Некоторое время назад камрад Mihail_T выложил любопытную заметку. Про … эммм… ну, назовём это парадоксом усилителя мощности.
Напомню.
http://aftershock.news/?q=node/294539
Если взять коробку, которая на каждый Ватт ввода вывод 2 Ватта. Теперь берём 5 таких коробок подключаем их последовательно одну за другой. Получаем такую цепочку 1=>2=>4=>8=>16=>32. Кладём это всё в коробку побольше теперь у нас большая коробка с EROEI 1:32.
Я не буду вдаваться в детали и выводы, меня будет интересовать сам механизм появления парадокса как такового.
В своё время я писал заметку про парадокс Брадобрея, которая в итоге выросла в нечёткий словарик. Так что кое-какой опыт в этом вопросе у меня есть. Им и воспользуюсь.
Так вот. Парадокс – это всегда одно и то же. Пограничный столб, об который мы стукаемся лбом. Когда мы что-либо произносим, то фиксируем значения слов на момент говорения, тогда как фактически их содержание имеет весьма нечёткий характер. В то же время, любая система понятий не полна, а любой язык беден. И бедность эта заключается в том, что бесконечную (несчётную) реальность мы выражаем в конечных (счётных) терминах через постулаты, через аксиомы и определения. Ну, не умеем пока иначе, что поделать.
Т.е. когда мы что-то произносим, мы физически не можем это произносимое не постулировать.
Так вот парадоксы, это пограничные столбы, которые напоминают нам о том, что такая консервация языка не всегда допустима. Соответственно и разрешается парадокс простым расширением этих границ, изменением контекста. В таком случае, мы обязаны раздвинуть границу и перейти на новые рубежи.
Всё это справедливо и для парадокса «усилителя мощности». Ведь что означает вот это самое:
Читаювсё (10:37:26 / 14-03-2015)
Он же ясно написал - берём небольшую коробочку, со скромным соотношением вход-выход 1-2 Вт.
Задумывается ли произносящий, что именно он произносит в этот момент? Нет, конечно. Он экономит мышление по привычке, как и все мы, а потому для него всё просто: был один Ватт и стало два. Тчк.
Но есть ли в исходной формулировке хоть какой-то намёк на то, что эта за мегадевайс такой? Намёка нет, а есть упрощение, отсечение дальнейшего (бесконечного) потока вопросов извне, заключённое в постулате: пусть существует некая коробочка, в которой один Ватт сам по себе превращается в два. В виртуальном математическом языке, такое вполне возможно. Почему нет? Математики они вообще те ещё волшебники. И не такое могут.
В реальности же так низззяяяяя. Почему – не знаю, не спрашивайте, но если взять реальный усилитель мощности, то в нём отчего-то «усиление» мощности на один Ватт возникает исключительно за счёт сложения исходного Ватта с ещё одним дополнительным, взятого с источника питания нашего устройства. И даже хуже того:
http://cxem.net/beginner/beginner45.php
«…мощность, потребляемая от источника питания, равна удвоенной мощности выходного сигнала и является величиной постоянной, не зависящей от входного сигнала. То есть, если усилитель развивает максимальную выходную мощность 100 ватт, то потребляемая от источника питания мощность составит 200 ватт, причем, не важно с какой громкостью вы будете слушать музыку.»
Вот тут и возникает парадокс. Чисто математически мы можем выдернуть из блок-схемы треугольничек с циферкой 2, т.е. элемент усиления, формально являющийся независимым. Но в итоге, мы теряем исходную нечёткость понятия, рвём все взаимосвязи.
Об этом и напоминает нам парадокс, когда наша упрощённая языковая система, с разорванными взаимосвязями, снова сталкивается с чем-то большим, более общим и обнаруживает свою неполноту посредством противоречия.
Т.е. в более богатых языковых системах существует такой постулат об обязательности сохранения энергии, а тут бац, его взяли и отменили. Был один ватт, вуаля, уже два. Противоречие. Не с реальным, конечно, миром, но с гораздо более полным языком.
И противоречие это указывает нам, что какая-то из двух языковых систем неполна в большей степени, нежели другая. Вопрос в том, какая же именно.
Впрочем, ответ был дан камрадом Homo 2.0 там же в комментариях:
Homo 2.0 (23:40:31 / 13-03-2015)
1. Если взять коробку, которая на каждый ват ввода вывод 2 вата
Сразу первая ошибка в том, что такая "коробка" будет вечным двигателем, а их, как мы знаем, пока не существует.
Таким образом, в более общем языке парадокс перестаёт быть парадоксом и звучит теперь вполне себе однозначно: «Если изобрести вечный двигатель, то EROEI не имеет никакого значения».
Если кто-то скажет, что это не так, я первым брошу в него тапок. И остаётся теперь самая малость. Представить чертёж подобного устройства.
PS На примере Mihail_T с роботами ещё можно рассмотреть, какую роль в создании парадоксов играет неосознание нечёткости языка. Взял из своего комментария ниже:
Хорошо. Вы конструируете поле нефти с роботами. Сия виртуальная конструкция у Вас даёт две бочки нефти и потребляет одну. Чем ЭТО отличается от коробочки? Только одним. Конечностью нефти. И это важно. Потому что дальше Вы с этой конечной нефтью оперируете по аналогии бесконечных коробочек, что в корне не верно. Коробочка - это вечный двигатель, а поле нефти с роботами - НЕТ. В коробочке не учитывается, что баррель можно добыть только однажды.
Ведь Вы что предлагаете? Этих роботов предлагаете мультиплицировать по аналогии с коробочкой. Но ведь Вы сами уже ввели отличие, расширяещее аналогию. Парадокс уже исчез, но Вы сами этого не заметили.
Что значит взять ещё одно коробочку? В контексте примера с роботами - это второй раз добыть те самые баррели нефти, что вы уже посчитали. Т.е. коробочка не ДОБЫВАЕТ баррели, а МУЛЬТИПЛИЦИРУЕТ. Максимум же того, что могут сделать роботы - построить вторую такую же буровую, с тем же самым EROEI. В итоге, в примере с роботами EROEI на самом деле неимзменен.
Короче, за счёт ввода ограченности нефти Вы получили следующее :
Вы добудете N нефти, и затратите на это дело половину, которую сожрут роботы. И как бы Вы не старались коробки совокуплять, EROEI останется неизменным. В итоге поле нефти даст Вам N/2.
Комментарии
Если....
EROEI - это энергетическая цена джоуля выраженная в джоулях.
Называйте вещи своими именами, и станет понятно, что у любого устройства есть своя цена. Даже у "вечного двигателя".
Че то напомнило)
Наше отношение к вам как к разумной расе затрудняется и следующими соображениями. Насколько мы можем судить, любой научный или юридический закон, смысл открытия или изобретения, сущность любой важной мысли может быть выражена вами фразой, содержащей самое больше 100 слов из словаря 50 000 слов, включающего математические и другие условные обозначения. Общее количество всевозможных фраз из такого словаря представляет весьма скромную величину, равную 50 000 в степени 100. Если же оставить только фразы, имеющие лингвистическую диагностическую непротиворечивость, то их число сократится до 50 000 в степени 50,5. Если теперь отбросить фразы, в которых слова грамматически связаны, но содержание их не имеет даже видимости смысла, то число внешне осмысленных фраз сократится до 50 000 в степени 25. Отсев ложных от истинных утверждений составляет, по самым завышенным оценкам, список из не более 3,9×10 в степени 37 утверждений, которые могут быть высказаны вами и соответствовали бы реальности.
24 года с развала СССР. Физику что ли запретили?
Образование запретили в целом.
Жертва ЕГЭ в атаке.
правильнее говорить не просто о коробочке, а о коробочке плюс дополнительный ресурс.
В случае, ветряной энергетики, например, таким дополнительным ресурсом являются площади с хорошей розой ветров.
В идеальных местах, с постоянным и сильным ветром, полагаю, EROI ветряка будет очень неплохим. Проблема в том, что таких мест ограничено, и по мере расширения EROI будет падать.
В общем, требование наличия дополнительного ресурса и ограниченность этого ресурса, сразу дают понять, что термины типа "бесконечность" тут неприменимы.
Ну, я как бы о том, что в случае, например, с солнечной энергией для реализации концепции усиления мощности в два раза надо с обратной стороны Земли создать второе солнце. Тогда да, мощность увеличится в два раза. Иначе, как уже неоднократно упоминалось, поток солнечной энергии через единицу площади принимающей поверхности не изменится. Мощность останется неизменной.
Я вроде не говорил не чего про увлечение мощности на единицу площади так зачем выдумывать ?
Заговорив о ваттах, Вы заговорили о мощности. А мощность тут же привела нас и к Энергии, и EROEI и потоку через единицу площади, без которой все эти понятия совершенно бессмысленны. Все эти понятия не существуют одно без другого, они взаимосвязаны по факту. Это целостная система понятий - язык. Вырывая из контекста ватт Вы естественно приходите к парадоксу.
Если вы думаете, что я говорил про увлечение мощности с метра поверхности то вы не понимаете написанного мной и извращаете мои слова своим пересказом. Не приписывайте мне то, что я не говорил.
Я говорю о том, о чём Вы умолчали, постулировав безотносительную возможность генерации 1 ватта из ничего. Естественно, если бы Вы заговорили о том, что вообще есть понятие мощности, и почему в зависимости от контеста привлекается единица площади (для солнечной энергии, например), то мне и не пришлось бы ничего писать.
Ещё раз: Вы оборвали взаимосвязи, выдернули нечто (усилитель мощности) из контекста. Вырванный из контекста усилитель превратился в вечный двигатель. Ну, а на такой далеко не скромной базе можно вообще любые выводы построить. Поэтому в Вашей заметки не выводы важны, а как они вообще получились, ибо повторюсь, из вечного двигателя следует вообще что угодно.
Вы говорили по вечный двигатель, куда вас и ткнули сразу носом. Но вы этого почему-то решили не заметить. Так о чем еще здесь спорить?
Я не говорил про вечный двигатель. Почитайте мою заметку или хотя бы цитату выше.
Коробочка, удваивающая мощность без дополнительных затрат. Чем это отличается от вечного двигателя? Может быть вы ДУМАЛИ о чем то другом, когда писали ваш пост, но то что вы описали это и есть вечный двигатель. Самый большой парадокс в этом то, что народ принял в обсуждении этого такое деятельное участие.
http://aftershock.news/?q=comment/1562030#comment-1562030
И? что вы этой ссылкой хотите сказать? Это же не оригинальный пост, который вы мне предложили перечитать и который я вам привел в цитате! Еще раз повторяю: то что вы описали как парадокс это вечный двигатель (про что вам сразу и сообщили), то что вы додумали потом это уже никого не интересует.
тут еще один отрыв от реальности имеет место быть: через каждую (из последовательно соединенных) коробочку начинает течь удвоенный поток энергии (из резервуара конечному потребителю). С физ точки зрения это перегиб: представьте, что нефтяную вышку заставили качать вдвое больше, чем ее пропускная способность или дебит скважины - поможет? Или ветряков вдвое плотнее поставить, или в реактор вдвое больше урана накидать. Даже у панелей линейный режим далеко не бесконечный.
еще раз повторюсь, умозрительная гимнастика с цифрами суть проблемы не решает. Важно развить такой формализм, в котором плотность по времени и по пространству (можно - на душу еще) является ключевым параметром. Там такие конструкции (соединенные коробочки) будут в центре внимания и простое жонглирование цифрами не пролезет.
Собственно, парадокс частично возник из слов "после первой коробочки возьмём пять таких же и соединим последовательно". Если вторая коробочка такая же, как и первая, то она неспособна принять на входе выходную мощность первой. Так же и с другими. Просто, если последующие коробочки работают в форсированном режиме, они просто НЕ ТАКИЕ ЖЕ физически в принципе. Но это сказывается только на неправильном количественном подсчёте EROEI. Такая конструкция сразу отсылает нас к несуществующему "круглому квадрату".
Если попытаться исправить модель и рассмотреть более реалистическую конструкцию из однотипных элементов Я(чейка) в соединении типа "дерева":
l
Я—Я—Я—
l l \
Я Я—
l \ \
Я Я
l\ l \
то, похоже, что при том, что выходная мощность линейно зависит от числа ячеек (например, от числа скважин на месторождении нефти или газа), что и следовало ожидать исходя из законов сохранения энергии, EROEI системы, как "чёрного ящика", всё-таки, повышается. Возможно, что само определение EROEI парадоксально или является нечётко определённым понятием, что всё равно приводит к парадоксам.
"Энергетический выход" явно зависит от того, как проведены "границы" исследуемой энергетической системы, от того, где находится IN, а где располагается OUT, что интуитивно неудовлетворительно. Ведь можно провести так, как предлолжил я, а можно так, как предлагают другие участники обсуждения, т.е.отграничив каждую ячейку Я.
Вот видите вы пришли к тем же выводам которые я пытался объяснить людям, редкий случай для АШ когда человек думает головой а не идёт за стадом.
Да главный вывод нормального человека из "парадокса" это то, что самое важное как определяются границы подсчёта EROEI и что именно мы хотим узнать с помощью этого подсчёта.
Вот здесь принципиальная ошибка.
При последовательном соединении коробочек происходит мультипликация эффекта (операция умножения) При вводе дополнительных скважин происходит сложение отдачи всех скважин. Вы подменили операцию умножения на операцию сложения. Результат соответсвенно неверный. Конкретнее - EROEI одной скважины есть некая цифра, привводе дополнительных скважин EROEI не менятеся, потому что идет линейное сложение, выдаваемой на гора скважиной энергии.
Я вам страшное скажу, умножение это сложение записное в укороченной форме.
Да. Кроме того, занятие площади под солнечную батарею, означает вывод этой площади из естественных процессов климатообразования и фотосинтеза.
Застройка всей площади планеты этим говном превратит ее в мертвый Марс. Это крайний случай (освоение всего ресурса, в данном случае солнечного потока приходящегося на планету), но изменения несовместимые с существованием значительной части видов начнутся гораздо раньше.
На каком именно проценте застройке начнется новый ледниковый период? 20%? 10%? 5%? 1%? Не знаю, зеленые об этом почему-то не говорят, как будто вопрос не существует в принципе.
А вот когда мы засеяваим злаками огромные площади аккумулируем в них энергию солнца за месяцы и увозим в города это меняет климат ? Может стоит нам прекратить это делать ?
Из фотосинтеза это территорию не отключает, там и так росли бы трава / леса.
Основные дисбалансы в сельском хозяйстве проявляются, полагаю, в том, что питательные вещества не остаются в земле, а вывозятся.
Это, если не принимать меры по восстановлению, ведет к деградации почв, и в прошлом этот процесс уничтожил массу цивилизаций, которые состоялись на одной питательной базе, но "переход к ресурсной Зиме" не выдержали.
Сейчас по сути, мы наблюдаем начало аналогичной "ресурсной Зимы", только вопрос касается не только почв, но и доступности ископаемых углеводородов, которая сейчас совсем не та, что на старте индустриализации.
Питательные вещества это не энергия а строительные материалы для растений.
Посыл был о том, что солнечные панели крадут энергию солнца но фотосинтез это ведь тоже аккумуляция энергии, когда мы вместо жухлой травы сеем кукурузу то она собирает в себе гораздо больше солнечной энергии чем трава и эта энергия вывозиться с огромной территории в города где в конечном итоги выпускается в атмосферу в виде тепловой энергии каждым из нас.
Это проблема ?
Питательные вещества это самая, что ни на есть энергия. У вас там не в школе природоведения?
А если мы говорим об искуственных питательных веществах, которые повысили урожайность во много раз, та фосфаты, нитраты и прочие удобрения - очень даже энергия.
Кукуруза и трава поглощают одинаково. Вообщем 2 по физике и природоведению.
>Питательные вещества это самая, что ни на есть энергия.
Вы просто говорите на другом языке, потому и не понимаете.
Солнечная энергия легко превращается в крахмал и азот.
С трудом, медленно и в ограниченном количестве даёт фосфор и калий.
Поэтому приравнивать фосфор и энергию я бы не стал.
Поверхность Земли достаточно много солнечной радиации отражает наза в космос. Разные поверхности по-разному конечно, но некоторые (снег) почти всю. А панельки - наоборот мало отражают и переводят в тепло. Так что в пределе - наоборот, больше энергии (тепла) должно оставаться на Земле.
Глупости, чем выше КПД панелек, а над его повышением постоянно бьются, тем меньше тепла будет оставаться в атмосфере. Электрическая энергия ведь не откуда-то берется, а именно за счет той энергии, которая раньше работала на фотосинтез и климат.
То есть застроив всю Сахару панельками с высоким КПД, ты получишь климатическую дыру, которая будет выкачивать тепло с соседних территорий. Роза ветров изменится, похолодает вокруг Средиземного моря.
Ну, любая выработанная электроэнергия в конце-концов рассеивается в виде тепла.
И, кстати, в той же Сахаре с фотосинтезом проблемка есть, его нету.
С чего бы??? Тот же самый фотосинтез намекает нам о термохимии, о том, что гигантские объемы энергии могут просто переходить в новые формы вещества.
Ну, электроэнергию люди используют по-другому. Железо плавят нагревая - потом оно остывает. Аккумулятор накопит в виде хим. связей - потом отдаст. Конечно, какая-то часть и в устойчивых химических связях останется - но это малая доля на самом деле.
А фотосинтез - леса сгорают, да и нефть тоже рано или поздно.
И кстати, вклад суши намного меньше, чем вклад океанов в этом процессе. В том числе и в процессе переноса тепла в атмосфере.
Очень маленький процент электроэнергии переходит в другие формы, большая часть это нагрев атмосферы: отопление, кондиционирование, свет, даже механическое движение через трение это тоже в конечном счёте тепло.
Если фотоэлементы поглотили 1 киловат-час, стало быть Сахара недополучила это киловат-час тепла. Далее, от этого киловат-часа мы запитали ноутбук, который от работы нагрелся. Потом ноутбук выключили, он остывая передаст Сахаре ровно столько тепла, сколько она недополучила из-за фотоэлемента.
Единственный нюанс - электричество могли передать в Европу, и там запитать ноутбук. Так что в целом такие электростанции будут немножко обогревать Европу за счёт небольшого охлаждения Сахары. Кстати, можно этого достичи и по другому. Скажем, цистерна с водой в Сахаре нагревается, везём её в Европу, там она остывает. Потом обратно. Ровно тот же эффект.
Маленькое уточнение, это важно учитывать.
В Сахару от Солнца пришло 100 Вт. из них 40% отразилось обратно в космос - 60% в тепло из которых ночью рассеялось обратно в космос половина. То есть реально на нагрев ушло 30%.
Если стоит панелька, то расклад другой - пришло 100, 3-4 отразилось, а 96% в электроэнергию (в конечном счёте это тоже нагрев) и нагрев. А ночью рассеится только значительно меньшая часть накопленного тепла так как часть изъято в виде электроэнергии, и они прикрывают Землю тенью (не дают рассеивать ночью тепло, как крышка) и в итоге "останется" не 30%, а 70-80%.
Поинтересуйтесь для интереса как в эпоху без холодильников в пустыне арабы лёд делали летом =)
"96% в электроэнергию" экий вы оптимист батенька. Вообще только 20%-25%.
Это в виде электроэнергии. Сами панельки нагреваются тоже. Сечас их можно найти - подойдите потрогайте рукой в солнечный день. Для мощных панелей (для концентрированного светового потока) основная головная боль это именно охлаждение самих панелек.
Ну дык, а о чём ваши 96% ?
Еще раз земля частично нагрелась, а частично отразила поступившую от солнца энергию - допустим 50 на 50%.
А панелька отразила всего 4% - остальное поглотила и рассеила в виде тепла - например 70%, то есть нагрела атмосферу. А оставшиеся 26% перевела в электроэнергию, которая тоже будет позже рассеяна (не вся, очевидно) в виде тепла - ну пусть половина - 13%. Итого 70 плюс 13 = 86% тепла останется на Земле. Против 50%, если без них.
Хотя уточню, что - например снег, отражает почти всю энергию солнца. Вода очень много отражает. Так что это соотношение может меняться в зависимости от условий.
Вы думаете что поверхность земли отражает прямо в космос ? Если солнце достигло поверхности то отражение идёт в атмосферу.
В общем приближении наша наука говорит так. Конечно, если не вдаваться в детали. Но это не формат форума будет, это надо статью тогда писать.
Конечно, Вы правы. Если углубляться, то при отражении, что то рассеивается, что-то переотражается от облаков, если они есть, от пыли в атмосфере и т.д. и т.п.
Но Землю из космоса видно хорошо и далеко - значит она вцелом и отражает хорошо =)
Все это основано на ничем необоснованном предположении, что вся электроэнергия будет рассеяна в виде тепла, причем равномерно.
Если мы говорим о гипотетической цивилизации, где солнечные батареи будут основным источником энергии, то возникает вопрос о металлургии.
И, скажем, если мы посмотрим на производство аллюминия, то увидим, что значительная часть энергии уходит не на тепло, а на химреакции.
Я правильно понимаю, что вы предлагаете отказаться от металлургии и химических производств?
Если нет, на чем основана эта чушь про возврат всей электроэнергии в тепло?
Производство алюминия стали и прочего это маленький процент наших энергетически затрат
Энергобаланс России говорит, что на конечное потребление ушло в 2013 году 269 млн. тут, на металлургическое производство - 56 млн. тут, то есть свыше 20%.
Я бы не скзаал, что это "маленький процент".
Далее. Очевидно, что по мере нарастания энергоголода, многие нынешние статьи нерационального расхода энергии будут сокращены, например, личный автотранспорт, а доля полезных составляющих будет расти.
Металлургия может и сократится в абсолютных объемах, но относительная доля ее в энергобалансе, очевидно, вырастет.
Всё потребление России это больше 700 млн. тут металургия это 8%.
Я ведь не зря про конечное потребление написал, так как из этих 700 более 400 это преобразование из одного вида в другие, у вас двойной счет!
Тепло которое уходит в атмосферу это как раз и есть те самые преобразования, если их не учитывать то конечно всё будет совсем по другому.
Генерация на ТЭС электроэнергии это пример процесса конвертации, и утверждать, что вся энергия в процессе конвертации угшла в атмосферу - смачный харчок в технологию процесса.
Начинаешь надоедать.
Я говорил про всё ? 2/3 энергии в ТЭЦ идёт в тепло которое уходит в атмосферу так или иначе.
Страницы