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2007-10-09 00:01
「科学万能の時代」と言う表現は現代では使い古されたいい回しですが、科学信仰はいまだに現代の主流です。
「経済成長」と「科学万能主義」とは全く違った概念ですが、「経済成長」主義者は「科学万能主義」を大きな根拠の一つにして経済成長の持続可能を唱えます。 しかし、そもそも経済成長論理はその根本から間違っていますから、そこに使われる「科学」も実は「似非科学」が多いのです。つまり、偽物同士のベストマッチングと言ったところでしょうか?

 似非科学、偽科学と言うものは昔から存在しました。有名どころでは、「錬金術」、「永久運動機関・・これにはちょっと拘りがあります・・
近いところでは、「常温核融合」、もっと身近なところでは「マイナスイオン」でしょうか?

 こうして改めて考えると、結構今の世の中も偽科学がはびこっています。「マイナスイオン」のような科学レベルに達していないものならまあ、インチキの部類で済ませることも可能ですが・・・そんな製品を買った方にとっては詐欺です・・・「常温核融合」のように、一部の科学者たちが本気でプロパガンダしていたものはより悪質です。

 現在でも科学者、技術者達のプロパガンダ、流されているTVのCMとかでもニセ科学、似非科学がかなり堂々とはびこっています


 例えば、電気自動車や燃料電池車・・CO2排出ゼロを謳っていますが、発電された電気や燃料電池の燃料である水素を作る際にCO2を排出する部分を考慮していません。 そこまで含んだライフサイクル全体で考えたCO2排出量をしっかり見据えるべきです。それに対し、彼等はきっとライフサイクル全体で考えてもCO2削減は、70%以上とか言うでしょう。・・・火力発電のかわりに原発などを使っているから、その分はCO2排出ゼロと言うわけです。しかし、電気自動車と同じ理由で原発はその過程でCO2排出はかなり多いのです。何より、CO2排出などよりも放射性廃棄物のほうが遥かに恐ろしく、比べる事自体間違ってます。・・・それらを政府や企業の出してきた都合のいいデータをもとに議論してもそれ自体があまり有効性がありません。

 エコキュートは、エアコンに使われているヒートポンプと同じ原理です。(冷房の場合、熱の出し入れが反対ですが・・・)これも、電力会社や電気会社は堂々と「空気の熱でお湯を沸かす」と謳っていますが、熱は自然の状態で温度が低いものから高いものに流れませんので、そのためには仕事が必要です。熱力学の基本法則です。ポンプが圧縮や膨張させたときに空気にした仕事以上に仕事は出来ないでしょう。だからこれは基本的には、ポンプの成した仕事=電気の成した仕事でしょう。今までの非効率な電気温水器よりはずっと効率的と言うだけの話で、議論に摺り替えと誤魔化しがあります。(生産コストを考えれば未だに割りに合いません・・)何故なら、もし、外からの仕事以上に大気の熱を吸収して蒸気タービンなどを熱すれば、永久運動機関になるわけです。第2種永久機関です。
 これが可能なら、地球温暖化の大気熱を使って、熱機関を作れば、エネルギー問題と地球温暖化問題を一挙に解決です・・・お湯を沸かすどころの話ではないでしょう。世界の救世主です・・・でも実際はペテン師です。

 同様に、CO2を燃料に作り替えると言う事も、科学ではありません。作り出される炭化水素燃料の分子のポテンシャルエネルギー(化学エネルギー)のほうが、その燃焼結果として生成されるCO2やH2Oのポテンシャルエネルギーの合計より高いので、その作業に使うエネルギーは、作られた燃料が出すエネルギーよりも多いのは物理の基本原理ですから差し引きエネルギー収支はマイナスです。実験の必要すらありません。
 ところが、槌田敦氏の「新石油文明論」(p46)によると、関西電力総合技術研究所では、発電所から出るCO2を効率良く回収して、これを燃料に変換する技術を発表した(日本経済新聞2000年12月4日)との事です。これも偽永久機関の典型です。迂回過程を作って巧妙に騙しているのでしょうが、迂回過程が多いほど、投入するエネルギーがさらに増えるのは、エネルギー産出時の基本です。これが出来ればやはりエネルギー問題は解決です!世紀の技術です!・・・実情はインチキ科学技術です。

槌田敦さんは
「このような基礎的な物理学の知識もない技術者を大企業が抱えているだけでなく、この研究を堂々と記者会見して発表しても、誰からも批判されないのが日本の科学技術の恥ずかしい現実である。」と述べていますが、まさにその通りです。


 実は・・・私は少年時代に、永久機関に魅せられて、その案を沢山考案したので(実際は作っていませんが・・)似非永久運動機関を見破るのは得意ですし、どの部分が理に適わないかも指摘するのも得意とするところです(笑)だからエントロピーにも詳しいのです・・

 
 二進法のマシン(コンピュータ)が発達して、それらが作り出すヴァーチャルな世界を簡単に達成出来ると思い込んでいる物理の根本原理を知らない人間が増えてきた現代は、ニセ科学も簡単にはびこってしまうのです。その意味では現代は「科学の時代」と言うよりは「似非科学の時代」でしょうか?!「錬金術」のように愚かな似非科学が日々プロパガンダされているのです。


