Храповик собачка: Глава 46 ХРАПОВИК И СОБАЧКА. 4a. Кинетика. Теплота. Звук [calibre 0.8.45]

§ 2. Храповик как машина

Пойдем
дальше. Рассмотрим другой пример:
температура вертушки T₁,
а температура храповика Т₂;
T₂
меньше
Т_1.
Так
как храповик холодный и флуктуации
собачки сравнитель­но редки, ей теперь
очень трудно раздобыть энергию .
Но из-за того, что вертушка горячая, она
часто получает энергию ,
и наше устройство начнет, как и задумано,
вертеться в одну сторону.

Посмотрим-ка,
удастся ли нам теперь поднимать грузы.
Привяжем к барабану нить и привесим к
ней грузик вроде нашей блошки. Пусть L
будет
момент, создаваемый грузом. Если мо­мент
L
не
очень велик, наша машина груз поднимет,
так как из-за броуновских флуктуации
повороты в одну сторону веро­ятнее,
чем в другую. Определим, какой вес мы
сможем поднять, как быстро он будет
подниматься и т. д.

Сперва
рассмотрим движение вперед, для которого
храповик и предназначен. Сколько энергии
нужно занять у вертушки, чтобы продвинуться
на шаг? Чтобы поднять собачку, нужна
энер­гия .
Чтобы повернуть храповик на угол 
против момента L,
нужна
энергия L.
Всего
нужно занять энергию +L.
Вероят­ность
заполучить ее равна ехр[-(+L)/kT₁.
В
действитель­ности дело не только в
самой этой энергии, но и в том, сколько,
раз в секунду она окажется в нашем
распоряжении. Вероят­ность в секунду
только пропорциональна ехр[-(+L)/kT₁];
обозначим
коэффициент пропорциональности 1/
(он в конце выкладок выпадет). После
каждого шага вперед совершенная над
грузом работа есть L.
Энергия,
взятая у вертушки, равна +L.
Энергией

наматывается нить, затем следует: щелк,
щелк, клингенкланггеклунген…, и энергия
переходит в тепло, Вся одолженная энергия
идет на то, чтобы поднять блошку и
собачку, которая потом падает и отдает
тепло другой стороне (храповику).

Рассмотрим
теперь случай обратного вращения. Что
проис­ходит здесь? Чтобы храповик
повернулся назад, надо лишь снабдить
собачку такой энергией, чтоб ей хватило
сил подняться и пропустить храповик.
Эта энергия по-прежнему равна .
Вероятность (в пересчете на секунду)
того, что собачка подни­мется на нужную
высоту, теперь равна (1/)ехр(-/kT₂).
(Множитель
пропорциональности тот же, но в показателе
стоит kT₂
из-за
того, что температура иная.) Когда это
случается, т. е. зубчатка проскальзывает
назад, работа уже высвобождается
(высвободился один зубец, а вместе с ним
и работа L).
Энергия,
взятая у системы храповик — собачка,
есть ,
а энергия, пере­данная газу на другом
конце оси при температуре T₁,
есть L+.
Это
тоже легко понять. Положим, что собачка
поднялась сама собой за счет флуктуации.
Когда она упадет и пружинка ударит ее
по зубцу, возникнет сила, стремящаяся
повернуть зубчатку, ведь плоскость-то,
о которую ударилась собачка, наклонная.
Эта сила производит работу; то же можно
сказать о весе грузика. Обе силы
суммируются, и вся медленно высво­бождаемая
энергия появляется в виде тепла на той
стороне, где вертушка. (Конечно, так и
должно быть по закону сохра­нения
энергии, но мы обязаны осторожно продумать
все на­сквозь!)

Мы замечаем, что
все эти энергии в точности те же, что и
раньше, только переставлены. Итак, смотря
по тому, какое из отношений больше,
грузик либо медленно поднимается, либо
медленно опускается. Конечно, на самом
деле он непрерывно ходит туда-сюда,
покачивается, но мы говорим об усредненном
поведении.

