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Autor Tema: El reto del mecanismo "Cuerda Continua".  (Leído 10,279 veces)
MA40

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El reto del mecanismo "Cuerda Continua".
« en: 7 Agosto 2007, 12:16 pm »

El presente estudio es un análisis de los procesos mecánico-termodinámicos que se describen en el mecanismo “Cuerda Continua” de Claudio Bianco, concretamente en el apartado “Móvil Perpetuo”. La dirección es: http://www.cuerdacontinua.com (se requiere su lectura previa).

Vamos a intentar hacer los cálculos a ver si encontramos el error. Para ello supondremos el sistema como ideal, los procesos termodinámicos se considerarán isotérmicos, la temperatura del sistema constante e igual a 20ºC o lo que es lo mismo 293ºK según el S.I. y la presión atmosférica P0= 101325 Pa.
Se seguirá la misma nomenclatura, en lo que sea posible, que en el artículo “Cuerda Continua”.

Se utilizará el siguiente criterio de signos:
http://es.wikipedia.org/wiki/Criterio_de_signos_termodin%C3%A1mico

Se parte del siguiente estado:
-   La campana está en la parte superior de su recorrido, pero vacía de aire.
-   El depósito del compresor está lleno de aire con una presión de P1 igual a 20 atms, o lo que es lo mismo 2026500 Pa según el S.I.

El primer proceso será el de bajada de la campana, y podemos obtener fácilmente el trabajo de bajada Wb, ya que tenemos una fuerza constante y paralela al movimiento que es rectilíneo vertical. La fuerza será, el peso de la campana, menos el empuje que experimenta por estar sumergida en un liquido.

Wb= (Mt*G-V*D*G)*H; Wb= (10000*9,81-2*1000*9,81)*100;

Wb= 7848000 J; Por ser un trabajo ejercido por el sistema, será negativo.

Luego: Wb= -7848000 J;

El segundo proceso será el de llenar la campana de aire que está en el fondo. Para ello primero tenemos que calcular el volumen del depósito del compresor. Si el depósito de aire del compresor está a 2026500 Pa de presión, cuando se haya llenado la campana de aire, deberá estar a la misma presión a la que está el agua en la profundidad a la que está la campana, de esa forma se autorregulará el flujo de aire. Por lo tanto deberá estar a:

P2= D*G*H+P0; Pd= 1000*9,81*100+101325; P2= 1082325 Pa;

Sabiendo la presión inicial P1, la presión final P2 y el volumen de aire Vf que ha de tener la campana para que empiece a flotar, podemos calcular el volumen del depósito de aire del compresor Vd.
Según la ecuación de estado de los gases ideales en procesos isotérmicos P*V= Cte; tenemos que:

P1*Vd= P2*(Vd+Vf);

Siendo: Vf= Mt/D-V; Vf= 8 m3;

Luego: 2026500*Vd= 1082325*(Vd+8); 944175*Vd= 8658600;

De donde Vd= 9,17 m3;

Luego, el segundo proceso será una expansión isotérmica, en donde el volumen inicial es Vd= 9,17 m3 y el volumen final es Vd+Vf= 9,17+8= 17,17 m3. Y sabiendo que la temperatura es 293ºK, ya podemos calcular el trabajo de llenado de la campana We. Para ello emplearemos la formula que está deducida en:
http://es.wikipedia.org/wiki/Expansi%C3%B3n_isot%C3%A9rmica

De la ecuación de estado de los gases ideales:
http://es.wikipedia.org/wiki/Gas_ideal

Tenemos que: P*V= n*R*T;

Luego: 2026500*9,17= n*R*T; n*R*T= 18583005;

We= n*R*T*Ln[(Vd+Vf)/Vd] ; We= 18583005*Ln(17,17/9,17);

We= 11655751,12 J; Por ser un trabajo ejercido por el sistema, será negativo.

Luego: We= -11655751,12 J;

We es el trabajo que realiza el gas al expandirse cuando llena la campana. Este trabajo es el mismo que el calor que absorbe del sistema para mantener la temperatura del aire constante, ya que si no se enfriaría.

Cave observar que We no es igual al trabajo que ha de hacer el compresor para volver a llenar el depósito hasta ponerlo a la presión de P1, ya que este proceso parte de diferentes presiones y volúmenes.

Tercer proceso, la ascensión de la campana. Cuando la campana asciende, la presión hidrostática va disminuyendo con la altura, esto hace que el volumen de aire se vaya expandiendo, y al ocupar mayor volumen, la fuerza de empuje sobre la campana aumente. En este proceso tenemos dos trabajos, uno el que realiza el gas al expandirse ,Wg, (que se transformará completamente en calor absorbido), y el otro el que realiza la campana al desplazarse verticalmente Wa.
Para calcular Wg emplearemos un método parecido al utilizado en el cálculo de We. Partimos del volumen de llenado de la campana Vf que está a una presión de P2, y sabemos que la presión cuando la campana está arriba es la presión atmosférica, o sea P0= 101325 Pa.

