Физика

Отопление тепловыми насосами

Продолжим обсуждение способов экономичного отопления в ИЖС без использования трубного газа.

Ранее были рассмотрены варианты отопления электричеством и отопления с применением СУГ.

Экономика загородного дома. Как утеплить дом и не разориться?

По желанию читателей решил рассмотреть и вариант отопления с помощью «кондиционеров на тепло».

То есть нужно рассмотреть простую и дешёвую систему получения халявного тепла на отопление от и так уже установленного для лета кондиционера, который простым нажатием кнопки на пульте начнёт выкачивать тепло из воздуха холодной улицы, переправляя его внутрь отапливаемого домика.

Изначально предполагается использовать именно самую дешёвую версию сплит‑кондиционера, у которого компрессорно‑конденсаторный блок (далее ККБ) установлен на улице.

Идея сама по себе увлекательная, но содержит в себе ряд подводных камней, не очень афишируемых в рекламных проспектах.

Рассмотрением этих незаметных или преднамеренно скрываемых препятствий мы и займёмся в этой статье.

Сейчас частенько можно услышать, что тот или иной материал с эффектом памяти формы научились использовать очередным перспективным образом. В большинстве случаев, про «память формы» многие вычитывают в описании какого-нибудь умного матраса или подушки для сна. Такой матрас принимает форму тела пользователя и потом тело поддерживается в удобном состоянии.

Но на самом деле эффект памяти куда более интересный, если рассматривать его с позиции материаловеда.

Чаще всего эффект демонстрируют на примере проволоки из сплавов титана с никелем. Это лишь самый простой вариант демонстрации и на практике память формы наблюдается у разных материалов, в том числе и полимерных. Но, традиционно для моих заметок, разбирать подобные эффекты на металлах проще всего.

Несмотря на всё, что мы уже узнали о природе Вселенной — от фундаментального, элементарного уровня до самых больших космических масштабов — мы абсолютно уверены, что нам ещё предстоит совершить множество великих открытий. Наши современные лучшие теории впечатляют: квантовые теории поля, описывающие электромагнитное взаимодействие, а также сильные и слабые ядерные взаимодействия, с одной стороны, и общая теория относительности, описывающая эффекты гравитации, с другой стороны. Где бы нашим теориям ни бросали вызов, от субатомных до космических масштабов, они всегда выходили победителями. И всё же они просто не могут отразить абсолютно всё, что существует на свете.

Есть много загадок, которые на это намекают. С помощью нынешней физики мы не можем объяснить, почему во Вселенной больше материи, чем антиматерии. Мы также не понимаем, какова природа тёмной материи, является ли тёмная энергия чем-то иным, кроме космологической константы, и как именно произошла космическая инфляция, создавшая условия для горячего Большого взрыва. И на фундаментальном уровне мы не знаем, объединяются ли каким-то образом все известные силы под неким всеобъемлющим зонтиком.

У нас есть подсказки, что во Вселенной есть нечто большее, чем то, что мы знаем на сегодняшний день, но есть ли среди них новая фундаментальная сила? Хотите верьте, хотите нет, но у нас есть два совершенно разных подхода, чтобы попытаться найти ответ на этот вопрос.

Сразу стоит сказать, что проект далёк от коммерческого использования, пока это лишь задел на будущее. Но эксперты считают, что перспективы у него есть, и неплохие. О том, что из себя представляет технология и на базе чего работает, расскажем под катом.

Есть вероятность, что мы неправильно понимаем чёрные дыры.

Физики долгое время считали, что чёрные дыры — это просто: массивные гравитационные объекты, огромные количества материи и пространства-времени, сколлапсировавшие в своего рода тюрьму, из которой невозможно сбежать.

Но чем больше мы их изучаем, тем больше чёрные дыры отказываются сотрудничать с этой картиной, родившейся из общей теории относительности Альберта Эйнштейна — масштабной модели, объясняющей работу гравитации на вселенских масштабах. Мы не до конца понимаем, что происходит в центрах и на границах чёрных дыр. Чёрные дыры могут быть даже не совсем чёрными, поскольку они могут испускать небольшое количество излучения. И, пожалуй, самое неприятное то, что они не очень хорошо согласовываются с нашими представлениями о том, как энергия и материя могут работать в крошечных квантовых масштабах, по мере того, как эти представления становятся всё более понятными и определёнными.