Положим,
что при определенном весе вероятности
окажутся равными. Тогда привесим к нити
бесконечно легкий грузик. Весь груз
медленно пойдет вниз, и машина будет
совершать работу, энергия будет
откачиваться от храповика и пересылаться
вертушке.
Если же убрать часть груза, неравновесность
переки­нется на другую сторону. Груз
поднимается, тепло отбирается от вертушки
и поставляется шестерне. Мы попадаем в
условия обратимого цикла Карно благодаря
тому, что груз выбран как раз так, чтобы
обе вероятности были равны. Это условие
таково: (+L)/T₁=/T₂.
Пусть
машина медленно тянет груз вверх.

Таблица
46.1 • ОПЕРАТИВНАЯ
СВОДКА ДЕЙСТВИЙ ХРАПОВИКА И СОБАЧКИ

Энергия
Q_l
отбирается
от лопастей, а энергия Q₂
доставляется
шестерне, и эти энергии находятся в
отношении (+L)/.
Когда
мы опускаем груз, то опять Q₁/Q₂=(+L)/.
Итак
(табл. 46.1), мы имеем

Q₁/Q₂=T₁/T₂.
Далее,
полученная работа относится к энергии,
взятой у вер­тушки, как L
к
L+,
т.
е. как (T₁-Т₂)/Т₁.
Мы
видим, что наше устройство, работая
обратимо, ни за что не сможет высо­сать
работы больше, чем позволяет это
отношение. Это тот вывод, которого мы и
ожидали на основе доказательства Карно,
а од­новременно и главный результат
этой лекции.

Однако мы можем
использовать наше устройство, чтобы
по­нять еще кое-какие явления, даже
неравновесные, лежащие вне области
применимости термодинамики.

Давайте
подсчитаем теперь,как
быстро наш
односторонний механизм будет вращаться,
если все его части одинаково нагре­ты,
а к барабану подвешен грузик. Если мы
потянем чересчур сильно, могут произойти
любые неприятности. Собачка соскользнет
вдоль храповика, пружинка лопнет или
еще что-нибудь случится. Но предположим,
мы тянем так осторожно, что все работает
гладко. В этих условиях верен
вышеприведен­ный анализ вероятностей
поворота храповика вперед или назад, и
нужно только учесть равенство температур.
С каждым скач­ком валик поворачивается
на угол 9, так что угловая скорость равна
величине 9, помноженной на вероятность
одного из этих скачков в секунду. Ось
поворачивается вперед с вероятностью
(1/)ехр[-+L)/kT],
а
назад она поворачивается с вероят­ностью
(1/)ехр(-/kT).
Угловая
скорость равна

График
зависимости 
от L
показан
на фиг. 46.2.

Фиг. 46.2. Угловая
скорость храповика как функция
враща­тельного момента.

Мы
видим, что, когда L
положительно,
результат один, когда отрицательно —
совсем другой. Если L
растет,
будучи положительным, что бывает, когда
мы хотим повернуть храповик назад,
скорость вра­щения назад близка к
постоянной величине. А когда L
стано­вится
отрицательным, 
поистине «рвется вперед», так как у 
показатель
степени огромен! Таким образом, угловая
скорость, вызываемая действием разных
сил, весьма несимметрична.
Пойти
в одну сторону легко: мы получаем большую
угловую скорость от маленькой силы. Идя
в обратную сторону, мы можем прило­жить
много усилий, а вал все же будет двигаться
еле-еле.

Такое
же положение возникает в электрическом,
выпрямите­ле. Вместо
силы там имеется электрическое поле, а
взамен
угловой
скорости — сила тока. Для выпрямителя
напряжение тоже не пропорционально
сопротивлению, наблюдается та же
несимметричность. Анализ, проделанный
нами для механиче­ского выпрямителя,
годится и для электрического. Вид
полу­ченной выше формулы типичен для
зависимости пропускной способности
выпрямителя от напряжения.