Luego: P2*Vf= 1082325*8= P0*V0= 101325*V0; 8658600= 101325*V0;

De donde el volumen de aire en la campana en la parte superior V0= 85,45 m3.

Utilizando la ecuación del trabajo en una expansión isotérmica:

Wg= n*R*T*Ln(V0/Vf); Wg= 18583005*Ln(85,45/8) ; Wg= 44013659,06 J;

Por ser un trabajo ejercido por el sistema, será negativo.

Luego: Wg= -44013659,06 J;

El cálculo de Wa es complejo debido a que la fuerza de empuje de la campana está en función de la profundidad a la que se encuentra, por lo tanto sería la resolución de una integral definida entre H y 0 de Fe(x) donde Fe es la fuerza de empuje en función de x (profundidad). Este cálculo no lo haremos, si no que igualaremos al final del análisis las energías, y de ahí obtendremos Wa.

Cuarto proceso, vaciado de la campana y con el aire que se extrae de ella se comprime y se llena el depósito del compresor. Es por ello por lo que se puede considerar el sistema como cerrado.

Comprobación:

P0*V0+P2*Vd= 101325*85,45+1082325*9,17= 8658221,25+9924920,25= 18583141,5;

P1*Vd= 2026500*9,17= 18583005;

Luego P0*V0+P2*Vd es más o menos igual a P1*Vd;

Trabajo de compresión del aire para rellenar el depósito hasta la presión P1= 2026500 Pa, Wc. Este trabajo es el que realiza el compresor, y se transforma también en calor cedido al sistema, por ser una compresión isotérmica en la que se mantiene la temperatura constante.

Para calcular Wc lo haremos en dos partes, Wc1, trabajo para comprimir el aire que está dentro del depósito hasta P1, y Wc2, trabajo para comprimir el aire que está fuera del depósito, en la campana, hasta P1 también.

Wc1: Sabemos que la presión a la que se encuentra el aire que está dentro del deposito es P2= 1082325 Pa; y su volumen Vd= 9,17 m3. La presión final será P1= 2026500 Pa. Luego su volumen después de comprimirlo será:

Vc1= 1082325*9,17 /2026500= 4,9 m3.

Y el trabajo Wc1= n*R*T*Ln(Vc1/Vd)= 18583005*Ln(4,9/9,17);

Wc1= -11646007,91 J; Por ser un trabajo ejercido sobre el sistema, será un trabajo positivo.

Luego: Wc1= 11646007,91 J;

Wc2: Sabemos que la presión a la que se encuentra el aire que está en la campana es P0= 101325 Pa; y su volumen V0= 85,45 m3. La presión final será P1= 2026500 Pa. Luego su volumen después de comprimirlo será:

Vc2= 101325*85,45/2026500= 4,27 m3;

Comprobación: Vc1+Vc2= 4,9+4,27= 9,17 m3; igual a Vd.

Y el trabajo Wc2= n*R*T*Ln(Vc2/V0)= 18583005*Ln(4,27/85,45);

Wc2= -55680584,61 J; Por ser un trabajo ejercido sobre el sistema, será un trabajo positivo.

Luego: Wc2= 55680584,61 J;

Y el trabajo de compresión total Wc= Wc1+Wc2= 11646007,91+55680584,61;

Wc= 67326592,52 J;

Ahora ya podemos calcular Wa planteando la siguiente ecuación (principio de conservación de la energía en procesos isotérmicos de sistemas cerrados, “Primera Ley de la Termodinámica”).

La suma de todas las energías, o lo que es lo mismo de todos los trabajos, será igual a cero.

Wb+We+Wa+Wg+Wc=0;

De donde Wa= -Wb-We-Wg-Wc;

Wa= 7848000+11655751,12+44013659,06-67326592,52;

Wa= -3809182,34 J; Trabajo ejercido por el sistema.

Para comprobar si los cálculos del análisis están bien, solo habría que resolver la integral definida que nos da el Wa, y si coincide con el valor aquí calculado, entonces, todo estaría correcto.

Saludos.
MA40.


« Última modificación: 10 Agosto 2007, 12:00 pm por MA40 » En línea

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Re: Análisis del mecanismo "Cuerda Continua".
« Respuesta #1 en: 9 Agosto 2007, 12:40 pm »

Cálculo del Trabajo de Ascensión Wa.

Poniendo el volumen del aire contenido dentro de la campana, y la presión a la que se encuentra sumergido, en función de x (profundidad), podemos plantear la siguiente ecuación:

V(x)*P(x)= Vf*P2;

Siendo: P(x)= D*G*x +P0;

Tenemos que: V(x)= Vf*P2/(D*G*x+P0);

El empuje que experimenta la campana en cada momento será: E(x)= [V(x)+V]*D*G;

Y la fuerza resultante sobre la campana será: F(x)= E(x)-Mt*G;

F(x)= [Vf*P2/(D*G*x+P0)+V]*D*G-Mt*G;

Y el trabajo de ascensión, Wa, será la integral entre 0 y H=100 m de F(x) dx;

Para calcular la integral de F(x) utilizaremos un método de cálculo numérico, por medio de una hoja de cálculo, representaremos la función en (x,y), calculando después el área de la función, con el eje x, entre los dos límites. Será, sumatorio de F(x) entre 0 y H= 100 con un incremento de x de 1.