Большинство звёзд относится к основным спектральным классам, от бело-голубых O до красных M. Проходя типичную звёздную эволюцию, они укладываются в знаменитую Главную Последовательность, раскинувшуюся по центру диаграммы Герцшпрунга-Расселла. Возможно, данная диаграмма была открыта и описана именно потому, что на данном этапе развития Вселенной в изобилии встречаются звёзды разных спектральных классов. В одной из публикаций я описывал, как диаграмма Герцшпрунга-Рассела может преобразиться в далёком будущем. В той и некоторых последующих статьях я затрагивал тему пекулярных звёзд, выбивающихся из Главной Последовательности прежде всего потому, что в них содержатся элементы тяжелее железа и никеля, которые не могут образоваться при термоядерном синтезе в ходе типичной звёздной эволюции. Пекулярные звёзды с высокой металличностью – удивительный класс объектов, интересовавших ещё Ивана Ефремова. Обнаружены и такие звёзды, вокруг которых не успевает сформироваться планетная система; вместо этого звезда обзаводится обширными кольцами и немного напоминает Сатурн. О таких причудливых объектах мы поговорим под катом.

Пример решения системы дифференциальных уравнений (ДУ) в MATLAB адаптивным и не адаптивным методами.

В MATLAB встроено множество численных решателей с адаптивным шагом для решения жестких, нежестких и полностью неявных систем. С помощью Symbolic Math Toolbox можно сначала выводить системы ДУ, а затем тут же решать их численными методами.

Описание модели

Для примера решим систему ДУ, которая описывает систему из двух масс m1 и m2, которые жестко соединены невесомым стержнем длинной L.

В предлагаемой вниманию читателей работе сосредоточимся на изложении вопросов образования (синтеза, создания) наноматериалов подходом («снизу‑вверх»), т. е. на сборке, самосборке и катализе. В макромире аналогичная задача синтеза изделий также решается при использовании подходов «снизу‑вверх» и часто «сверху‑вниз», но методы совершенно другие, которые перенести в наномир по ряду принципиальных причин не удается. Тем не менее, и в этой области специалисты не стоят на месте и находят со временем более совершенные решения. Имеются ввиду в первую очередь возможности 3D‑печати. Печать выполняется на подложке (англ. carrier или support), которая является инертным или малоактивным материалом, служащим для стабилизации на его поверхности частиц активной каталитической фазы.

Новинки в макромире интересны, но о них упомянем очень кратко на основе публикаций в печати. Главное внимание уделим наноснтезу наноматериалов. Важной стороной производства является масштабность и применимость в интересах хозяйственных отраслей.

Цель публикации в первую очередь образовательная, познавательная, популяризация науки, а также стремление привлечь в ряды исследователей, в науку приток новых молодых умов, вызвать в таких умах стремление к поиску ответов на возникающие вопросы. Масштабность темы требует ввести разумные ограничения.

Привет, Хабр!

Всегда при изучении статей про околосветовые скорости и теорию относительности меня интересовало главное - что именно происходит с материей, которая согласно имеющимся представлениям, уменьшается в размерах с ростом скорости движения.

Все источники твердят, что тело сжимается по направлению движения, вот только как тут можно говорить о физическом сжатии материи, если тело движется без ускорения и как может меняться структура этого объекта? С точки зрения классической физики и материаловедения это почти мистика.

Всем привет! Начну с небольшой предыстории. Заранее прошу прощения, если эта история вызовет у кого-то скуку или негатив. Здесь будет описываться опыт программирования человеком, который абсолютный ноль в этом. Надеюсь, кого-то это даже позабавит.

Энтропия – одна из самых важных и в то же время трудных для понимания физических концепций, без которой невозможно представить себе научную картину мира. Энтропия является неотъемлемым свойством макроскопических систем, но, в отличие от температуры, давления или объёма, её нельзя измерить с помощью приборов. Ситуацию усугубляет тот факт, что у энтропии есть множество определений, на первый взгляд никак между собой не связанных. В термодинамике это мера необратимого рассеяния или бесполезности энергии, в статистической физике – вероятность осуществления некоторого макроскопического состояния системы, в теории динамических систем – мера хаоса в поведении системы, в теории информации – мера неопределённости источника сообщений, определяемая вероятностями появления тех или иных символов при их передаче. Создаётся впечатление, что гуманитарию разобраться в этом без знания формул – непосильная задача. Но я покажу обратное. Сразу оговорюсь, что в данной статье будут рассмотрены только термодинамический и статистический аспекты энтропии, а о том, как энтропия связана с информацией, я расскажу как-нибудь отдельно.