Уберем
теперь все грузики и обратимся к
первоначальному механизму. Если бы Т₂
было
меньше Т₁,
храповик
вертелся бы вперед. Этому поверит любой.
Но вот во что трудно поверить сразу, так
это в обратное. Если T₂
больше
T₁,
храповик вращает­ся назад! Динамический
храповик с избытком теплоты внутри
вертится назад, потому что собачка
храповика отскакивает. Если собачка в
какой-то момент находится на наклонной
пло­скости, она толкает эту плоскость
в сторону подъема. Но это происходит
все
время, ведь
если случится, что собачка подни­мется
достаточно высоко, чтобы проскочить
край зубца, она окажется на новой
наклонной плоскости. Словом, горячие
храповик с собачкой идеально приспособлены
для вращения в сторону, обратную той, в
какую им первоначально предназна­чено
было вертеться!

Как бы хитроумно
мы ни сконструировали «однобокий»
ме­ханизм, при равенстве температур
он не захочет вертеться в одну сторону
чаще, чем в другую. Когда мы смотрим на
него, он может поворачиваться либо туда,
либо сюда, но при продол­жительной
работе ему никуда не уйти. Тот факт, что
он не уйдет никуда, на самом деле
фундаментальный, глубокий принцип; все
в термодинамике покоится на нем.

Собачка — храповик — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Cтраница 1

Собачка храповика может иметь форму, показанную на фиг.
 [1]

Диаметр оси собачки храповика определяется по формуле ( 96) при [ ииз ] 300 кг смг ( сталь 45) и а — 5 мм ( см. фиг.
 [2]

В случае износа конца собачки храповика собачку заменяют новой в следующей последовательности: снимают конец пружины собачки с пальца; пропиливают паз валика ротора и снимают пружину; срубают головку оси собачки храповика, выбивают ось, снимают шайбу, рычаг и собачку; совмещают отверстия рычага новой собачки и корпуса, надевают шайбу на новую ось, вставляют ее в совмещенные отверстия и расклепывают. Затем устанавливают конец пружины собачки в паз оси и раскерни-вают последний. Второй палец пружины заводят за палец собачки храповика. После сборки храповик и собачка должны лежать в одной плоскости.
 [3]

Ослабленные заклепки крепления рычага собачки храповика к корпусу подтягивают так, чтобы обеспечить свободное вращение рычага.
 [4]

Для опускания стрелы необходимо выключить собачку храповика, вытянув кольцо рычага 10 из трубки, и повернуть его поперек прорези.
 [5]

При наличии облома или уменьшении упругости пружины собачки храповика ее заменяют новой в следующей последовательности: снимают конец пружины с пальца; пропиливают паз валика ротора и снимают пружину. Затем устанавливают конец новой пружины в паз оси, раскернивают и заводят второй конец пружины за палец собачки храповика.
 [6]

После установки стрелы в нужное положение включают собачку храповика и устанавливают кольцо в прежнее положение.
 [7]

На станках, где поперечная подача осуществляется прерывисто, собачка храповика устанавливается на поворот на определенное количество зубьев, в зависимости от выбранной величины подачи.
 [8]

При подъеме лебедкой надлежит следить за тем, чтобы собачка храповика лебедки была с ним сцеплена. При подъеме опор вблизи дорог необходимо принимать меры, чтобы подъемные тросы и расчалки не были повреждены проходящим транспортом.
 [9]

Неудобство незамкнутых тормозов заключается в том, что для опускания груза необходимо от руки откинуть собачку храповика при одновременном нажатии на тормозной рычаг.
 [10]

При наличии облома или уменьшении упругости пружины поступают следующим образом: снимают конец пружины с выступа собачки храповика; пропиливают паз оси собачки храповика и снимают пружину.
 [11]

При наличии люфта опиливают край торца кругом со стороны храповика, снимают конец пружины с выступа собачки храповика, выбивают ротор и снимают храповик.
 [12]

Устанавливают храповик и расклепывают торец ротора, обеспечив свободное вращение последнего, и заводят конец пружины за выступ собачки храповика. После сборки ротор должен вращаться свободно, без заеданий.
 [14]

Груз реечным домкратом может быть поднят на высоту до 450 мм и в этом положении удерживается от опускания собачкой храповика, насаженного на вал рукоятки.
 [15]

Страницы:  

   1

   2

   3

5 звезд после краш-тестов | Lucky Kennel

Полная комплектация самыми важными функциями без потери веса. Lucky Kennel Large — первая клетка, получившая 5 звезд при краш-тестах Центра безопасности домашних животных* для собак весом до 110 фунтов. Она с гордостью сделана в США.