 ××××××××××××××××××××××××

 以前、疑似科学と言うものにはあまり興味がありませんでしたが、
The Black Crowes> を昨年知り、しばしば訪問しています。・・・まあ、はじめは、内容よりは、そのタイトルが趣味に合っていたのですが(笑)・・・
<The Black Crowes> は、
当初「疑似科学の行方を追跡するブログ」でしたが、最近では、
「分光学的温暖化懐疑論」とやらを展開しています。
・・・私自身は、CO2 温暖化論に関しては、懐疑的ですし、原発をはじめとするその愚かな数々の対策には、大反対ですが、非常にカオスな気候現象を論じても結論は出ないし、論ずるだけの引き出しも持っていないので、その議論にはあまり加わっていません。
 と言うよりも、反『経済ファシズム』が最重要と考えています。
  
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【2007/10/09 00:01】 | 社会・経済 トラックバック(1) |

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技術開発のありかた
mao
経済成長を是とする世の中において、地球への負荷は
・エコキュートは電気温水器よりはマシ。
・ガソリン車よりも、ハイブリッドカーのほうがマシ。
・ブラウン管テレビよりも液晶テレビのほうがマシ。
と言えるかと思います。
そう考えると、経済成長を否定する世の中を作るのは
難しいので、「技術者は自分の生計を立てるために
環境破壊と知りつつも、せめてもの努力をしているんです。」
と弁護しようかと思ったのですが、
以下の事例のとおり、そういうわけでも無いのですね。

例1:
ガソリン車をハイブリッド車にしたが、
燃費向上のための技術としてはあまり使わず、
加速性能の向上のために使った。
(これはメーカー内でも論議があったらしいですが)

例2:
ブラウン管を液晶にすることで消費電力が減る。
しかし、画面を大きくしたので結局消費電力が増えた。

結局技術は環境破壊にしか使われていないと思うと
腹立たしくて仕方が無いです。

私が、テレビメーカーの社長なら
「私たちは地球温暖化に加担しないため、他社のように
むやみに大画面化を進めるのをやめました。本当はxxインチで
十分ですよね。つつましやかに暮らしましょう」
くらいのCMは打つのですが。

テレビメーカーの社長様、あなた方は環境破壊をしているのです。
せめて大画面化を進めるのは止めてください。


永久運動機関といえば・・・
かんちゃん
雑草さんも永久運動機関を夢想されたことがあるのですね。実は私の家系をさかのぼると4代前のご先祖様がこれの研究にのめりこんで田畑・山林の全てが抵当に入ってしまい、危うく破産しかけたそうです(笑)。私の爺様、つまりご先祖様の孫から子供の頃散々聞かされたものです。時代は明治40年前後かと思いますので、すでに自動車は発明されていたのではないかと。その動力源は巨大な振り子でした。残された図面を見ると荷車の中央にそれが設置され、沢山の歯車をへて車輪へ動力が伝わるようになっています。とても精緻な図面で眺めているうちに本当に動くのではないかという気がしてきます。専属の指物大工を一人雇い納屋に住み込みさせて約1年頑張ったそうですが、当然のことながらモノにならなかったそうです。ご先祖様は不慮の事故が元で亡くなったのですが、死ぬ間際に夢の中でその車が家の前の道路を快走しているのを見たそうです。この人はなかなかの社会事業家で、私財をなげうって村のために溜池を作ったりしており、永久動力機関を思い立ったのも村から広島市まで米を運ぶ苦労を少しでも楽にしたいとの思いからだったそうです。
今も蔵の片隅に木で作られた歯車の一部が残っています。

そのようなCMを打つ社長がいれば
雑草Z
maoさま


現在、「環境にいい製品」と言うのは、物を売る為の企業戦略になっています。
「環境にいい製品に買い換よう!」という言葉は非常に胡散臭い言葉です。
 おっしゃるように、実際には環境負荷が増える場合も多いし、古い製品の廃棄の問題もあります。
 本当に環境のことを考えるなら、mao氏のおっしゃるように、
「むやみに大画面化を進めるのをやめました。」
くらいのCMを打って欲しいですね。本当に社会の事を考えるそんな会社があれば素敵です。
しかし、熾烈な生き残りをかけた自由競争社会では、決断は難しいでしょう・・・消費者の意識が高まれば可能ですね。やはり社会の仕組みの問題もあります。
 それでも、そこを乗り越えてそんな会社が沢山現れて欲しいものです。 

ヒートポンプについて
近藤邦明
 ヒートポンプについて、「ヒートポンプを使って発電すればエネルギーの拡大再生産になるのではないか」という質問を受けたことがあります。
 確かに、ある条件下のヒートポンプは投入仕事よりも多くの熱エネルギーを供給できます。一般的に大気温度との差の小さい熱の供給・除熱では大きな効果を生みます。正にこれがエアコンですね。
 しかし、それを発電装置として使うことで電力を拡大再生産できるかといえば、現実的には不可能です。以下、その方に対する回答のメールです。御参考まで。

■ヒートポンプの熱収支とエントロピー収支は以下の通りです。
q2 + w = q1
q2/T2 + gs = q1/T1
ここに、
q2,T2 :低温側の熱量及びその温度
q1,T1 :高温側の熱量及びその温度
gs  :ヒートポンプのエントロピー発生量
w   :ヒートポンプに加える仕事

■低温熱から高温熱を取り出す場合は、上の2式からq2を消去して、
q1 = {T1/(T1-T2)}(w-T2*gs)
となります。さて、ヒートポンプから得られる高温熱エネルギーq1は、仮にヒートポンプにおけるエントロピー発生をゼロとすると、
q1 = {T1/(T1-T2)}w
となります。暖房程度を考えれば、外気温度(=低温側温度)T2=0℃=273K、室内暖房温度(=高温側温度)T1=28℃=301Kだとすると、
q1 = {301/(301-273)}w = 10.75w
つまり、ヒートポンプに投入した仕事の10.75倍の熱量が得られることになります。

■さて、ヒートポンプで得た高温熱を熱機関の熱源として発電することを考えます。熱機関の効率は高温熱源と低温の廃熱の温度差が大きいほど高くなります。例えば、現行の火力発電程度の効率を得るためには、高温熱源の温度は数100℃にすることが必要でしょう。例えば、高温熱源の温度をT1 = 300℃ = 573K にすることを考えます。ヒートポンプの低温熱側はT2 = 20℃ = 293K としますと、
q1 = {573/(573-293)}w = 2.0w
となります。

■ヒートポンプに投入する仕事をどのように得るかによって異なりますが、ガソリンエンジンを用いた場合にしろ、石油火力発電~電動機にしろ、これでは投入した熱エネルギーを回収することすら困難です(熱効率は0.3程度でしょう。)。実際には、ヒートポンプにおけるエントロピーの生成gsはかなり大きく、どう大きめに見積もってもq1はwと大きな違いは無く、到底投入熱量を回収することは不可能です。さらに変換プロセスが冗長となるため、システムの製造、運転などに投入される鉱物資源量も大きくなると考えられます。


ドキュメンタリーや映画にしたいお話です
雑草Z
  かんちゃん さま


 実際の製作とまでは行かなかったまでも、永久運動機関を夢見た少年にとって、かんちゃん氏の4代前のご先祖様のお話は、非常に感慨深いものがあります。
 永久機関の事だけでなく、溜池のお話も含め、大変ロマンを持った社会派の方だったのですね。図面が残っているところも凄いですよ!!
 その方の軌跡を追ってみたいものです。かんちゃん氏は、その方についてもっと色々ご存知でしょう。お時間があれば、是非とも教えて欲しいですね。
ドキュメンタリー番組や映画として見てみたいですね。


 当方は、主に磁石とてこを使った永久回転車(水車、風車のように軸に固定された車)などのアイディアの図をへたくそに子供用の理科ノートにいくつか描いていきましたが、そのノートも今はもうどこにあるのかわかりません。とっくの昔に紛失です。ひょんなところから見つかったら面白いですね。

 数年前、「ブナを守る会」の集まりで、東京へ行って永久運動機関を見てきたという方からその図面を見せてもらいましたら、私の考えた磁石を使った永久機関のひとつと原理が似ていました。実際エネルギーを生む筈の無いその機関を製作者は、電気を使って動かして見せて、入力電力より、沢山のエネルギーを生み出したと電流計などで証拠を見せ、見ていた人々を信用させたということです。(私に紹介してくれた方も信用しきっていました・・笑)そして、そのエネルギーは、宇宙空間のエネルギーを取り出していると説明したそうです。・・ここまで言うと詐欺、ペテン師というよりも、パラノイアですかね?!兎も角、ニセ科学の典型です。


 私の話に戻りますと、第1種永久機関は無理かと感じ始めた私は(笑)高校に入って、エントロピーの概念を知り、そこから第2種永久運動機関を作ろうと考えました。ブラウン運動は、熱運動をより大きな粒子の運動に変換したのだから、その手法の繰り返しで第2種永久運動機関を作ろうなどと考えました・・・実際は、運動量自体を考えれば、ブラウン運動は熱運動を有効に取り出したとは言えないのですが・・・(笑)

 話が長くなりそうですので、今回はここまでに致しますが、
いつか機会があれば、是非かんちゃん氏のご先祖様のお話の続きをお聞かせ願いたいものです。非常に興味のある人物です。
永久機関談義もしたいものです。・・

 大変いいお話をお聞かせ戴き有難う御座います。遠い日の少年時代のワクワク・・の感覚を思い出しました。

ご指摘有難う御座います
雑草Z
 近藤邦明さま


 私は、以前、このヒートポンプの原理を電力会社のHPのエコキュートのところで見て、それは、「熱力学の法則に反する。」と瞬間的に感じました。
http://www.chuden.co.jp/electrify/ecocute/index1.html
などです。
 そして、私の比較的身近にいる人の中で、唯一物理に関するしっかりした洞察力のある方にその話をしたところ、
「この電力会社の説明は熱力学的に間違ってはいない」旨を(式を使わず言葉で)理に適った説明をされ、そのときはほぼ納得いたしました。・・内容は忘れましたが・・(苦笑)

 しかし、やはり考え直すと、これでは第2種永久機関が作られてしまうから、どこかに誤りがある筈だと考え、リスクもありましたが見切り発車でこの事を記事にいたしました。


 そしたら思いもがけず邦明氏のご指摘、有難う御座います。
 なるほど、邦明氏の示されたヒートポンプの
熱収支とエントロピー収支の式から、投入する仕事に対する得られる熱量は・・・『得られる』と言う表現は語弊があります。『移る熱量』と言うべきでしょう。・・・移る熱量ははじめの温度と後の温度(低音と高温)によって、最高値が規制されますが、与えられた仕事量より多くの熱の移動が可能と言うことになりますね。
『与えられた仕事量より得られた熱量が多い』
と表現すると、エネルギー保存則に反しますが、
『与えた仕事の何倍かの熱を低温部から高温部に移動した』
と表現するなら、エネルギーの法則にはなんら反しません。後は熱力学の法則の問題です。

 邦明さんに質問した方の

>「エネルギーの拡大再生産」

とは、私の考える第2種永久機関と考えて宜しいですね?!
ヒートポンプの原理のプロパガンダを見ると、私だけでなくこういう疑問を持つ人は多い筈です。

そこで、邦明さんのご回答の部分に質問ですが、
「熱効率」は、技術的な問題であり、物理の基本的な法則ではないと考えます。その熱効率の問題で、この第2種永久機関を否定するのではなく、もっと根本的な部分で否定されなければならないと考えます。
 例えばエクセルギーという部分でしょうか?
 勿論、熱効率もはじめの温度と後の温度に規制されるのではないかと思いますが、
 高温側の熱量q1が、与えた(最小)仕事の何倍かという係数部分
 T1/(T1-T2) の逆数 (T1-T2)/T1 で規制されるファクターが根本的原理の上になければ、第2種永久機関の可能性を否定出来ないと考えますが、いかがでしょう?
 それは、ヒートポンプのエントロピー発生量の部分でしょうか?熱効率の部分でしょうか? 

ヒートポンプについて②
近藤邦明
 少し説明を追加させていただきます。

■例として、ヒートポンプに対して投入する仕事を熱機関によって得ることにします。仕事を得る熱機関の高温側と低温側の温度は、ヒートポンプの場合と同じ温度に設定します。

■この熱機関から得られる仕事は、
w={(T1-T2)/T1}q1-T2*gs
簡単のために、発生エントロピーをゼロとしてq1について解くと、仕事wを得るために必要な熱量は
q1={T1/(T1-T2)}w
となりますから、これはヒートポンプで得られる高温側の熱量と同じですから、熱機関、ヒートポンプの発生エントロピーを無視した場合、当然ですが、熱と仕事が等価で相互転化する、つまりエネルギーは増加も減少もしないことになります。
■実際にはエントロピーが発生しますから、プロセスを重ねるたびに利用できる有効なエネルギーは減少します。

■ただ、仕事をガソリンエンジンなどの熱化学機関で得る場合などは、熱機関の場合のように形式的には表せません。具体的なシステムを稼動させてみなければわからないということになりますが、おそらく永久機関は出来ないでしょう。


機関による熱効率は考慮しなくても完璧では?
雑草Z
近藤邦明さま 


 ご返答の追加説明有難う御座います。
随分と慎重に

>具体的なシステムを稼動させてみなければわからないということになりますが、おそらく永久機関は出来ないでしょう。

 と述べていらっしゃいますが、この表現では、永久機関の可能性もほんのチョットでも残っていると言うニュアンスですね?!。かんちゃん氏の偉大なる4代前のご先祖様や(少年時代の)私とご一緒に永久機関談義を致しましょうか?浮き浮きしますね。(笑)

 でも私はこの邦明氏のコメントを読んで、(残念ながら・・)永久機関の可能性は完全に消えたと証明されると考えます。

 先ず、
邦明さんがご提示されたヒートポンプの
<熱収支とエントロピー収支の式>
q2 + w = q1
q2/T2 + gs = q1/T1
は、ヒートポンプの範囲ではなく、一般の熱機関、さらにもっと広く、ある系の温度が変化した時の<熱収支とエントロピー収支の式>と言う事になりますね。(ヒートポンプ固有の考慮部分はありません)
そこで、
 ヒートポンプに加える仕事と記されている w ですが
これは厳密に言えば、

 ヒートポンプに与えられた仕事、つまりエコキュートのような電気エネルギーだろうが、(もっと効率がよいであろうと邦明氏が想定された)ガソリンエンジンなどの熱化学機関であろうが、このw は、
 (ヒートポンプをはじめに稼動する発動機関が発生したエネルギー)×(熱効率)
と言う事になるでしょう。即ち、この w は、熱効率を掛けられた後の正味のなされた仕事と言う事です。

 今論じていることは、ヒートポンプがエネルギーの拡大再生産を出来るか?つまり、第2種永久機関になり得るか?ということです。

 邦明さんのチョッとした勘違いだと思いますが、電気エネルギーが仕事をしようが、ガソリンエンジンなどの熱化学機関が仕事をしようが、そのエネルギーは先ず、ヒートポンプに与えられるわけですので、そこから先は、上記の
<熱収支とエントロピー収支の式>
が使われていい訳です。更に
「エネルギーの拡大再生産」の問題
ですから、その後は、邦明さんがコメント下さったところの
>この熱機関から得られる仕事は、
w={(T1-T2)/T1}q1-T2*gs
で全ての場合を表記して(規制して)いい訳です。

 だから、これで、エントロピーの発生がなくとも、エネルギーは拡大再生産はされない事に成りますね。
実際にはエントロピーが発生し、さらにそれぞれの機関の熱効率が掛けられる訳ですから、かなりの減衰で指数関数に近い形で仕事に使えるエネルギーは減衰していく訳です。

 と、言う事で邦明様のご示唆で完全に永久機関の可能性は消えたと考えますが、如何でしょう?

 有難う御座いました。 

熱化学機関から得られる仕事
近藤邦明
 熱化学機関から得られる仕事は
w=-(Δu-T2Δs+PΔv)-T2*gs
ここに、
Δuは熱化学機関に投入された空気と燃料の反応前後の内部エネルギーの変化量。
Δsは熱化学機関に投入された空気と燃料の反応前後のエントロピーの変化量。
Δvは熱化学機関に投入された空気と燃料の反応前後の体積の変化量。
Pは大気圧。
T2は排気温度。
(以上、槌田『熱学外論』p68)
となりますので、動力として熱機関を用いた場合と異なり、単純にヒートポンプから得られる熱量と明示的に比較する事は困難だと考えます。


議論が噛み合っていませんね?
雑草Z
 近藤邦明 さま

 今回、邦明氏が議論されている事は、毎回動力源として、熱化学機関を使っている場合と思われます。
邦明さんのはじめのコメント[2007/10/10(Wed) 08:28]の

>「ヒートポンプを使って発電すればエネルギーの拡大再生産になるのではないか」

と質問された方に対して、

>第2種永久機関と考えて宜しいですね?!

と、こちらでは断りましたが、[2007/10/10(Wed) 23:08]

論点はそこから違っているのではありませんか?

ヒートポンプの永久運動機関の可能性の事を論じているのであります。はじめのヒートポンプの動力源は、本質的な問題ではないと考えます。[2007/10/11(Thu) 20:03]で理由については述べました。

先に述べたように、
「拡大再生産、第2種永久機関の可能性」
という意味に置いて、はじめに導入したエネルギーは、なんでも、途中から投入エネルギーは、その機関自体が生み出したエネルギーでなければ永久機関と言えない筈ですが、
邦明さんは違う議論をされていますね?

即ち、ガソリンエンジンなどの熱化学機関でヒートポンプにエネルギーを投入し続け、そのヒートポンプが得た(『発生』したのではなく『移動』した)エネルギーで、投入したエネルギー以上の仕事を出来るか?ということですよね?

 それも「永久機関」ならずとも「拡大再生産」とは捉えられますね!

で、そこはエクセルギーの概念で論じる部分でしょうが、
計算が面倒とか実際に稼動させるかとか言う話の前に、永久運動機関にならないファクターが存在しなければならないと思うわけです。・・・邦明氏の提示された式をみるとそうも行かないということですか?それが、「熱力学の法則」と言えば一言で終わりますが・・・(苦笑)   

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2007/10/09(Tue) 01:23 |   |  #[ 編集]
技術開発のありかた
経済成長を是とする世の中において、地球への負荷は
・エコキュートは電気温水器よりはマシ。
・ガソリン車よりも、ハイブリッドカーのほうがマシ。
・ブラウン管テレビよりも液晶テレビのほうがマシ。
と言えるかと思います。
そう考えると、経済成長を否定する世の中を作るのは
難しいので、「技術者は自分の生計を立てるために
環境破壊と知りつつも、せめてもの努力をしているんです。」
と弁護しようかと思ったのですが、
以下の事例のとおり、そういうわけでも無いのですね。

例1:
ガソリン車をハイブリッド車にしたが、
燃費向上のための技術としてはあまり使わず、
加速性能の向上のために使った。
(これはメーカー内でも論議があったらしいですが)

例2:
ブラウン管を液晶にすることで消費電力が減る。
しかし、画面を大きくしたので結局消費電力が増えた。

結局技術は環境破壊にしか使われていないと思うと
腹立たしくて仕方が無いです。

私が、テレビメーカーの社長なら
「私たちは地球温暖化に加担しないため、他社のように
むやみに大画面化を進めるのをやめました。本当はxxインチで
十分ですよね。つつましやかに暮らしましょう」
くらいのCMは打つのですが。

テレビメーカーの社長様、あなた方は環境破壊をしているのです。
せめて大画面化を進めるのは止めてください。
2007/10/09(Tue) 18:06 | URL  | mao #-[ 編集]
永久運動機関といえば・・・
雑草さんも永久運動機関を夢想されたことがあるのですね。実は私の家系をさかのぼると4代前のご先祖様がこれの研究にのめりこんで田畑・山林の全てが抵当に入ってしまい、危うく破産しかけたそうです(笑)。私の爺様、つまりご先祖様の孫から子供の頃散々聞かされたものです。時代は明治40年前後かと思いますので、すでに自動車は発明されていたのではないかと。その動力源は巨大な振り子でした。残された図面を見ると荷車の中央にそれが設置され、沢山の歯車をへて車輪へ動力が伝わるようになっています。とても精緻な図面で眺めているうちに本当に動くのではないかという気がしてきます。専属の指物大工を一人雇い納屋に住み込みさせて約1年頑張ったそうですが、当然のことながらモノにならなかったそうです。ご先祖様は不慮の事故が元で亡くなったのですが、死ぬ間際に夢の中でその車が家の前の道路を快走しているのを見たそうです。この人はなかなかの社会事業家で、私財をなげうって村のために溜池を作ったりしており、永久動力機関を思い立ったのも村から広島市まで米を運ぶ苦労を少しでも楽にしたいとの思いからだったそうです。
今も蔵の片隅に木で作られた歯車の一部が残っています。
2007/10/09(Tue) 21:52 | URL  | かんちゃん #-[ 編集]
そのようなCMを打つ社長がいれば
maoさま


現在、「環境にいい製品」と言うのは、物を売る為の企業戦略になっています。
「環境にいい製品に買い換よう!」という言葉は非常に胡散臭い言葉です。
 おっしゃるように、実際には環境負荷が増える場合も多いし、古い製品の廃棄の問題もあります。
 本当に環境のことを考えるなら、mao氏のおっしゃるように、
「むやみに大画面化を進めるのをやめました。」
くらいのCMを打って欲しいですね。本当に社会の事を考えるそんな会社があれば素敵です。
しかし、熾烈な生き残りをかけた自由競争社会では、決断は難しいでしょう・・・消費者の意識が高まれば可能ですね。やはり社会の仕組みの問題もあります。
 それでも、そこを乗り越えてそんな会社が沢山現れて欲しいものです。 
2007/10/10(Wed) 06:50 | URL  | 雑草Z #SAV8FvZY[ 編集]
ヒートポンプについて
 ヒートポンプについて、「ヒートポンプを使って発電すればエネルギーの拡大再生産になるのではないか」という質問を受けたことがあります。
 確かに、ある条件下のヒートポンプは投入仕事よりも多くの熱エネルギーを供給できます。一般的に大気温度との差の小さい熱の供給・除熱では大きな効果を生みます。正にこれがエアコンですね。
 しかし、それを発電装置として使うことで電力を拡大再生産できるかといえば、現実的には不可能です。以下、その方に対する回答のメールです。御参考まで。

■ヒートポンプの熱収支とエントロピー収支は以下の通りです。
q2 + w = q1
q2/T2 + gs = q1/T1
ここに、
q2,T2 :低温側の熱量及びその温度
q1,T1 :高温側の熱量及びその温度
gs  :ヒートポンプのエントロピー発生量
w   :ヒートポンプに加える仕事

■低温熱から高温熱を取り出す場合は、上の2式からq2を消去して、
q1 = {T1/(T1-T2)}(w-T2*gs)
となります。さて、ヒートポンプから得られる高温熱エネルギーq1は、仮にヒートポンプにおけるエントロピー発生をゼロとすると、
q1 = {T1/(T1-T2)}w
となります。暖房程度を考えれば、外気温度(=低温側温度)T2=0℃=273K、室内暖房温度(=高温側温度)T1=28℃=301Kだとすると、
q1 = {301/(301-273)}w = 10.75w
つまり、ヒートポンプに投入した仕事の10.75倍の熱量が得られることになります。

■さて、ヒートポンプで得た高温熱を熱機関の熱源として発電することを考えます。熱機関の効率は高温熱源と低温の廃熱の温度差が大きいほど高くなります。例えば、現行の火力発電程度の効率を得るためには、高温熱源の温度は数100℃にすることが必要でしょう。例えば、高温熱源の温度をT1 = 300℃ = 573K にすることを考えます。ヒートポンプの低温熱側はT2 = 20℃ = 293K としますと、
q1 = {573/(573-293)}w = 2.0w
となります。

■ヒートポンプに投入する仕事をどのように得るかによって異なりますが、ガソリンエンジンを用いた場合にしろ、石油火力発電~電動機にしろ、これでは投入した熱エネルギーを回収することすら困難です(熱効率は0.3程度でしょう。)。実際には、ヒートポンプにおけるエントロピーの生成gsはかなり大きく、どう大きめに見積もってもq1はwと大きな違いは無く、到底投入熱量を回収することは不可能です。さらに変換プロセスが冗長となるため、システムの製造、運転などに投入される鉱物資源量も大きくなると考えられます。
2007/10/10(Wed) 08:28 | URL  | 近藤邦明 #-[ 編集]
ドキュメンタリーや映画にしたいお話です
  かんちゃん さま


 実際の製作とまでは行かなかったまでも、永久運動機関を夢見た少年にとって、かんちゃん氏の4代前のご先祖様のお話は、非常に感慨深いものがあります。
 永久機関の事だけでなく、溜池のお話も含め、大変ロマンを持った社会派の方だったのですね。図面が残っているところも凄いですよ!!
 その方の軌跡を追ってみたいものです。かんちゃん氏は、その方についてもっと色々ご存知でしょう。お時間があれば、是非とも教えて欲しいですね。
ドキュメンタリー番組や映画として見てみたいですね。


 当方は、主に磁石とてこを使った永久回転車(水車、風車のように軸に固定された車)などのアイディアの図をへたくそに子供用の理科ノートにいくつか描いていきましたが、そのノートも今はもうどこにあるのかわかりません。とっくの昔に紛失です。ひょんなところから見つかったら面白いですね。

 数年前、「ブナを守る会」の集まりで、東京へ行って永久運動機関を見てきたという方からその図面を見せてもらいましたら、私の考えた磁石を使った永久機関のひとつと原理が似ていました。実際エネルギーを生む筈の無いその機関を製作者は、電気を使って動かして見せて、入力電力より、沢山のエネルギーを生み出したと電流計などで証拠を見せ、見ていた人々を信用させたということです。(私に紹介してくれた方も信用しきっていました・・笑)そして、そのエネルギーは、宇宙空間のエネルギーを取り出していると説明したそうです。・・ここまで言うと詐欺、ペテン師というよりも、パラノイアですかね?!兎も角、ニセ科学の典型です。


 私の話に戻りますと、第1種永久機関は無理かと感じ始めた私は(笑)高校に入って、エントロピーの概念を知り、そこから第2種永久運動機関を作ろうと考えました。ブラウン運動は、熱運動をより大きな粒子の運動に変換したのだから、その手法の繰り返しで第2種永久運動機関を作ろうなどと考えました・・・実際は、運動量自体を考えれば、ブラウン運動は熱運動を有効に取り出したとは言えないのですが・・・(笑)

 話が長くなりそうですので、今回はここまでに致しますが、
いつか機会があれば、是非かんちゃん氏のご先祖様のお話の続きをお聞かせ願いたいものです。非常に興味のある人物です。
永久機関談義もしたいものです。・・

 大変いいお話をお聞かせ戴き有難う御座います。遠い日の少年時代のワクワク・・の感覚を思い出しました。
2007/10/10(Wed) 17:46 | URL  | 雑草Z #SAV8FvZY[ 編集]
ご指摘有難う御座います
 近藤邦明さま


 私は、以前、このヒートポンプの原理を電力会社のHPのエコキュートのところで見て、それは、「熱力学の法則に反する。」と瞬間的に感じました。
http://www.chuden.co.jp/electrify/ecocute/index1.html
などです。
 そして、私の比較的身近にいる人の中で、唯一物理に関するしっかりした洞察力のある方にその話をしたところ、
「この電力会社の説明は熱力学的に間違ってはいない」旨を(式を使わず言葉で)理に適った説明をされ、そのときはほぼ納得いたしました。・・内容は忘れましたが・・(苦笑)

 しかし、やはり考え直すと、これでは第2種永久機関が作られてしまうから、どこかに誤りがある筈だと考え、リスクもありましたが見切り発車でこの事を記事にいたしました。


 そしたら思いもがけず邦明氏のご指摘、有難う御座います。
 なるほど、邦明氏の示されたヒートポンプの
熱収支とエントロピー収支の式から、投入する仕事に対する得られる熱量は・・・『得られる』と言う表現は語弊があります。『移る熱量』と言うべきでしょう。・・・移る熱量ははじめの温度と後の温度(低音と高温)によって、最高値が規制されますが、与えられた仕事量より多くの熱の移動が可能と言うことになりますね。
『与えられた仕事量より得られた熱量が多い』
と表現すると、エネルギー保存則に反しますが、
『与えた仕事の何倍かの熱を低温部から高温部に移動した』
と表現するなら、エネルギーの法則にはなんら反しません。後は熱力学の法則の問題です。

 邦明さんに質問した方の

>「エネルギーの拡大再生産」

とは、私の考える第2種永久機関と考えて宜しいですね?!
ヒートポンプの原理のプロパガンダを見ると、私だけでなくこういう疑問を持つ人は多い筈です。

そこで、邦明さんのご回答の部分に質問ですが、
「熱効率」は、技術的な問題であり、物理の基本的な法則ではないと考えます。その熱効率の問題で、この第2種永久機関を否定するのではなく、もっと根本的な部分で否定されなければならないと考えます。
 例えばエクセルギーという部分でしょうか?
 勿論、熱効率もはじめの温度と後の温度に規制されるのではないかと思いますが、
 高温側の熱量q1が、与えた(最小)仕事の何倍かという係数部分
 T1/(T1-T2) の逆数 (T1-T2)/T1 で規制されるファクターが根本的原理の上になければ、第2種永久機関の可能性を否定出来ないと考えますが、いかがでしょう?
 それは、ヒートポンプのエントロピー発生量の部分でしょうか?熱効率の部分でしょうか? 
2007/10/10(Wed) 23:08 | URL  | 雑草Z #SAV8FvZY[ 編集]
ヒートポンプについて②
 少し説明を追加させていただきます。

■例として、ヒートポンプに対して投入する仕事を熱機関によって得ることにします。仕事を得る熱機関の高温側と低温側の温度は、ヒートポンプの場合と同じ温度に設定します。

■この熱機関から得られる仕事は、
w={(T1-T2)/T1}q1-T2*gs
簡単のために、発生エントロピーをゼロとしてq1について解くと、仕事wを得るために必要な熱量は
q1={T1/(T1-T2)}w
となりますから、これはヒートポンプで得られる高温側の熱量と同じですから、熱機関、ヒートポンプの発生エントロピーを無視した場合、当然ですが、熱と仕事が等価で相互転化する、つまりエネルギーは増加も減少もしないことになります。
■実際にはエントロピーが発生しますから、プロセスを重ねるたびに利用できる有効なエネルギーは減少します。

■ただ、仕事をガソリンエンジンなどの熱化学機関で得る場合などは、熱機関の場合のように形式的には表せません。具体的なシステムを稼動させてみなければわからないということになりますが、おそらく永久機関は出来ないでしょう。
2007/10/11(Thu) 09:16 | URL  | 近藤邦明 #-[ 編集]
機関による熱効率は考慮しなくても完璧では?
近藤邦明さま 


 ご返答の追加説明有難う御座います。
随分と慎重に

>具体的なシステムを稼動させてみなければわからないということになりますが、おそらく永久機関は出来ないでしょう。

 と述べていらっしゃいますが、この表現では、永久機関の可能性もほんのチョットでも残っていると言うニュアンスですね?!。かんちゃん氏の偉大なる4代前のご先祖様や(少年時代の)私とご一緒に永久機関談義を致しましょうか?浮き浮きしますね。(笑)

 でも私はこの邦明氏のコメントを読んで、(残念ながら・・)永久機関の可能性は完全に消えたと証明されると考えます。

 先ず、
邦明さんがご提示されたヒートポンプの
<熱収支とエントロピー収支の式>
q2 + w = q1
q2/T2 + gs = q1/T1
は、ヒートポンプの範囲ではなく、一般の熱機関、さらにもっと広く、ある系の温度が変化した時の<熱収支とエントロピー収支の式>と言う事になりますね。(ヒートポンプ固有の考慮部分はありません)
そこで、
 ヒートポンプに加える仕事と記されている w ですが
これは厳密に言えば、

 ヒートポンプに与えられた仕事、つまりエコキュートのような電気エネルギーだろうが、(もっと効率がよいであろうと邦明氏が想定された)ガソリンエンジンなどの熱化学機関であろうが、このw は、
 (ヒートポンプをはじめに稼動する発動機関が発生したエネルギー)×(熱効率)
と言う事になるでしょう。即ち、この w は、熱効率を掛けられた後の正味のなされた仕事と言う事です。

 今論じていることは、ヒートポンプがエネルギーの拡大再生産を出来るか?つまり、第2種永久機関になり得るか?ということです。

 邦明さんのチョッとした勘違いだと思いますが、電気エネルギーが仕事をしようが、ガソリンエンジンなどの熱化学機関が仕事をしようが、そのエネルギーは先ず、ヒートポンプに与えられるわけですので、そこから先は、上記の
<熱収支とエントロピー収支の式>
が使われていい訳です。更に
「エネルギーの拡大再生産」の問題
ですから、その後は、邦明さんがコメント下さったところの
>この熱機関から得られる仕事は、
w={(T1-T2)/T1}q1-T2*gs
で全ての場合を表記して(規制して)いい訳です。

 だから、これで、エントロピーの発生がなくとも、エネルギーは拡大再生産はされない事に成りますね。
実際にはエントロピーが発生し、さらにそれぞれの機関の熱効率が掛けられる訳ですから、かなりの減衰で指数関数に近い形で仕事に使えるエネルギーは減衰していく訳です。

 と、言う事で邦明様のご示唆で完全に永久機関の可能性は消えたと考えますが、如何でしょう?

 有難う御座いました。 
2007/10/11(Thu) 20:03 | URL  | 雑草Z #SAV8FvZY[ 編集]
熱化学機関から得られる仕事
 熱化学機関から得られる仕事は
w=-(Δu-T2Δs+PΔv)-T2*gs
ここに、
Δuは熱化学機関に投入された空気と燃料の反応前後の内部エネルギーの変化量。
Δsは熱化学機関に投入された空気と燃料の反応前後のエントロピーの変化量。
Δvは熱化学機関に投入された空気と燃料の反応前後の体積の変化量。
Pは大気圧。
T2は排気温度。
(以上、槌田『熱学外論』p68)
となりますので、動力として熱機関を用いた場合と異なり、単純にヒートポンプから得られる熱量と明示的に比較する事は困難だと考えます。
2007/10/11(Thu) 23:13 | URL  | 近藤邦明 #-[ 編集]
議論が噛み合っていませんね?
 近藤邦明 さま

 今回、邦明氏が議論されている事は、毎回動力源として、熱化学機関を使っている場合と思われます。
邦明さんのはじめのコメント[2007/10/10(Wed) 08:28]の

>「ヒートポンプを使って発電すればエネルギーの拡大再生産になるのではないか」

と質問された方に対して、

>第2種永久機関と考えて宜しいですね?!

と、こちらでは断りましたが、[2007/10/10(Wed) 23:08]

論点はそこから違っているのではありませんか?

ヒートポンプの永久運動機関の可能性の事を論じているのであります。はじめのヒートポンプの動力源は、本質的な問題ではないと考えます。[2007/10/11(Thu) 20:03]で理由については述べました。

先に述べたように、
「拡大再生産、第2種永久機関の可能性」
という意味に置いて、はじめに導入したエネルギーは、なんでも、途中から投入エネルギーは、その機関自体が生み出したエネルギーでなければ永久機関と言えない筈ですが、
邦明さんは違う議論をされていますね?

即ち、ガソリンエンジンなどの熱化学機関でヒートポンプにエネルギーを投入し続け、そのヒートポンプが得た(『発生』したのではなく『移動』した)エネルギーで、投入したエネルギー以上の仕事を出来るか?ということですよね?

 それも「永久機関」ならずとも「拡大再生産」とは捉えられますね!

で、そこはエクセルギーの概念で論じる部分でしょうが、
計算が面倒とか実際に稼動させるかとか言う話の前に、永久運動機関にならないファクターが存在しなければならないと思うわけです。・・・邦明氏の提示された式をみるとそうも行かないということですか?それが、「熱力学の法則」と言えば一言で終わりますが・・・(苦笑)   
2007/10/12(Fri) 00:25 | URL  | 雑草Z #SAV8FvZY[ 編集]
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