Y el trabajo de ascensión, Wa, será aproximadamente igual a -13046793,6 J, trabajo realizado por el sistema.

CONCLUSIÓN: Comparando el Wa calculado por integración, con el calculado en el análisis, nos daría un excedente de -9237611,26 J. Esto nos llevaría a la conclusión de que, o los cálculos e hipótesis que se han realizado, han sido erróneos, o que ese exceso de energía puede ser debido a que no se han considerado las fuerzas hidrodinámicas que hay que vencer por tratarse de un cuerpo que se desplaza en un fluido. Nos quedamos con la duda, de momento.

Saludos.
MA40.


« Última modificación: 10 Agosto 2007, 20:31 pm por MA40 » En línea

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Re: El reto del mecanismo "Cuerda Continua".
« Respuesta #2 en: 13 Agosto 2007, 13:08 pm »

Soy el único que no se ha enterado de nada?  :-\
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Tor


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Re: El reto del mecanismo "Cuerda Continua".
« Respuesta #3 en: 13 Agosto 2007, 13:16 pm »

Soy el único que no se ha enterado de nada?  :-\

Tampoco tanto xD, yo hay trozos en los que me pierdo, pero esta muy bien explicado y es facil de entender :D

Lo que bueno, tampoco creo que se diga nada, pues no hay nada que decir MA40 ya lo ha explicado todo :P
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^^
MA40

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Re: El reto del mecanismo "Cuerda Continua".
« Respuesta #4 en: 14 Agosto 2007, 11:56 am »

Hola:

Sí que quedaría mucho por decir. Se trata de desmontar analíticamente el Móvil Perpetuo que se propone en la Web “Cuerda Continua”. Yo lo he intentado con el anterior análisis, pero me da un excedente de energía, por lo que sí que funcionaría. Pero eso no puede ser por que rompería el principio de conservación de la energía. ¿Dónde está el error? Ése es el reto, hacer el análisis y que al final el balance energético sea nulo.
Éste es un reto para los que disfrutan resolviendo problemas de Física.

Saludos.
MA40.
« Última modificación: 14 Agosto 2007, 12:03 pm por MA40 » En línea

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Re: El reto del mecanismo "Cuerda Continua".
« Respuesta #5 en: 17 Agosto 2007, 00:02 am »

MA40 me parece una idea estupenda lo que intentas hacer.
Este tipo de problemas se ve a la legua que no pueden responder a las espectativas que prometen, pero desmontarlos puede ser bastante tedioso.
Yo no lo voy a intentar que ahora estoy muy liado, pero te dejo una cita que lei hace poco para animarte:

Citar
Si alguien señala que tu teoría favorita del Universo entra en conflicto con las ecuaciones de Maxwell, tanto peor para las ecuaciones de Maxwell. Si entra en contradicción con las observaciones, bueno, todos sabemos que hay experimentadores chapuceros por ahí. Pero si se demuestra que tu teoría entra en conflicto con las leyes de la termodinámica, no puedo darte esperanza; no le queda nada más que hundirse en la más profunda de las humillaciones.
Sir Arthur Eddington

Saludos ;)
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Una muy breve historia de todo:
El hidrógeno es un gas ligero e inodoro que, con el tiempo suficiente se convierte en gente
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Re: El reto del mecanismo "Cuerda Continua".
« Respuesta #6 en: 25 Enero 2010, 21:05 pm »

el reto de la cuerda continua continúa, el tio saco una segunda parte aun mas complicada
www.cuerdacontinua.com/continuacion
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MA40

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Re: El reto del mecanismo "Cuerda Continua".
« Respuesta #7 en: 6 Febrero 2010, 20:12 pm »

Hola.

Esta segunda versión del móvil perpetuo “Cuerda Continua” me gusta menos que la primera.
Creo que hay una hipótesis mal planteada en el apartado “06. Cuerda continua por bombeo de agua. Análisis.” Se hace la suposición de que una boya de un diámetro "d" es capaz de generar una cantidad de energía al descender o ascender una altura "h" igual a la necesaria para elevar una columna de agua del mismo diámetro "d" la misma altura "h". Creo que eso no puede ser correcto, al menos como se representa en los diagramas "Estudio 1" y "Estudio 2".

Un saludo.



« Última modificación: 8 Febrero 2010, 18:13 pm por MA40 » En línea

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Re: El reto del mecanismo "Cuerda Continua".
« Respuesta #8 en: 1 Noviembre 2011, 06:04 am »

sin embargo lo veo correcto, en el estudio 1 y 2 esta explicando precisamente la forma de entender el mecanismo, y esta claro que desalojando el agua donde que sustenta al generador se generaria la misma energia que el generador que esta subiendo
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