Мы стали на шаг ближе к телепортации. По крайней мере, телепортации данных. В декабре прошлого года учеными из ЮАР, Германии и Испании был проведен эксперимент, в ходе которого ученые смогли телепортировать информацию с помощью квантово связанных фотонов и нелинейного детектора. Такая передача данных внутри квантовых состояний должна стать одной из частей информационной супермагистрали будущего, которая в плане безопасности и пропускной способности затмит все современные оптоволоконные сети.

Чтобы на Хабр не писали чушь, его надо продезинфицировать. Чтобы быстрее продезинфицировать — пожертвовать свободным вечером и написать статью по горячим как вода следам.

Как вы уже догадались, речь пойдет о статье «Можно ли пить горячую воду из крана и брать ее, чтобы вскипятить.». Хорошо, что утром, когда я прочел эту статью, я сидел на специальном разработанном Илоном Маском стартовом столе из жаропрочной керамики, снабженным просторной газоотводной камерой и затопленным водой каналом, эффективно нейтрализующим открытое пламя. Потому что правда в этой статье по сути только одна — в одном из вариантов системы горячего водоснабжения теплоноситель содержит антикоррозионные присадки, которые не очень хорошо пить в случае их попадания в домовую магистраль.

UPD: по результатам обсуждения в комментариях выявлен кейс, когда автор той статьи прав: если в многоквартирном доме существует собственная система подогрева на техническом этаже, и УК не следит добросовестно за ее состоянием. Что касается центрального отопления от ТЭЦ, я настаиваю на своем видении событий.

В самом начале нового года стало известно, что Microsoft и Pacific Northwest National Laboratory смогли разработать новый материал, который теоретически может снизить объём используемого при создании аккумуляторов лития. Во всяком случае батарея на базе этого соединения уже готова и работает в качестве proof of concept. В статье поговорим о дефиците Li и о новом материале, который создан при помощи технологий искусственного интеллекта. Все подробности — под катом.

"Но как провезти в чемодане баночку урановой руды в Москву из Сан-Франциско?" - спросил я у итальянца Габриэле Горла, которого встретил на выставке самоделкиных, Maker Faire в городе Вальехо (этот город интересен тем, что дважды был столицей штата Калифорния, один раз на неделю в 1852 году, а другой — в течение месяца в 1853, но впрочем пост наш не о нем).

Габриэле рассмеялся и подтвердил, что таможни, авиалинии и спецслужбы не очень дружелюбны к таким идеям. Сам он использовал баночку на выставке, чтобы показать работу счетчиков Гейгера собственного производства. Я прикрутил его счетчик к своей FPGA плате, чтобы показывать его на своих семинарах в России и Украине, и обсудил с Габриэле, как модифицировать мой дизайн, чтобы оценить энергию частиц по ширине получаемого импульса.

Только придя домой, я обнаружил, что Габриэле не просто самоделкин.

Данная статья продолжает изложение новых методов решения задач математики и физики, не поддававшихся решению в течении столетий.

Слабые взаимодействия

Данная статья продолжает изложение новых методов решения задач математики и физики, не поддававшихся решению в течении столетий.

В настоящее время Википедия считает, что на сегодня достоверно известно существование четырёх фундаментальных взаимодействий:

• гравитационного;

• электромагнитного;

• сильного;

• слабого.

О первых двух временных фундаментальных взаимодействиях мы говорили в предыдущей статье. Теперь рассмотрим пространственные фундаментальные взаимодействия (ПРФ).

Для иллюстрации и её остатки приведены на рисунках.

Исходя из выявленных при вычитании функциях, аппроксимация ПРФ имеет следующий вид:

 Чем больше мы узнаем, тем больше новых вопросов перед нами открывается. Несмотря на все достижения XX столетия, проникновение в ядро атома и расшифровку многих тайн черных дыр, некоторые вещи остаются неизведанными. Для части вопросов, кажется, мы уже вот-вот найдем решение. Другие с нами, наверное, еще надолго. Но в любом случае полезно понимать, чего мы пока не знаем.

Конечно, в каждом таком списке есть доля субъективизма. Но я рискну сказать, что эти вопросы входят в число сложнейших, стоящих перед наукой. Над их решением трудятся тысячи ученых по всему миру, но пока что решения от нас ускользают.

Вот вопросы, ответы на которые мы пока ждём: