšete o pocení reálného člověka zabaleného v mylarové folii v termosféře, to je trochu rozpor ne?:-) Jen na okraj je třeba uvést, že pro člověka je podstatný ten rozdíl tepelného příkonu a výkonu, 1000W vydrží lidský metabolismus tak pár minut:-)

Pomiňme fakt, že povrchová teplota lidského těla je zpravidla nižší než 36°C. Reálně je tepelný výkon člověka dost závislý na tom co dělá, takže pokud bude smířen se svým osudem, že zmrzne a nebo se upeče, pak je daleko větší šance, že rychle zmrzne, než ten co si díky stresu a hysterii (inspirován např. Sandrou Bullock v Gravitaci) rozproudí metabolismus a svůj tepelný výkon v mylarové folii náležitě zvýší:-)

Je ovšem super, že jste se již ve svém 3. odstavci dotkl problému, který jsem od počátku diskutoval. A to, Že udávaná teplota termosféry ve °C je pitomost neb jde jen o energii "jednotlivých molekul", které nemohou mít kýžený statistický efekt, zvýšení teploty, na nebožáka zabeleného či nezabaleného do mylarové fólie:-) No a stejná situace je v tom tokamaku. Nemusíme tam strkat nějakého nebožáka, neb by nám plasma pekelně ochladil. Stačí tam strčit ten "konvenční" teploměr a nic extra nenaměříme:-)

K poslednímu odstavci se musím zeptat. A proč je tedy "termofólie" pokovena, když je zábrana ve ve ztrátě tepla radiací minoritní? Se divím, že ty chudáky radši rovnou nestrkaj do igelitových pytlů:-)

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re:

Pavel Brož,2018-06-24 00:50:20

Tak jo, tak teda Vám ještě prozradím, jak je to s tím zářením absolutně černého tělesa a Stefanovým-Boltzmannovým zákonem.

Takže - to, že se příslušný zákon nazývá zákonem vyzařování absolutně černého tělesa je jenom z toho důvodu, aby bylo jasné, že se počítá čistě jen tepelné záření produkované tím tělesem, a že se do toho nezapočítává i záření odražené. Když máte nějaký světlý či lesklý povrch a osvítíte ho vnějším zdrojem, tak bude to vnější záření rozptylovat či odrážet bez ohledu na jeho teplotu. Pokud se ale zajímáme čistě jen o tepelné záření produkované tělesem v důsledku toho, že má nějakou teplotu, tak nás samozřejmě nezajímá, že toto těleso také odráží či rozptyluje záření z vnějších zdrojů. Proto se do názvu toho procesu dalo to slovo "černé", aby se tím zdůraznilo, že nás zajímá pouze ta vlastní produkce, nikoliv ta pocházející z vnějších zdrojů. Pokud se zajímáme o tu vlastní produkci tepelného záření a ne o tu odraženou, tak Stefanův-Boltzmannův zákon ji správně spočte bez ohledu na barvu toho tělesa.

Takže máme-li těleso, které je absolutně černé a je v lokální termodynamické rovnováze s tepelným zářením, tak toto těleso produkuje tepelné záření. Pokud máme těleso, které není absolutně černé, ale třeba bílé nebo lesklé, tak takové těleso produkuje naprosto stejné tepelné záření, jako absolutně černé těleso, PLUS navíc odráží či rozptyluje záření z vnějších zdrojů. Pokud tedy umístíte např. do termosféry ve slunečním stínu bílé a černé těleso, budou tam vyzařovat naprosto stejně, protože příkon tepelného záření od vnějších zdrojů je naprosto zanedbatelný. Pokud navíc takové těleso obalíte termofólií, tak potom už bude úplně jedno, jestli je to těleso černé nebo bílé, protože tou termofólií i to vnější mizivé tepelné záření odstíníte.

Tak to bylo jenom k tomu záření absolutně černého tělesa, že dává stejné výsledky tepelného vyzařování pro světlá i černá tělesa, a že se tak jmenuje jenom proto, abychom zdůraznili, že nás nezajímá jejich odražené či rozptýlené záření.

Termofólie je pokovená proto, že odráží to tepelné záření jí obaleného člověka do té doby, než se její teplota přiblíží k teplotě toho zachraňovaného, což může trvat i pár desítek minut. Poté už se její přínos redukuje opravdu prakticky jen na zabraňování tepelným ztrátám odpařováním a prouděním, jinými slovy, po těch pár desítkách minut už je opravdu jedno, jestli je ten zachraňovaný v igelitovém pytli nebo v pokovené termofólii, ostatně, můžete se to dočíst i zde https://cs.wikipedia.org/wiki/Izotermick%C3%A1_f%C3%B3lie . Nicméně těch pár desítek minut může být pro toho zachraňovaného dost důležitých, proto má používání pokovené fólie smysl.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re:

Václav Krupička,2018-06-29 16:34:26

Pánové, nerozumím, je předmětem sporu teploměr nebo teplotoměr?

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re:

Pavel Brož,2018-06-29 20:08:01

Tak ano, formálně by se měl pro měřidlo měřící teplotu používat termín teplotoměr, jak uvádí i česká Wikipedie zde https://cs.wikipedia.org/wiki/Teplom%C4%9Br :

"Vzhledem k tomu, že teploměr měří teplotu a ne teplo, měl by korektní český název přístroje být teplotoměr, nicméně označení teploměr je zažité a běžné."

(Na téže stránce se také uvádí: "Teploměr je zařízení sloužící k měření teploty. Teplo měří kalorimetr.")

Nicméně podobných jazykových nedůsledností se dá nejen ve fyzice najít spousta, moc nevěřím tomu, že by někdy byl pojem teploměr nahrazen formálně korektnějším pojmem teplotoměr.

Řeč byla samozřejmě o přístrojích měřících teplotu.

Odpovědět


Re:

Pavel A1,2018-06-09 19:00:26

Nepotřebujete stejnou teplotu i tlak jako v jádře Slunce, protože v těch reaktorech se používají jiné reakce, než co běží v Slunci. V Slunci je nejpracnější získání deuteria z vodíku, protože tato reakce probíhá slabou interakcí a má hodně malý účinný průřez. Na Zemi se používá reakce deuteria s triciem, a ta běží silnou interakcí, a proto má účinný průřez o mnoho řádů větší. Proto vám na Zemi ke spuštění termojaderné reakce stačí podmínky o mnoho řádů slabší než ve Slunci. Ale i tak jsou to podmínky na hranici našich technických možností.

Odpovědět


Re: Re:

Vaclav Prochazka,2018-06-09 21:58:47

Vážený pane,

podle toho jak to popisujete, se neznalému člověku může zdát, že nějaká cestovka co pořádá fyzikální zájezdy, nabízí výlety i do nitra Slunce:-)

No člověk by čekal, že za 50 let pokusů se v této oblasti někam posunem. Ale pokud jde o řízenou fúzi, tak jsou výsledky pořád takové, že "ještě pár let" a už se to snad povede .... :-)

Odpovědět


Re: Re: Re:

Petr Kr,2018-06-11 07:40:46

Mně se zdá, že to bylo napsáno dobře a vaše zesměšňující reakce z vás dělá "vědce" amatéra, který netuší, že řada věcí se dá objasnit a změřit v laboratořích na Zemi.
Možná budete překvapen, ale jako je zmapováno štěpení a ví se, že Pu je lepší než U, tak se ví u fúze zase to výše napsané. Pokud jste neznalý, přečtěte si wikipedii, na Slunce nemusíte.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re:

Vaclav Prochazka,2018-06-12 11:41:32

Jojo:-)

Je to My a Oni. My, kteří jsme profesionální vědci (byť jsme nikdy nic nevymysleli a na nic zásadního nepřišli) a Oni, kteří jsou nevědoucí a My jim přinášíme světlo poznání, že? My všechno víme, všemu rozumíme a jestli ne, tak to za chvilku budeme vědět, jenom je potřeba, aby nám nevědoucí na tu vědu dostatečně přispěli, že ano? :-)

Máte pravdu, řada věcí se dá změřit a objasnit ze Země. A nejhorší jsou ti pochybovači co vám třeba nevěří. Proto nám do dneška planety obíhají po epicyklech :-)

Až budete alespoň deset let provozovat úspěšně fúzní reaktor, pak se bavme o tom, že snad už konečně máme zmapováno štěpení. Jinak jsou to jenom strašně namachrované řeči. Člověče přečtěte si něco o historii vědy, kolikrát si už někdo myslel, že tomu všemu kolem nás rozumí:-)

Jo a určitě wikipedie je zrovna to místo, kde se dozvíte naprosto vše o naprosto všem. Už strčila do kapsy i Velkou Galaktickou encyklopedii a dokonce i Stopařova průvodce po Galaxii!!! :-)))

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re:

Vaclav Prochazka,2018-06-12 14:14:26

Jejna jak jsem se mohl nechat tak lehce strhnout .... !!! :-))

Celou dobu se bavíme o fúzi a Vy tu píšete najednou o štěpení. Co to tady má co dělat u tokamaku? Řízeně štěpit umíme už pěkných pár desítek let u fúze jsou to jenom několik desítek let trvající sliby a neúspěchy....

Takže:
"Až budete alespoň deset let provozovat úspěšně fúzní reaktor, pak se bavme o tom, že snad už konečně máme zmapovánu fúzi."

Jaká to školácká chyba!!!

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re:

Petr Kr,2018-06-12 16:08:32

Myslel jsem, že pokud někdo nerozumí integrálu, musí pochopit derivaci. Je vidět, že to máte zmáknuté, ale na porozumnění textu...

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re:

Petr Kr,2018-06-12 16:11:53

Víte, co je to účinný průřez jaderné reakce a na čem může záviset?

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re:

Pavel Nedbal,2018-06-12 21:46:48

Prosím Vás,
vysvětlete už někdo panu Procházkovi, že by se měl nejdřív trochu poučit ve fyzice a neplkat tady bláboly. Tak především, sice se ve vědě čas od času objeví omyly, nebo i lži, není to ale typické pro vědu jako celek.
Tak máte například sice pravdu, že pořádně nevíme, co máme pod nohama, samozřejmě naše možnosti vrtat jsou omezené, ale slušné informace nám poskytují třeba vyvržené materiály ze sopek a seismologie také přinesla hmatatelné výsledky, dále gravimetrie pozemní i z družic a na dalším se pracuje.
Naproti tomu, že nevlezeme do nitra Slunce, ani jiných hvězd, nevadí, hvězdy totiž jsou v podstatě velmi jednoduchá tělesa, protože se jedná o prakticky ideální plyn a hrubě spočítat hvězdu už uměl i sir Eddington. Reakce ve hvězdách jsou taky jasné, takže se jedná o několik málo proměnných parametrů, které to ovlivňují, jako jsou poměry H/He/kovy, což je spektroskopicky známo, rotace a magnetická pole. No a dnes máme i helioseismologii a dovedeme chytat neutrina z jádra, časem dospějeme k dostatečnému rozlišení. A především, máme možnost si výpočty porovnat s pozorovanými hvězdami. Myslím, že machrem v oboru je Dr. Hubený. Takže, že bychom nechápali, co se ve hvězdách děje, protože se tam nemůžeme dostat a zásadně zpochybňovat poznání, je pro Dr Chocholouška.
Měření teploty - v běžných podmínkách za hustoty látky zde obvyklé, jde o velmi dobře propracovanou termodynamiku, která je založená na statistice. No a při těch vysokých zase jsme schopni měřit vyzařování v EV, nebo zakřivení v magnetickém poli, což nám dá údaj o rychlosti, tedy energii a ta není ničím jiným, než teplotou. Rychlost částic je úměrná druhé odmocnině teploty, tedy energie částice, protože platí E=1/2m.v2
A k té termojaderné fúzi zde na Zemi. To, že fungují H-bomby, asi víme, že. A pak existují velmi dobře naměřená laboratorní data, která vedou ke kritériím, kterých musíme dosáhnout pro reálně provozovatelnou fúzi v plazmě. Nakolik se jim blížíme, vidíme z pokusných reaktorů. Staví se Iter. Ano, až bude hotov, bude zastaralý. Ale protože zvládnutí energeticky aktivního fúzního reaktoru je natolik lákavý byznys, pustila se do toho celá řada jak států, tak i dost soukromníků. Odhadem 20 projektů. Řekl bych, je dnes se již jedná o závod, kdo vyhraje. Pak to bude již záležitost inženýrská, jaké bude komerční provedení a kdo na tom vydělá. A konečně, je třeba si uvědomit, jaké to bude mít globální důsledky.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re:

