Enigme (mouvement perpétuel)

[chaverondier]

J'aimerais voir une réfutation claire du principe de la roue à clapets plongée dans un fluide et qui récupérerait l'énergie cinétique des particules du fluide. Je n'en ai pas trouvé.

Je crois qu'il en existe, mais je doute qu'elles soient claires et exemptes de circularité (Feynman, Loschmidt et Brillouin sont réputés avoir démontré l'impossibilité de violer le second principe de la thermodynamique via des principes de type démon de Maxwell, mais j'ai du mal à me convaincre qu'une telle démonstration puisse être exempte de circularité).

Si quelqu'un possède à ce sujet un lien vers une démonstration qu'il estime rigoureuse et non circulaire, je suis preneur. La quantité importante de liens qui traitent du sujet du moteur Brownien en relation avec le démon de Maxwell me semble indiquer que l'impossibilité supposée d'un mouvement perpétuel du second type reste un point mal compris ou pas compris.

Cela consisterait à pomper l'énergie thermique d'une seule source de chaleur. C'est considéré comme impossible thermodynamiquement parlant. Mais avec un dispositif microscopique, pourquoi pas ?

J'ai posé plusieurs fois cette même question sur ce forum et, pour l'instant, je n'ai pas eu de réponse ou de lien y répondant de façon rigoureuse et détaillée. Le lien très intéressant de David Poulin sur le démon de Maxwell ne répond pas à la question. Il affirme (quand on arrive sur le point délicat) qu'on y a répondu.

A priori, l'entropie extraite du milieu chaud se retrouverait dans l'accumulateur d'énergie et il n'y a pas de raison que le second principe de la thermodynamique soit violé.

Ce qu'on retrouverait dans l'accumulateur d'énergie c'est, sous une forme mécanique organisée, l'énergie cinétique d'agitation thermique désorganisée pompée dans le gaz. L'entropie du système aurait donc bien baissé.

Ce qui est supposé rendre, par principe, impossible cette baisse d'entropie (incompatible avec le second principe), c'est l'hypothèse selon laquelle l'observateur macroscopique ne pourrait pas prélever, sur l’état du système isolé dont il fait partie, plus d'information que ce que lui autorise à le faire...
...le second principe de la thermodynamique.

Cela ne constituerait pas un mouvement perpétuel, car il ne s'agirait pas d'un cycle. L'énergie s'épuiserait au fur et à mesure que la source refroidit.

Pour réaliser un cycle monotherme fournissant du travail, il suffit d'utiliser l'énergie mécanique accumulée (extraite de l'énergie d'agitation thermique du gaz par la roue à rochet et cliquet de Feynman, ou un dispositif plus réaliste utilisant une nanotechnologie censée réaliser un type d'opération similaire). Cette énergie se dégraderait ensuite en énergie thermique (au cours de son utilisation à des fins pratiques) et serait restituée à la source thermique. On pourrait alors réaccumuler l'énergie thermique sous forme mécanique (via le mécanisme censé réaliser pratiquement un démon de Maxwell) puis recommencer. On aurait alors une machine perpétuelle du deuxième type. Voilà qui serait fort sympathique pour nous aider à résoudre nos problèmes de pollution.

A mon avis, ce qui fait que le démon de Maxwell ne peut pas être réalisé (réalisation qui entrerait en conflit avec le deuxième principe de la thermodynamique), c'est l'hypothèse...
... que le deuxième principe de la thermodynamique ne peut pas être violé, cad, l'hypothèse selon laquelle un observateur macroscopique ne pourrait pas (même avec les développements à venir en nanotechnologie) obtenir, sur un système isolé dont il fait partie, plus d'information que celle décrivant l'état macroscopique de ce système isolé.

Vu que la démonstration de décroissance de la fonction H de Boltzmann repose sur des considérations statistiques valides à une certaine échelle d'observation, je crains qu'il n'existe soit un trou, soit une circularité dans les démonstrations visant à établir l'impossibilité de réaliser un démon de Maxwell (quelle que soit l'échelle des "mécanismes" mis en jeu). Je veux évoquer par là la probable nécessité de faire appel, au moins implicitement, au second principe de la thermodynamique supposé valide à toutes les échelles (ce qui me semble poser problème).
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[Pio2001]

Moi je pense que le système devrait fonctionner. Je ne vois pas la différence avec une éolienne.

Par contre, je pense que l'entropie va être en quelque sorte déplacée.

Ce que l'on veut faire, en quelque sorte, c'est un peu comme tamiser des billes désordonnées dans une boite jusqu'à ce qu'elle tombent dans des alvéoles ordonnées.
Les billes sont passées du désordre à l'ordre, mais les parois des alvéoles ont gagné l'entropie des billes en absorbant les chocs.

L'entropie, finalement qu'est-ce que c'est, au niveau informationnel ? C'est la différence d'information entre la description macroscopique incomplète et la description microscopique complète d'un phénomène. C'est la quantité d'information omise lorsqu'on se donne le système dans son ensemble.

Si on récupère ainsi l'énergie thermique dans un cycle monotherme, en raisonnant comme pour les billes, ce sont les chocs entre les particules du milieu et les pales de la roue qui vont absorber l'entropie de l'ensemble.

Un mouvement aléatoire d'une particule va faire tourner notre roue de façon ordonnée. Ses électrons périphériques, dans une configuration quelconque, vont échanger des photons virtuels avec les électrons périphériques des molécules de la roue. Le désordre est contenu dans la direction géométrique et dans l'intensité de ces échanges (vitesse de la particule incidente en mouvement désordonné).

Donc l'entropie Macroscopique-moléculaire va diminuer, mais au prix d'une augmentation de l'entropie subatomique, différence d'information entre la description microscopique d'une molécule et la description sub-microscopique des particules qui la composent et de tous les bosons assurant sa cohésion, qui auront gagné du désordre.

De sorte que l'entropie totale de l'univers augmente bien.



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Pour la Powerball terrestre (tirer de l'énergie de la rotation de la Terre sans utiliser son interaction avec un astre proche), je crois qui faut raisonner en termes de conservation du moment cinétique.

Une Powerball que l'on met en route gagne du moment cinétique. Elle le prend à la Terre par l'intermédiaire des pieds du powerballeur qui se tient sur le sol.

Il risque donc bien d'y avoir un souci de mise en route avec une super-Powerball qui serait actionnée avec la rotation de la Terre, car la Terre ne prend appui sur rien.

Peut-être que la Powerball, au lieu de pomper le moment cinétique de la Terre, se contenterait de faire basculer son axe de rotation en sens inverse du sien selon un pricipe action-réaction.

[chaverondier]

Moi je pense que le système devrait fonctionner.

Non, mais c'est une bonne image pour poser la question de la possibilité de principe de transformer de la chaleur en travail à partir d'une seule source de chaleur (en conflit avec le second principe).

Je ne vois pas la différence avec une éolienne.

Dans le cas de l'éolienne, l'entropie augmente (alors qu'elle diminue dans le cas de la roue à rochet et cliquet de Feynamn) car on ne change pas le degré d'organisation de la part d'énergie cinétique de l'air convertie en énergie mécanique de rotation et une partie de l'énergie cinétique prélevée est dégradée en chaleur.

Par contre, je pense que l'entropie va être en quelque sorte déplacée.

Non. Dans le cas hypothétique de la roue à rochet et cliquet de Feynman, l'entropie diminue.

L'entropie, finalement qu'est-ce que c'est, au niveau informationnel ? C'est la différence d'information entre la description macroscopique incomplète et la description microscopique complète d'un phénomène.

de l'état d'un système.

Si on récupère ainsi l'énergie thermique dans un cycle monotherme, en raisonnant comme pour les billes, ce sont les chocs entre les particules du milieu et les pales de la roue qui vont absorber l'entropie de l'ensemble.

Les pales et le cliquet (un micro-mécanisme irréversible empêchant les pales de tourner en sens inverse) convertissent de l'énergie désorganisée (l'énergie d'agitation thermique du fluide) en une énergie organisée de rotation de l'axe (entrainé par les pales), c'est à dire une énergie exploitable par l'expérimentateur macroscopique.

Donc l'entropie Macroscopique-moléculaire va diminuer, mais au prix d'une augmentation de l'entropie subatomique

Cette notion n'existe pas (1). BC

(1) Sauf dans des hypothèses telles que celles proposées par Antony VALENTINI par exemple et de toute façon, dans cette hypothèse, la mort thermodynamique sub-quantique est supposée avoir déjà eu lieu. Elle se traduit par l'égalité entre |psi>^2 dx et la probabilité d'observer un état du système compris entre |psi(x)> et |psi(x+dx)>).

[invite191c50af]

Désolé d’interrompre votre discussion en revenant sur la question de départ et sa réponse qui est, si je ne me trompe « l’effet Einstein ». ..

le photon, subissant comme tout le monde l'accélération de la pesanteur terrestre, aura sa longueur d'onde rallongée d'un poil pendant la remontée, donc aura perdu un tout petit peu d'énergie, qui correspond à la différence d'énergie potentielle de pesanteur entre A et B...

Ca m’a fait réfléchir sur les trous noirs et j’en conclu que quel que soit la masse du trou noir on pourra toujours trouver des photons avec une fréquence (Energie) suffisamment élevée pour qu’ils puissent s’échapper.

J’ai donc recherché une définition pour « trou noir »

un trou noir est un objet massif dont le champ gravitationnel est si intense qu’il empêche toute forme de matière ou de rayonnement de s’en échapper. De tels objets n’émettent donc pas de lumière et sont alors noirs.

C’est une approximation de langage ? Un trou noir est-il juste un objet massif dont le champ gravitationnel est si intense qu’il empêche toute lumière visible de s’en échapper ?

En fait la terre serait aussi une sorte de trou noir mais pour toute onde électromagnétique de fréquence (Energie) inférieure à ????

Et a-t-on une idée de ce qu’il advient d’un photon (bien perpendiculaire au champ gravitationnel) dans un tel cas ? Il retombe (passe de +c à –c) ? Il disparait (quid de son energie alors) ?

[Gwyddon]

La définition donnée par wikipédia, bien qu'imprécise (elle ne parle pas de l'horizon !), reste assez correcte. En effet, en deça de l'horizon lorsque un observateur est à la surface d'un trou noir et qu'il émet de la lumière vers l'extérieur, le rayon ne sort jamais du trou noir et retombe au centre.

[invite191c50af]

Merci pour la réponse, j'ai encore du mal avec certaines choses !

En réfléchissant un peu - c'est fatigant ça - je pense avoir compris mon erreur. Quelle que soit l'energie du photon au départ c'est une fraction de cette energie qui est "perdue". Donc pas de limite pour qu'un photon de faible energie parvienne à quitter la terre !

[jpi066]

Merci pour vos réponses. Dommage qu’on ne puisse continuer, le sujet de l’énergie cinétique me plaisait. Vos réponses vont dans le sens de ce que j’imagine. J’imaginais pour la roue de Bessler un poids fixé par une bielle à une roue orientée Est-Ouest. Quand le poids est en haut de la roue on le laisse chuter. Pendant toute la chute l’axe de bielle est dans le cadran supérieur de roue. Quand le poids a atteint le point mort bas l’axe de la bielle passe dans cadran inférieur bas de la roue. Le poids remonte avec l’énergie aquise lors de sa chute. La force de Coriolis, s’exerçant dans un sens à la descente et dans l’autre à la remonté, permet d’animer la roue toujours dans le même sens de rotation. La puissance développée dépend de la hauteur de la chute, de la taille et du nombre de poids.
La question que je me pose, est : Est-ce que si les masses qui chutent étaient centrifugées comme une powerball, le rapport de la force de Coriolis sur la trajectoire des masses serait plus important ?
Si mes élucubrations vous importunent ou sont hors sujet merci de me le faire savoir.
Encore merci

[invitef38df137]

bonjour je sui nouveaux et j'ai regardé votre discusion j'ai commencé a lire mais vou avez emploié des truc trop compliqué pour ma part je pensse que l'on ne pe pas tiré de l'energie d'un mouvement perpetuelle mais le mouvemen perpétuelle et possible dite moi sie je me trompe mais a votre avis est-ce-que une sphére de métal dans un endroit sous vide total et entre deux champ magnétique qui la garde prisoniére
en faisant tourné cette sphére elle devrai gardai sa rotation indéfiniment car il n'y aurai pas de frotemen de l'air et de surface contre surface.
Ai-je tort??

[Coincoin]

Tu as tout à fait raison.
Mais généralement quand on parle de "mouvement perpétuel" on veut en tirer de l'énergie.

[lignux]

Non tu n'as pas tort. Comme tu dis, le mouvement perpétuel est possible; il suffit qu'aucune force, ni aucun frottement, ne vienne perturber un objet, et il sera en "mouvement perpétuel".

Mais, comme tu le dis toi-même, on ne peut évidemment en tirer aucune énergie.

PS: Bienvenue, et essaie de soigner ton orthographe pour éviter les foudres des modérateurs...

[invite5e5dd00d]

Deep_Turtle> ta remarque sur la précision infinie de la physique (il y a quelques pages) semble aussi appeler (indirectement) la théorie du chaos - et d'ailleurs pourrais-tu me renseigner sur la validité de cette théorie et son acceptation par la communauté des physiciens ?

[invitef38df137]

je penssé tiré de mon systéme de l'énergie comme dans une dynamo mais je pensse que sa réagireré sur la boule

[chaverondier]

Le mouvement perpétuel est possible; il suffit qu'aucune force, ni aucun frottement, ne vienne perturber un objet, et il sera en "mouvement perpétuel". Mais, on ne peut évidemment en tirer aucune énergie.

C'est un point de vue et pour l'instant aucune réalisation technologique n'a jamais permis de le mettre en défaut.

Toutefois, la démonstration de l'impossibilité supposée de transformer de la chaleur en travail au cours d'un cycle monotherme, en exploitant une hypothétique réalisation technologique du démon de Maxwell, et ce en conflit avec le second principe de la thermo, repose sur l'hypothèse selon laquelle...

...le second principe serait valide à toutes les échelles (alors qu'à priori le second principe me semble reposer sur nos limitations actuelles d'accès à l'information, limitations susceptibles d'évoluer avec nos progrès en nanotechnologie).

Bref, je crains (mais je suis prêt à changer d'avis si on me signale une démonstration détaillée, sans faille et sans circularité, accessible en ligne dans toute la mesure du possible), que l'on ne soit pas en mesure de démontrer la validité universelle du second principe de la thermo (cad, sous sa forme informationnnelle, l'impossibilité supposée de recueillir une quantité d'information sur l'état d'un système isolé dont nous faisons partie supérieure à celle décrivant son état macroscopique) en partant des seules lois physiques fondamentales connues à ce jour sans ajout d'hypothèses complémentaires (au moins implicitement).

L'impossibilité définitive supposée de machines perpétuelles du second type (impossibilité découlant de notre limitation d'accès à l'information, limitation découlant elle même du second principe de la thermo) me semble donc sujette à discussion. BC

[mariposa]

Bonjour,


Je ne sais pas ce que l'on appelle mouvement perpétuel.

Si vraiment on veut trouver un "mouvement perpétuel", il faut savoir qu'il y a déjà très longtemps que l'on a fait tourné un courant électrique dans un supraconducteur pendant 3 ans.

[mariposa]

Bref, je crains (mais je suis prêt à changer d'avis si on me signale une démonstration détaillée, sans faille et sans circularité, accessible en ligne dans toute la mesure du possible), que l'on ne soit pas en mesure de démontrer la validité universelle du second principe de la thermo (cad, sous sa forme informationnnelle, l'impossibilité supposée de recueillir une quantité d'information sur l'état d'un système isolé dont nous faisons partie supérieure à celle décrivant son état macroscopique) en partant des seules lois physiques fondamentales connues à ce jour sans ajout d'hypothèses complémentaires (au moins implicitement).

.
Bonjour,
.
Qu'entends-tu par démonstration de la validité universelle du second principe?

[chaverondier]

Qu'entends-tu par démonstration de la validité universelle du second principe?

Bonjour.
Quelque chose comme une démonstration, sans circularité et exempte d'hypothèse implicite additionnelle aux lois fondamentales connues de la physique, de l'impossibilité de faire baisser l'entropie macroscopique d'un système isolé dont nous faisons partie (autrement que "très peu" et "par hasard", la valeur moyenne de ces tentatives restant un échec).

Ou encore, la démonstration de l'impossibilité de faire baisser (grâce à une hypothétique réalisation technologique du Démon de Maxwell) la quantité d'information nous manquant pour définir complètement l'état microphysique de ce système à une valeur inférieure à son entropie macroscopique

Ou encore, la démonstration de l'impossibilité de transformer de la chaleur en travail au cours d'un cycle monotherme (toujours grâce à une hypothétique réalisation technologique du Démon de Maxwell). BC

[invite73192618]

peut-être aimeras-tu ce lien

[chaverondier]

peut-être aimeras-tu ce lien

Je le connais bien. Je l'ai lu déjà lu en détail et il est très intéressant. Il pose bien le problème du démon de Maxwell.

Par contre, il ne contient pas de démonstration complète et détaillée de l'impossibilité, pour le démon, d'acquérir une quantité d'information, sur l'état d'un système physique isolé dont il fait partie, qui ferait baisser la quantité d'information manquant (sur l'état de ce système) à une valeur inférieure à son entropie macroscopique. Il signale simplement que ce n'est pas possible...

... Or, à ma connaisance, la démonstration de cette impossibilité repose précisément sur une formulation informationnelle du second principe de la thermodynamique. En effet la possibilité, pour démon de Maxwell, de faire baisser l'entropie d'un système isolé dont il fait partie repose sur sa possibilité d'accès à l'information (sur l'état de ce système) violant le second principe de la thermodynamique (dans sa formulation informationnelle).

La question que l'on peut se poser, me semble-t-il, c'est de savoir si vraiment il existe bien quelque chose dans la physique connue à ce jour qui permette au second principe de la thermodynamique de continuer à s'appliquer à une échelle où, normalement, il n'est pas légitime de l'appliquer les yeux fermés eu égard à son caractère (à ma connaissance) macroscopique statistique.

Il me semble donc légitime de se demander si l'impossibilité supposée d'un mouvement perpétuel du 2ème type (transformant de la chaleur en travail au cours d'un cycle monotherme) est une impossibilité de principe (et dans ce cas j'aimerais bien trouver une démonstration qui le prouve de façon incontestable) ou s'il s'agit au contraire d'une limitation de nature technologique susceptible (au plan du principe) d'être surmontée grâce à des progrès technologiques futurs (par exemple en nanotechnologie). BC

[chaverondier]

peut-être aimeras-tu ce lien http://www.iqc.ca/~dpoulin/publications/dm.pdf

Je le connais bien. Par contre, il ne contient pas de démonstration de l'impossibilité, pour le démon, d'acquérir une quantité d'information, sur l'état d'un système physique isolé dont il fait partie, qui ferait baisser la quantité d'information manquant (sur l'état de ce système) à une valeur inférieure à son entropie macroscopique.

J'ai relu ce lien. Le démon de Maxwell mécanique vise à faire baisser l'entropie d'un système isolé ou à convertir de l'énergie cinétique d'agitation thermique en travail au cours d'un cycle monotherme (en exploitant un mécanisme irréversible tel qu'un clapet anti-retour ou la roue à rochet et cliquet de Feynman). L'argument de Smoluschowski écartant cette possibilité (1912 il me semble) est rappelé.

Selon cet argument, les dispositifs irréversibles sur lesquels reposent le fonctionnement des démons de Maxwell mécaniques ne marcheraient pas car ils seraient rendus statistiquement inopérants précisément en raison de l'agitation thermique. Il est aussi signalé une simulation numérique réalisée beaucoup plus tard par Zurek pour vérifier la validité de cet argument dans un cas particulier (en 1991 il me semble. C'est marqué dans le texte de D. Poulin cité en lien).

Enfin, l'impossibilité pour le démon de Maxwell de prélever une quantité d'information (sur l'état du système isolé dont il fait partie) supérieure à celle autorisée par la formulation informationnelle du second principe est longuement discutée. L'impossibilité de violer le second principe de la thermodynamique par cette méthode est censée reposer sur des considérations mettant en jeu, la machine de Turing, le calcul réversible, les notions de complexité algorithmique, bref, ce n'est pas très simple. J'avais parcouru ce papier bien plus en diagonale que je ne l'avais cru (à moins qu'il n'ait évolué depuis ma dernière lecture ?).

Le point fort de l'argumentaire de David Poulin me semble être le fait que l'irréversibilité engendrée par le prélèvement d'information par le Démon (et la création d'une quantité d'entropie supérieure à la baisse d'entropie possible en exploitant cette information) serait la conséquence de la nécessité, pour le démon, d'effacer de temps en temps de l'information de sa mémoire. Bref, voilà qui relie assez directement le second principe de la thermodynamique (donc aussi la flèche du temps) à la mesure et aux opérations d'acquisition-enregistrement-traitement-exploitation-effacement d'information par un observateur.

En fait, pour l'instant, je n'ai pas bien compris cette très intéressante deuxième partie. Il est à noter que, depuis plus d'un siècle, ce fameux démon ne cesse de renaître de ses cendres en trouvant à chaque fois un moyen de passer à travers chaque nouvelle démonstration de validité du second principe et je reste donc un peu méfiant vis à vis des possibles tours que nous joue ce démon plus malicieux, imaginatif et ingénieux que malfaisant me semble-t-il (1) BC

(1) Il évoque à mes yeux une remarque un peu perfide de John Bell à propos des no-go theorem relatifs à l'interprétation déterministe et réaliste (donc explicitement non locale) de la mesure quantique : "tout ce que ces no-go theorem ont démontré, c'est un manque d'imagination de leurs auteurs".

[invite73192618]

Après coup je me demande si c'est pas dans un de tes messages que j'avais pris ce lien

Le point fort de l'argumentaire de David Poulin me semble être le fait que l'irréversibilité engendrée par le prélèvement d'information par le Démon (et la création d'une quantité d'entropie supérieure à la baisse d'entropie possible en exploitant cette information) serait la conséquence de la nécessité, pour le démon, d'effacer de temps en temps de l'information de sa mémoire.

Moi aussi cet aspect m'a passionné. Par rapport à ta question, il y a peut-être un lien à faire: pourrait-on exploiter l'état quantique d'un système comme une mémoire potentiellement infini, en faisant évoluer le système d'une manière qu'il soit progressivement décrit par un ou des nombre(s) tendant à être incompressible?

Je suis pas très optimiste, mais la façon de répondre à ça pourrait être

[chaverondier]

Après coup je me demande si c'est pas dans un de tes messages que j'avais pris ce lien

C'est bien possible, mais franchement j'ai un peu honte d'avoir aussi mal exploité sa deuxième partie. Pourtant, il m'avait beaucoup intéressé.

Moi aussi cet aspect m'a passionné. Par rapport à ta question, il y a peut-être un lien à faire: pourrait-on exploiter l'état quantique d'un système comme une mémoire potentiellement infinie, en faisant évoluer le système d'une manière qu'il soit progressivement décrit par un ou des nombre(s) tendant à être incompressible?

J'ai un peu réfléchi à cette question et mon sentiment (il faudrait voir s'il existe des études accessibles en ligne permettant d'avoir mieux qu'un sentiment) c'est que s'il y a une limite sur la quantité maximale d'information « enregistrable de façon réversible » dans la mémoire du démon de Maxwell (1), cette limite doit fatalement reposer sur la mécanique quantique.

Bon, je poursuis en espérant ne pas dire des bêtises dans ce qui suit (ce n’est pas exclus, je n’avais pas réfléchi jusque là à ce que j’imagine en dessous). D'après ce qu’écrivent les thésards de Michel Bitbol (dans une approche informationnelle de la mécanique quantique similaire à celle de Zeh, Zurek, Zeilinger et probablement aussi Rovelli) on peut, semble-t-il, refonder la mécanique quantique en partant justement du fait que la quantité maximale d'information stockable dans un système quantique est finie (plus quelques autres considérations de nature théorético-informationnelle).

Admettons donc que l'entropie macroscopique totale du système isolé dont le démon fait partie (cad la quantité d'information que le démon ne peut pas acquérir sur l'état du système dont il fait partie) doive, en toute circonstance, respecter statistiquement l’interdiction de décroître imposée par le second principe de la thermo (2). Il n'en est pas moins vrai, me semble-t-il, que l’on pourrait, sans violer statistiquement (et longtemps) le second principe, faire autant qu’on le souhaite de cycles « presque monothermes » recyclant pourtant de la chaleur et en travail en faisant des échanges d'entropie entre
* la mémoire du démon de Maxwell
* une nanothermomachine motrice (transformant de la chaleur en travail en puisant cette chaleur dans l’environnement grâce à l’utilisation de l’information détenue par le démon)
* une nanomachine réceptrice (transformant du travail en chaleur lors de tâches productives).

En effet, si l'on parvenait à construire une réalisation technologique alliant, mesure, traitement de l'information, thermodynamique et nanotechnologie (en s'approchant d’une évolution isentropique du système isolé incluant ces 3 entités plus un environnement), on pourrait envisager d’avoir une sorte de « nanothermomachine intelligente » absorbant de la chaleur et fournissant du travail, puis exploitant ce travail à des fins productives, pendant de nombreux cycles « presque monothermes » (cad transformant bien plus de chaleur en travail que n’autorise théoriquement à le faire le rendement thermique idéal du cycle de Carnot).

Pour cela, on doit d’abord récupérer de l'information dans la mémoire du démon (il fait des mesures). Pour respecter le second principe cette acquisition irréversible d’information dans la mémoire du démon doit s’accompagner d’un flux d’entropie (dégradation du travail reçu en chaleur) dégagé dans son environnement. Cet accroissement d’entropie doit permettre de compenser la baisse ultérieure d’entropie de ce même environnement qui découlera de l’exploitation de cette information par la nanothermomachine motrice.

On doit trouver une solution pour que l’entropie créée lors de la mesure corresponde à l’entropie créée par la nanomachine réceptrice lors de la tâche productive. La nanomachine réceptrice doit donc être en même temps
* un outil de production
* un appareil de mesure informant le démon du nouvel état de l’environnement à l’issue de la tâche productive.

Le couple nanomachine réceptrice (fonction mesure+production)/mémoire du démon doit ainsi réaliser un sauvetage de l’information normalement perdue par la dégradation du travail en chaleur lors de la tâche productive.

Il ne me semble pas que cela viole statistiquement et durablement le second principe puisqu’au total l’entropie est conservée au cours de l’ensemble du cycle de production/consommation d’énergie. En effet, la baisse d’entropie (obtenue grâce à l’exploitation, par la « nanothermomachine motrice intelligente », de l’information contenue dans la mémoire du démon) étant de courte durée est immédiatement suivie d’une augmentation d’entropie quand on doit enregistrer une nouvelle information dans la mémoire du démon et, par la même occasion, réaliser la tâche productive.

Bon, ce n’est pas demain la veille qu'on saura faire. Le projet laser mégajoule, le projet ITER, ou quelque autre technologie à ce jour non identifiée comme prometteuse auront sûrement abouti avant. Toutefois, le second principe de la thermodynamique ne suffit peut-être pas à nous l'interdire formellement (me semble-t-il). L’idée c’est d’éviter que la dégradation du travail en chaleur lors de la tâche productive ne s’accompagne d’une production définitive d’entropie (cad d’une perte définitive d’information). Pour cela

· Pendant la phase chaleur donne travail (phase de recyclage des rejets thermiques en travail en exploitant l’information enregistrée dans la mémoire du démon), la « nanothermomachine intelligente » doit exploiter l’information stockée dans la mémoire du démon.

· Pendant la phase travail donne chaleur, on doit parvenir à réaliser, par une action unique, la tâche productive et l’enregistrement d’information dans la mémoire du démon.

Sauf erreur quelque part ci-dessus, la succession de ces deux opérations est, me semble-t-il, possible sans violer statistiquement et durablement le second principe. Mais je dois dire que, pour la tâche de mesure+production, je ne vois pas du tout comment faire (même très vaguement).

Notons que l’entropie de la mémoire du démon ne change probablement pas lors de la mesure car les nouvelles informations acquises viennent écraser les anciennes. C’est d’ailleurs aussi ce qui se produit quand on réalise une mesure quantique. L’entropie du système quantique observé augmente avant que l’on connaisse le résultat de la mesure quantique car l’état quantique du système observé devient un état mixte (cela correspond au fait qu’on ne sait pas le résultat de mesure quantique qu’on va obtenir), mais cette entropie rediminue une fois qu’on connaît le nouvel état quantique obtenu à l’issue de la mesure. BC

(1) Je ne sais pas bien si on a le droit de parler « d’enregistrement réversible » car ces deux notions semblent incompatibles. Pourtant les considérations de gomme quantique et de calcul réversible montrent l’existence de possibilités physiques qu’il est tentant d’appeler comme ça.

(2) Interdiction qui me semble cependant aller au delà des compétences statistiques du second principe en raison du conflit qui en découle vis à vis du théorème de récurrence de Poincaré (comme l'avait d’ailleurs très bien souligné Zermelo en objection au théorème H de Boltzmann). En fait, la résolution du conflit du second principe avec le théorème de récurrence vient (très vraisemblablement) du fait que les systèmes "isolés" ne le sont jamais vraiment (l’importance des limitations d’accès à l’information de l’observateur pour pouvoir définir un écoulement du temps est d'ailleurs quelque chose que l’on voit aussi dans le papier de Carlo Rovelli sur l'hypothèse du temps thermique). En tout cas, même si ce point n'a pas été vu par Boltzmann lorsqu’il a proposé son hypothèse du chaos moléculaire (hypothèse à l’origine de la décroissance de sa fonction H), c'est déjà grâce à cette absence d'isolement parfait que l'hypothèse du chaos moléculaire (relative à un gaz parfait "isolé") s'avère valide.

[biscoto66]

Salut les passionnés de mouvements perpétuels, quelle prise de tête.

Des théories et encore des théories.

Avez vous déjà pensé à une chose simple a réaliser.

L’idée ne vient pas de moi un copain m’en a parlé il y a fort longtemps.

L’expérience se passerait sous l’eau avec des gaz compressés et non compressés

Un gaz compressé est plus lourd que un gaz non compressé.

Imaginons une machine avec rails enfoncée à la verticale dans l’eau d’une profondeur a déterminer 50, 100, 150 mètres.

2 rails pour le cycle de monté et 2 pour cycle de descente.

Des réservoirs d’air du type pompe a vélo de façon a compresser l’air ou un gaz.

Les rails servant au cycle de monté seront espacés d’une distance (---A---) égale au réservoir en position non compressé.

Les rails servant au cycle de descente seront espaces d’une distance (-B-) égale au réservoir en position compressé donc plus courte.

Les rails descendant et montant seront en cercle fermé par des demi-cercle de rail qui partent de la dimension (---A---) a la dimension (-B-) le tout bien solide il va y avoir de la force sur l’ensemble.

Sur les réservoirs il faudra un mécanisme pour qu’ils puissent circuler et fixés entres eux du type grosse chaîne tout le long des rails.

Petit schéma du réservoir en position non compressé =(---A---)=

Petit schéma du réservoir en position compressé =(-B-)=

la science a l’époque du collège et lycée ce n’était pas mon truc, c’était plus les mobylettes et les filles, le nom des scientifiques et théories je m’en souviens plus.

=(---A---)= remonte à la surface comme un sous-marin l’air non compressé, exercera une force de montée.

=(-B-)= coule comme un sous-marin l’air est compressé, exercera une force de descente.

=(--C--)= sur le schéma va correspondre à la compression du réservoir.

=(--D--)= sur le schéma va correspondre a la décompression compression du réservoir.



..........=(--C--)=....
=(---A---)= =(-B-)=
=(---A---)= =(-B-)=
=(---A---)= =(-B-)=
=(---A---)= =(-B-)=
=(---A---)= =(-B-)=
=(---A---)= =(-B-)=
=(---A---)= =(-B-)=
=(---A---)= =(-B-)=
=(---A---)= =(-B-)=
=(---A---)= =(-B-)=
=(---A---)= =(-B-)=
=(---A---)= =(-B-)=
=(---A---)= =(-B-)=
=(---A---)= =(-B-)=
=(---A---)= =(-B-)=
..........=(--D--)=....


Je vous aie placé 15 réservoirs qui poussent en monté et 15 qui poussent en descendent, mais le calcul est à faire jusqu'à obtenir une force suffisante pour la compression, la phase de décompression doit aider énormément aussi.

Logiquement on doit pouvoir en tirer de l’énergie c’est comme un moteur il y aura de l’usure.

Alors a vos calculs, mouvement perpétuel ou pas ?

Et si je n’étais pas tombé sur le sujet sur le forum j’y pensais même plus.

BISCOTO66

[invited9018510]

L'expression "mouvement perpétuel" est souvent utilisée comme image pour exprimer l'idée que l'énergie n'est pas conservée. Entre autre, une machine capable d'un mouvement perpétuel est par définition une machine qui ne reçoit aucune énergie de source externe. Elle s'auto-suffit.

Dans le cas qui nous intéresse, on a un mouvement perpétuel si on réussi (théoriquement) à faire le cycle masse en haut - masse en bas indéfiniment. Ce serait possible si la lumière, en remontant, ne perdait pas d'énergie (on est en gravitation Newtonnienne).

Or, comme elle perd de l'énergie (la réponse à l'énigme), la seule façon d'avoir le cycle perpétuel est d'ajouter une source externe d'énergie, qui compense ce que perd la lumière en montant. Dans ce cas, le cycle infini n'est pas auto-suffisant en énergie, et il ne constitut pas un mouvement perpétuel.

*Le point clé est: pour conserver l'énergie, il faut que si un objet gagne de l'énergie en tombant, alors un objet en perde en montant.

En résumé: si la lumière ne perd pas d'énergie en montant, on peut avoir un cycle qui se poursuit indéfiniment (mouvement perpétuel, et violation de la conservation de l'énergie à cause de *), et si elle perd de l'énergie, alors on n'a pas de mouvement perpétuel possible.

Salutations,

Simon

Bonjour,

Ne faudrait-il pas deux particules ,dont la direction de propagation est concomitamment inversée ? L'une partant de A vers B ,et la seconde de B vers A ?
Je ne crois pas que l'on puisse parler de simultanéité,si l'on se sert d'horloges,car en principe elles ne sont pas synchrones dans un champ de gravitation non uniforme verticalement(au moins);c'est pourquoi je parle de concomitance.On sait que le temps Newtonien ne correspond pas lui a la réalité.
Dans ce cas de figure(duo)quand l'énergie d'une particule diminue,celle de l'autre augmente.Alternativement ,perte et gain se compensent.Malgré tout il est peu probable que cette compensation se perpétue indéfiniment.

Amicalement

[chaverondier]

Logiquement on doit pouvoir en tirer de l’énergie.

Les mécanismes à mouvement perpétuel basés sur l'utilisation de grandeurs accessibles à l'échelle macroscopique sont impossibles parce que
* soit ils violent la conservation de l'énergie
* soit ils violent la croissance de l'entropie des systèmes isolés (cad la perte progressive d'information accessible à l'échelle macroscopique).

Envisager un couple "nanothermomachine motrice intelligente"/nanomachine réceptrice associé à une mémoire tampon, mémoire tampon destinée à éviter les pertes d'information lors de la tâche productive (puis réexploitant, lors de la phase chaleur donne travail, l'information recueillie lors de la phase productive travail donne chaleur) censée parvenir ainsi à faire mieux que le rendement du cycle de Carnot c'est déjà osé. BC

[Pio2001]

Avez vous déjà pensé à une chose simple a réaliser.

Oui, c'est un exemple qu'on rencontre parfois et qui n'est pas trivial à étudier.

En fait, la pression de l'eau sur le réservoir D est supérieure à celle sur le réservoir C. Elle pousse le piston dans le sens de la compression, ce qui fait reculer le réservoir sur ses rails, ce qui compense exactement la poussée d'Archimède sur les autres réservoirs.
Plus on met de réservoirs sur les colonnes, plus il y en aura qui passeront en D lors d'un cycle. Ou pour le voir autrement, plus les réservois sont serrés sur les colonnes, plus faible est le déplacement vertical correspondant à une compression complète du réservoir C. Tout cela se compense.

[biscoto66]

En fait, la pression de l'eau sur le réservoir D est supérieure à celle sur le réservoir C. Elle pousse le piston dans le sens de la compression, ce qui fait reculer le réservoir sur ses rails,

Je vous remércie pour l'intêret tout particulier que vous avez apporté à mon sujet !

Effectivement vous avez raison.

BISCOTO66

[biscoto66]

Je reviens à nouveau sur mon sujet concernant le mouvement sous l’eau.

Le problème a été résolu et je suis tout à fait d’accord avec la poussée d'Archimède
Ca coince au niveau du réservoir de décompression D la poussée d'Archimède est-la.

Maintenant on va changer les réservoirs par des pistons.

Nous sommes tout à fait d’accord il y a les pistons qui montent et ceux qui descendent tout était impeccable, mais la poussée d'Archimède bloque la décompression D.

Je vais modifier un peut le trajet du cycle de façon à pouvoir provoquer quelques coups de piston dans un déplacement horizontal juste avant cette phase critique du point D

les coups de piston ont pour but de chauffer le gaz qui va ce dilater de façon à augmenter la pression intérieure et enfin permettre la décompression du piston et passer cette phase D.

le gaz va ensuite se refroidir pendant la monté avant de se compresser à nouveau pour la descente dans le cycle, mais cette fois si avec une compression lente pour éviter l’échauffement.

Les coups de piston se font avec les différents écartements de rails avec des courbes prononcées en bien équilibrent le tout pendant que un décompresse un autre se compresse.

un petit schéma
..........=(--C--)=....
=(---A---)=....=(-B-)=
=(---A---)=.......=(-B-)=
=(---A---)=..........=(-B-)=
=(---A---)=.............=(-B-)=
=(---A---)=................=(-B-)=
=(---A---)=...................=(-B-)=
=(---A---)=......................=(-B-)=
=(---A---)=.........................=(-B-)=
=(---A---)=............................ =(-B-)=
=(---A---)=............................ ...=(-B-)=
=(---A---)=............................ ......=(-B-)=
=(---A---)=............................ .........=(-B-)=
=(---A---)=............................ .............=(-B-)=
=(---A---)=............................ .................=(-B-)=
=(---A---)=............................ ......................=(-B-)=
.....=(--D--)==(-B-)==(---A---)==(-B-)==(---A---)==(-B-)=
............................Co ups de piston........................ .

Qu 'en dites vous si on arrive à monter la compréssion du piston avant la point D.
Adieu la poussée d'Archimède et c'est GAGNE

On a le droit de rêver

BISCOTO66

[Pio2001]

Le raisonnement est à peu près le même.

Quand on considère que les rails agissent sur les pistons selon leur écartement, on a automatiquement la pression de l'eau sur le piston qui se répercute dans une force faisant reculer le mouvement de l'ensemble.

L'exemple donné est compliqué à étudier en détail, car on combine compressions adiabatiques et détentes isothermes.

Mais la solution est toujours donnée par le bilan énergétique. C'est d'ailleurs la voie royale pour résoudre les mouvements perpétuels tordus.

Lors des coups de pistons, le gaz gagne de l'énergie. Donc il faut que quelqu'un pousse, ou qu'un moteur tourne (et consomme de l'essence) pour agir dessus.
Si personne ne pousse, l'énergie ne peut provenir que de la pression de l'eau environnante.
Les contraintes imposées par les rails définissent donc une énergie potentielle particulière attribuée à un piston en fonction de sa position sur le parcours.
De cette énergie potentielle dérive une force. C'est celle qui manque pour analyser le problème.

C'est de la même façon que l'on met en évidence la force de recul sur le piston D dans ton premier montage, alors qu'il ne nous est pas possible de la connaître autrement. Ce n'est pas une poussée d'Archimède, ce n'est pas une force de gravitation, ni une force de pression. C'est pourquoi on l'oublie toujours dans le bilan des forces.

Ainsi, dans ce dernier montage, la possibilité d'échauffer le gaz par compressions successives se traduit nécessairement par une force de réaction, d'origine hydrodynamique, égale et opposée à la force qu'un moteur devrait developper pour effectuer ces compressions hors de l'eau.
Ici, cette force de réaction s'oppose aux poussées d'Archimède de tous les autres pistons, qui pourraient sans cela effectuer effectivement l'échauffement dont tu parles.

[biscoto66]

Oui c'est toujours aussi vrai

J’ai pensé à une autre possibilité pour augmenter la pression.

Faudrait trouver un gaz qui serait très sensible en état de compression a un simple effet de chaleur ou une étincelle ci celle Si chauffe et sans combustion du gaz.

Dans ce cas l’expérience sous l’eau ne sera plus utile.

On réaliserait un moteur sans apporter une énergie.

Ce qui ne ferait pas plaisir à l’état.

BISCOTO66

[Coincoin]

Mais ça n'existe pas... Le gaz ne peut pas s'expandre sans source d'énergie (combustion, ...).