Благодаря запатентованной конструкции эта будка прочная и в то же время достаточно легкая, чтобы любой член семьи мог легко ее перемещать. Дверь, изготовленная методом литья под давлением, имеет быстросъемную конструкцию, позволяющую перевернуть дверь за считанные секунды. Кроме того, запирающая защелка весла защитит вашу собаку, и для ее открывания требуется только одна рука. Специально расположенные вентиляционные отверстия обеспечивают прохладу вашей собаке в жаркие дни, а наклонный пол приподнят, чтобы отводить воду от вашей собаки в дренажные каналы с каждой стороны конуры. Сливные отверстия расположены в удобном месте для быстрой и легкой очистки. Несколько конур можно сложить для удобства хранения. Другие особенности включают в себя: встроенные крепления с порошковым покрытием, нескользящие резиновые ножки и прочные ручки для подъема.

• 5 звезд по результатам краш-тестов Центра безопасности домашних животных
• Единственная будка для собак весом до 110 фунтов
• Пара конюшен с комплектом ремней Lucky Ratchet
• Запатентованная* цельная литая будка
• Прочный, но легкий — всего 45 фунтов
• Разработан для максимальной прочности
• Место для персональной таблички 
• Литая реверсивная дверь
• Угловые стопорные штифты для дополнительной безопасности
• Запирающая защелка
• Легко очищаемые сливные отверстия
• Стяжки с порошковым покрытием
• Нескользящие резиновые ножки
• Ручки для подъема тяжелых грузов
• Хорошая вентиляция для жарких дней
• Фурнитура из нержавеющей стали

Внешние размеры: 38″ Д x 24″ Ш x 29″ В
Внутренние размеры: 35,75″ Д x 22″ Ш x 26,5″ В

*ЗАПАТЕНТОВАН #D907,304

*Для получения дополнительной информации о краш-тестах Центра безопасности домашних животных нажмите здесь.

Lucky Kennel имеет пожизненную гарантию на все производственные дефекты. Требуется подтверждение покупки, и гарантия действительна только для первоначального покупателя. Клиент должен связаться с Lucky Duck напрямую по телефону или электронной почте, чтобы обсудить потенциальную проблему с гарантией и получить номер разрешения на возврат, если применимо. Поврежденный продукт должен быть возвращен непосредственно в Lucky Duck за счет покупателя. На основании решения Lucky Duck, если действует гарантия, Lucky Duck отремонтирует или заменит будку и/или ее компоненты бесплатно для покупателя. Затем Lucky Duck бесплатно отправит отремонтированную или замененную будку покупателю.

Гарантия НЕ включает:
— Повреждения в результате неправильного использования, неправильного использования или небрежного обращения
— Износ, связанный с домашними животными, включая жевание и царапание
— Нормальный износ, такой как выцветание, обесцвечивание и небольшая деформация
-Переделки или модификации питомника
— Ущерб, связанный с ударом в результате несчастного случая или другого события
— Ущерб, вызванный любым стихийным бедствием
-Используется для любых целей, для которых он не был предназначен

Служба поддержки клиентов Lucky Duck: 715-338-3183 или customerservice@luckyduck. com

Иракский щенок, усыновленный солдатом по пути в США

Весь мир

Иракский щенок, усыновленный американским солдатом, но первоначально заблокированный военными для поездки в Соединенные Штаты, наконец-то находится на пути к своему новому дому.

Майк Белл, сотрудник частной охранной фирмы, ведет иракскую собаку по кличке Рэтчет в международном аэропорту Багдада, Ирак, в воскресенье. : Ассошиэйтед Пресс

У иракского щенка Рэтчета наконец-то наступил день.

Группа спасения животных прилетела в Багдад в воскресенье и забрала собаку, которую приютил армейский спецназ. 28-летняя Гвен Беберг из Миннеаполиса в деле, в котором освещались военные правила, запрещающие военнослужащим ухаживать за домашними животными в Ираке.

Рэтчет был загружен на чартерный рейс, который вылетел в воскресенье вечером в Кувейт. Он должен прибыть в Миннесоту на этой неделе.

Это была третья попытка операции «Багдадские щенки» вывезти Рэтчет из страны от имени Беберг, которая говорит, что не смогла бы пережить 13-месячную командировку без ласковой дворняжки.

В мае она и еще один солдат спасли щенка из горящей кучи мусора.

Рэтчет привлекает международное внимание
Стремление Беберга заполучить собаку привлекло международное внимание. Более 65 000 человек от Иллинойса до Италии подписали онлайн-петицию, призывающую армию отпустить щенка в Соединенные Штаты.

Американские военные заявили, что собака может уйти, но американские войска не могут нести ответственность за ее транспортировку.

«Мы рады, что SPCA организовало его безопасную поездку в США, мы надеемся, что он проживет там долгую, счастливую и плодотворную жизнь», — сказал военный представитель подполковник Пол Свергош.

Сначала Беберг пыталась отправить его с военным конвоем со своей базы к югу от Багдада в аэропорт для встречи 1 октября. Но игривая черная собака с белым оттенком на носу, груди и лапах, как сообщается, была конфискована армейским офицером и отправлена ​​обратно.

На этой фотографии, предоставленной Обществом по предотвращению жестокого обращения с животными, армейский сержант. Гвен Беберг из Миннеаполиса вместе с Рэйчет, щенком, которого она и еще один солдат спасли из горящей кучи мусора в Ираке. Правила Министерства обороны запрещают солдатам Центрального командования США заводить домашних животных. Сейчас почти 10 000 человек подписали онлайн-петицию, призывающую армию разрешить Бебергу принести щенка домой. (AP Photo/SPCA) SPCA

Багдадские щенки, американская программа спасения, проводимая Международным обществом по предотвращению жестокого обращения с животными, в среду предприняли еще одну попытку, но не смогли доставить Рэтчета на рейс, который вместо этого взлетел с шестью другими собаками.

В воскресенье частная охранная фирма забрала Рэтчета с небольшой базы, посадила в переноску и отвезла в аэропорт на западной окраине Багдада.

Координатор Baghdad Pups Терри Крисп взяла его под стражу и посадила на чартер. По данным SPCA, усилия обойдутся примерно в 5000 долларов.

Беберг переведена на другую военную базу для подготовки к отъезду из Ирака в следующем месяце.

Ее мать сказала, что общение с 6-месячным щенком спасло ее дочери.

«Он был ее эмоциональной поддержкой, доверенным лицом, хранителем здравомыслия и связью с чем-то другим, кроме зоны боевых действий», — сказала Патрисия Беберг в воскресенье в телефонном интервью.

Политика вооруженных сил США в отношении домашних животных
Она также призвала вооруженные силы США пересмотреть свою политику, запрещающую военнослужащим ухаживать за домашними животными во время службы или забирать их домой.

«Животные приносят так много пользы нашим солдатам, не только когда они там, но и когда возвращаются домой», — сказала она. «Военные говорят, что очень обеспокоены их психическим здоровьем… это один из способов помочь, и он, конечно, не стоит столько, сколько годы и годы терапии».

Baghdad Pups с февраля привезла в США 56 собак и шесть кошек, чтобы они были со своими владельцами. Группа говорит, что она одновременно спасает животных, которые сталкиваются с жестоким обращением в Ираке, а также помогает солдатам, которые извлекают выгоду из связи, сложившейся с животными.