Milan Krnic,2018-06-12 23:09:46

"hvězdy totiž jsou v podstatě velmi jednoduchá tělesa" jedině v rámci víry, protože ani na hypotézu to nedá. Atp.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re:

Pavel Brož,2018-06-13 01:01:04

Pane Krniči, rozdíl mezi Vámi a panem Václavem Procházkou je v tom, že pan Procházka opakovaně prokládá dílčí fyzikální znalosti dosti překvapivými fyzikálními neznalostmi. Vy jste mnohem důslednější, Vy nic neprokládáte.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re:

Milan Krnic,2018-06-13 12:07:41

To je tím, že prokládání v oblasti neuchopitelných věcí tzv. fyzikálními ne/znalostmi, je snad krom říše krále Miroslava na úrovni stejné.
Kdy jak nesmysly, tak hovorové odesílání na psychiatrii výše Vámi zmiňovanému konsensu nepomáhá (zatímco Váš přístup je skvělý).
Konkrétně Slunce jako jednoduché těleso (příp. hmotný bod) pouze uvažujeme, a to z určitého pohledu, pro který nám to stačí, resp. stačit musí, protože širší pohled (popis systému) aktuálně mít nedokážeme.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re:

Vaclav Prochazka,2018-06-19 23:14:25

Ale jděte ... :)

Jen taková mozaika jako reakce....

* "Tak především, sice se ve vědě čas od času objeví omyly, nebo i lži, není to ale typické pro vědu jako celek."

Tak tohle není schopen nikdo seriózně zhodnotit. Nevíme jestli je to výjimečné a nebo typické. Dle řady autorů to dnes vypadá, že je to pro dnešní vědu spíše typické už jen díky pravidlu publish or perish.

Omyly a fixlování vědu provází odjakživa. Zrovna ten váš Eddington nemohl ve skutečnosti změřit třeba gravitační čočkování Slunce r. 1919, protože přesnost jeho měření by musela být téměř o dva řády větší než mu tehdejší přístroje umožňovaly. Proměřte na tehdejší fotografické desce polohu hvězd s přesností lepší než 0,01 mm :-)) Jak se ukazuje fixloval ve fyzice Galileo (náhrada skutečného experimentu myšlenkovým) Kepler, Newton .... Zbožňovaný Albert Einstein se fixlováním a plagiátorstvím dopracoval i k Nobelovce.

* No problém s tou Zemí a vrty je v tom, že hluboké vrty (Kola) rozhodily tehdejší modely zemské kůry. Tj. experiment de facto vyvrátil tehdejší teorie proč se lámou seizmické vlny v jistých hloubkách. Pokud nevrtáme, prostě nevíme po čem chodíme. V rámci nepřímých pozorování pracujeme s neznámou chybou modelu.

* "Reakce ve hvězdách jsou taky jasné.. "
No jasně pane, ale leda tak na papíře :-) Jakže je ta vědecká metoda? Hypotéza, experiment, teorie? :)) Hvězda je ideální plyn a reakce ve hvězdách jsou jasné? Máme možnost nanejvýš sledovat co ze Slunce vyletuje a s těmi neutriny to asi nebude tak úžasné, protože obvykle nemají SPZ, která by říkala odkud zrovna jsou... :-) Vůbec nevíme co se děje v nitru Slunce a ostatních hvězd.

A nebo jinak: Jojo všichni přece víme, že Slunce máme probádané a vše je jasné a jednoduché a kdo to nechce uznat, patří do blázince, stejně jako dříve patřili na hranici ti, kdož nevěřili, že Země je placatá:-))

* Pokud jde o řízenou fúzi, neustále se její kontrolované formě blížíme 50 let. Je paráda, že už se jí podařilo po tomhle snažení udržet údajně i pár desítek vteřin, tomu říkám pokrok:-) Jen je potřeba zainvestovat ještě větší projekt jako ITER, který bude stát určitě přes 15 miliard EUR a nezačne pracovat dříve než 2025. Je to čím dál tím dražší a o to déle to trvá .... A až se to postaví, udělá se pár pokusů a přijde se na to, že je třeba vybudovat ještě větší a nákladnější experiment, stejně jako to je u LHC :-) No a ty měnší komerční projekty? Říká Vám něco "past na investory"?

Podle Vás všechno víme a všemu rozumíme. Krásně naivní víra. K tomu mohu říci jen Amen... :-)

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni


















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace