motore magneto-termico

[Docrates]

Ecco il motore :


E' semplicissimo, praticamente un pendolo.
Togliamo la candela e sostituiamo alla pallina un riscaldatore elettrico fatto con un filamento di ferro. Qual è l'energia che il motore dovrebbe fornire al filamento perchè il ciclo si chiuda?
Supponendo un innalzamento di temperatura di 60° di un filamento di 1grammo sono necessari 26,6 Joule

Tenendo presente che il lavoro che il pendolo compie è dovuto o alle forze gravitazionali, o a quelle magnetiche, o ad entrambe, è possibile creare un dispositivo che produca energia superiore a quei fatidici 26,4 J ?

Se si abbiamo creato il moto perpetuo.

Non moto perpetuo, ricavare energia dalla fiamma di una candela.

[leo48]

Tenendo conto che le forze gravitazionali nel pendolo è conservativo e che le forze magnetiche
possono essere modificate riscaldanto la sfera cioè facendola superare il punto di CURIE a quel
punto la forza magnetica avrà una sostanziale differenza che è quella che potrà fornire la forza
motrice al suo bravo pendolo ma bisogna tener conto anche dei tempi di riscaldamento e di
raffreddamento, per cui è molto difficile calcolare tutti i parametri di questa strana macchina
termica di CARNOT, cioè il calore scalda la sfera e il magnete lascia la presa, e la sfera si mette
a oscillare con le regole del pendolo, poi quando la sfera si raffredda viene riattratta si blocca in
attesa di un nuovo ciclo.
ciao a tutti
leo48

[Docrates]

CITAZIONE (Elektron @ 15/1/2007, 14:15)

Non moto perpetuo, ricavare energia dalla fiamma di una candela.

Leggi il post prima di scrivere !!!!!! La candela è sostituita da un riscaldatore, ecc. ecc.....




Si Leo48 il funzionamento è proprio quello "> Il fatto che il pendolo oscilli non è di per se essenziale. Mi spiego meglio: non è necessario decrivere il moto in funzione del pendolo ma solo trovare una somma di energie >0
Non la vedo però come macchina di CARNOT. Qui non ho alcuna trasformazione di calore in lavoro, il calore serve solo a raggiungere la temperature di Curie cosi' da rompere l'attrazione magnetica.

[leo48]

Per Docrates
il mio discorso della macchina di CARNOT si riferiva al fatto che i materiali magnetici che presentano
l'effetto di perdere la magnetizazione alla temperatura di CURIE assorbe il calore a temperatura
costante in pratica avviene una trasformazione cristallina con assorbimente di calore e di solito c'è
anche una variazione volumetrica anche se minima, per questo l'ho chiamata strana. ">
ciao
leo48

[Docrates]

Spero che questo disegno chiarisca un po' meglio.
L'ho sparata così grossa?

Whè ciao Doc !! ">
In quanto tempo ipotizzi si freddi sotto la Curie il filamento ??
Dopo quante oscillazioni ?

scusate se mi intrometto ... ma anche se il filamento si raffreddasse dopo un'ora (caso impossibile) andrebbe bene ugualmente.
Piuttosto bisogna calcolare il resto.

p.s.: bello questo aggeggio Docrates

CITAZIONE (compositore @ 17/1/2007, 01:17)

scusate se mi intrometto ... ma anche se il filamento si raffreddasse dopo un'ora (caso impossibile) andrebbe bene ugualmente.
Piuttosto bisogna calcolare il resto.

p.s.: bello questo aggeggio Docrates

Si intrometta pure prof. !!
Bhè se non c'è problema di frequenza di lavoro, io salterei allora alla fase di ingegnerizzazione: Docrates, inverti la posizione del magnete con quella del filamento.
Avresti così dei bei vantaggi, non ultimo di tenere bassa la temperatura del magnete prima che sia lui a raggiungere la Curie !!

[Docrates]

dire quante oscillazioni fa dipende da troppi parametri per poter rispondere. Oltre che dai parametri fisici dipende anche dagli ambientali, temperatura ventilazione ecc..

Ho dimenticato di scrivere che non appena il filamento si stacca si interrompe anche il circuito così che possa raffreddarsi.

Il caso migliore (lo dico a sensazione) è quello in cui non oscilla affatto: l'asta scende fino a fermarsi verticalmente e poi risale e così via. Così' da avere la massima energia trasferita nel minor tempo possibile e dunque la potenza massima. Ma sono considerazioni troppo avanzate, ancora sono nella fase di capire se può funzionare o meno. Ed è per questo che ho postato l'idea, perchè venga smontata.

Per far raggiungere al filamento la temperatura di Curie occorre una enegia fissa (Ec) , indipendente dal resto del sistema. Posso costrure un sistema meccanico del genere capace di darmi una energia E>Ec ?

Aver trasformato il filamento da ferromagnetio a non ferromagnetico fa si che la mia asta non faccia un percorso chiuso all'interno del campo magnetico e quindi ottengo un lavoro >0. O c'è qualcosa che mi sfugge ?

Hike, Hell, MetS, Compositore e chiunque ne abbia voglia: fatevi sotto, devo capire dove sbaglio...

CITAZIONE (Docrates @ 17/1/2007, 01:37)

Il caso migliore (lo dico a sensazione) è quello in cui non oscilla affatto: l'asta scende fino a fermarsi verticalmente e poi risale e così via. Così' da avere la massima energia trasferita nel minor tempo possibile e dunque la potenza massima.

io credo invece che il caso migliore sia proprio il contrario.
se per far raggiungere la Tcurie al pezzo di ferro ti occorre sempre la stessa energia, allora è ragionevole volerne recuperare il più possibile per ogni riscaldamento. Non ci importa in quanto tempo. Se potessimo ritardare il più possibile il raffreddamento, almeno fino a che non sfruttiamo tutte le oscillazioni utili al recupero energetico, a quel punto collezioniamo tutta l'energia possibile (così recuperiamo energia sia nel momento di attrazione del pendolo che nelle varie oscillazioni dopo il rilascio). Certo che se metti un generatore così potente da arrestare il pendolo dopo mezza oscillazione, a quel punto non ti serve il ragionamento che ho fatto.

CITAZIONE (hike @ 17/1/2007, 01:29)

Avresti così dei bei vantaggi, non ultimo di tenere bassa la temperatura del magnete prima che sia lui a raggiungere la Curie !!

... cosa succede se il magnete raggiunge la TCurie?

[Docrates]

CITAZIONE (compositore @ 17/1/2007, 01:48)

Certo che se metti un generatore così potente da arrestare il pendolo dopo mezza oscillazione, a quel punto non ti serve il ragionamento che ho fatto.

Si era quello che intendevo.

CITAZIONE (compositore @ 17/1/2007, 01:48)

... cosa succede se il magnete raggiunge la TCurie?

Il magnete ovviamente non deve scaldare. Un neodimio già a 80°C perde la magnetizzazione. La prima idea che mi viene in mente è di isolarlo termicamente. Basta anche uno strato di aria: non è necessario che magnete e filamento si tocchino fisicamente.

otteniamo un normale pendolo con due cavi collegati.

curiosità mia perchè mi hai ispirato un'idea che si basa sul punto di Curie ... ma il magnete, dopo che si smagnetizza per aver superato il punto di Curie, se lo si raffredda, torna magnete o diventa un cewingum?

[Docrates]

diventa ferraccio

E' il filamento che scaldandosi deve passare da ferromagnetico a paramegnetico perchè raffreddandosi torna ferromagnetico. Se lo fai con la calamita la butti......
Oddio...se il filamento tu lo facessi di AlNiCo, quando si raffredda sotto l'influenza del magnete diventerebbe un discreto magnete anche lui, il che magari giova.

Ma se permettete tornerei al quesito inziale. E possibile che funzioni? non c'è un inghippo ?


Edited by Docrates - 17/1/2007, 02:13

CITAZIONE

... cosa succede se il magnete raggiunge la TCurie?

Si smagnetizza permanentemente ">

CITAZIONE (Docrates @ 17/1/2007, 01:37)

Ho dimenticato di scrivere che non appena il filamento si stacca si interrompe anche il circuito così che possa raffreddarsi.

Mi pare lo avessi detto, comunque era chiaro.
Chiaro anche perchè stai insistendo con questa macchina.

Cominciamo però con la questione delle oscillazioni.
Non sono daccordo con nessuno dei due. L'ottimizzazione delle prestazioni passa nche per la "produtività".
Se il pendolo non si arresta mai si ottengono due benefici.
E' possibile ridurre la massa ferromagnetica ed anche la struttura meccanica a supporto perchè sul filamento si applicheranno le forze minime necessarie per tenere in oscillazione il dispsitivo.
Riducendo la massa si riduce anche l'energia da fornire per raggiungere la Curie.
L'optimum, secondo me, è che la massa si raffreddi nel più breve tempo possibile; in meno di una oscillazione completa, insomma.

CITAZIONE (compositore @ 17/1/2007, 01:48)

... cosa succede se il magnete raggiunge la TCurie?

Lo butti. Il neodimio è particolarmente sensibile alla T. Molto meglio il Samario Cobalto.
Per questo, ma non solo, dicevo che sarebbe meglio invertire la posizione del magnete col quella del filamento.

PS: Ma mi fate lavorare ?? Mi appello all'articolo 1 comma 1 USAF e chiedo congedo da questa "missione di pace" !!

Edited by hike - 17/1/2007, 02:11

CITAZIONE (Docrates @ 17/1/2007, 01:37)

urple">Aver trasformato il filamento da ferromagnetio a non ferromagnetico fa si che la mia asta non faccia un percorso chiuso all'interno del campo magnetico e quindi ottengo un lavoro >0. O c'è qualcosa che mi sfugge?

A me sembra che il percorso chiuso ci sia: talmente "chiuso" da collassare in una curva.

Giusto Hike, inoltre io controllerei molto le perdite termiche per convezione e conduzione nel senso che massimizzerei lo scambio di calore quando "mi interessa" isolando però la resistenza e il pendolo stesso da perdite per convezione e poi farei in modo da velocizzare la perdita di calore quando il "pendolo" va in basso.

Molto semplice farlo se il pendolo si arresta, basta mettere sotto vuoto e far si che quando il pendolo cala si ferma e tocca un pezzo di alluminio che comunica fuori dalla campana di vetro ed è fornito di alette di raffreddamento.

Si possono apportare ancora altre 3-4 migliorie. Ad esempio io userei materiale a bassa t di curie, metterei uno strato di teflon o similare isolante per evitare trasmissioni di calore fra il braccio del pendolo ed il magnete...e qualcosina ancora che vi dirò a breve, voglio prima vedere dove va a parare il Docra

Edited by Hellblow - 17/1/2007, 02:15

il percorso chiuso lo fa ... ma l'induzione è variabile nel tempo

p.s.: comunque la mia domanda sul magnete che supera la Tcurie era per un successivo consiglio di utilizzare un piccolissimo magnetino al neodimio, preventivamente smagnetizzato col calore, a mo' di "lamina di ferro" ... insomma quella che c'è sul pendolo (si avrebbe un elemento ferromagnetico non magnetizzato con bassa temperatura di curie)

CITAZIONE (hike @ 17/1/2007, 02:09)

L'optimum, secondo me, è che la massa si raffreddi nel più breve tempo possibile; in meno di una oscillazione completa, insomma.

si immettesse la massa in un'aletta di alumite nera opaca?

CITAZIONE

Aver trasformato il filamento da ferromagnetio a non ferromagnetico fa si che la mia asta non faccia un percorso chiuso all'interno del campo magnetico e quindi ottengo un lavoro >0. O c'è qualcosa che mi sfugge?

Dipende rispetto a quale campo ti riferisci. Il campo gravitazionale lavora come forza conservativa. Invece il campo magnetico interagisce solo in fase di "trascinamento" del braccio e non in fase di "rilascio" in quanto accade che il braccio semplicemente non interagisce piu' con il campo. Almeno questo credo...per cui il percorso chiuso per la gravità c'e'ma non lo vedo invece per il campo magnetico perchè questo credo che compia lavoro solo quando attrae il braccio. Naturalmente posso dir anche stron..ate quindi ciascuno prenda con le pinze.

Dire i che in fase di attrazione il lavoro del magnete diventa energia potenziale rispetto la gravità mentre in fase di rilascio l'energia potenziale diventa energia cinetica. Però c'e' da dire che nel far ciò tu hai ceduto calore al sistema trasportandolo da uns erbatoio caldo ad uno freddo, e qui si deve vedere quanto calore scambi e come lo scambi e quanto spendi per farlo... buon lavoro!

Edited by Hellblow - 17/1/2007, 02:24

[Docrates]

CITAZIONE (Wechselstrom @ 17/1/2007, 02:11)

CITAZIONE (Docrates @ 17/1/2007, 01:37)

urple">Aver trasformato il filamento da ferromagnetio a non ferromagnetico fa si che la mia asta non faccia un percorso chiuso all'interno del campo magnetico e quindi ottengo un lavoro >0. O c'è qualcosa che mi sfugge?

A me sembra che il percorso chiuso ci sia: talmente "chiuso" da collassare in una curva.

Si il percosro chiuso lo fa ma allandata il materiale è ferromagnetico e la forza che insiste sul filamento (Fa) è assai superiore (anche migliaia di volte) rispetto ala forza di ritorno (Fr) quando il materiale è paramagnetico. In pratica hai Fr*s >Fa*s.
Cioè l'hai messo nel melora al campo conservativo

Almeno questo credo...per cui il percorso chiuso per la gravità c'e'ma non lo vedo invece per il campo magnetico perchè questo credo che compia lavoro solo quando attrae il braccio

E' quello che vedo anch'io....ma ancora mi par strano.

Edited by Docrates - 17/1/2007, 02:26

Altra cosa: La t di Curie non è un interruttore, in natura non esistono sistemi discontinui e questo dovrebbe farvi pensare al fatto che le cose van pensate con le dovute tolleranze ">

CITAZIONE

E' quello che vedo anch'io....ma ancora mi par strano.

E' strano finchè non tieni conto che tu immetti energia nel sistema come calore, cosa che va conteggiata. Inoltre la t di curie è unatemperatura, e per i solidi la t sale in relazione ad una costante particolare che è legata anche alla massa (calore specifico che per il ferro è mi pare sui 450 j/Kg * k) per cui piu' massa piu' lavoro ottenuto ma anche piu' calore da spendere...ed il calore costa elettricità ">

Invece diciamo che io voglia costruirci una pompa!
Uso il sistema suddetto e lo scaldo con un collettore solare...si può fare? Per il pozzo dovrebbe andar bene.. "> a patto di non far cadere il raggio solare sul magnete! ">
Non so se funziona bene, però se "fungesse" pensate all'Africa dove c'e' tanto sole e poche pompe per l'acqua ">

Edited by Hellblow - 17/1/2007, 02:34

[Docrates]

certo, se fosse un interruttore l'energia che gli dai sarebbe teoricamente nulla. Gli devi dare l'energia per passare da un Tmin a un Tmax.
Se fossero 5° un grammo di ferro necessiterebbe di circa 2-3J che non son pochi affatto !!!

'Scolta, ma non è meglio fare un dispositivo che lavora "verticalmente" rispetto questo a pendolo? L'alternatore poi lo azioni col classico meccanismo biella-manovella.