Гребенченко Юрий Иванович : другие произведения.

Теплота и температура - заблуждение Большой науки

Самиздат: [Регистрация] [Найти] [Рейтинги] [Обсуждения] [Новинки] [Обзоры] [Помощь|Техвопросы]
Ссылки:
 Ваша оценка:
  • Аннотация:
    Теплота, температура, тепловая энергия, энтропия - основные объекты термодинамики. Нет людей, которые не знали или не слышали бы о проявлениях и физико-математических отображениях этих форм движения энергии. Попытки выяснения, что такое теплота и температура - по-прежнему сводятся к анализу феноменологически найденных формул взаимосвязи количества теплоты, температуры и энтропии. Тем не менее, они неизменно подтверждаются в инженерной практике. Но по-прежнему нет единого мнения учёных о том, что они такое - по своим первичным сущностям. Достаточно сказать, что термодинамика по своим исходным положениям, по-сравнению с другими науками, была "наиболее феноменологической", и остаётся таковой и в настоящее время - как никакая другая наука.
  Гребенченко Ю. И.
  
  Теплота и температура - заблуждение Большой науки.
  
  ПРЕДИСЛОВИЕ.
  Теплота, температура, тепловая энергия, энтропия - основные объекты термодинамики. Нет людей, которые не знали или не слышали бы о проявлениях и физико-математических отображениях этих форм движения энергии. Попытки выяснения, что такое теплота и температура - по-прежнему сводятся к анализу феноменологически найденных формул взаимосвязи количества теплоты, температуры и энтропии. Тем не менее, они неизменно подтверждаются в инженерной практике. Но по-прежнему нет единого мнения учёных о том, что они такое - по своим первичным сущностям. Достаточно сказать, что термодинамика по своим исходным положениям, по-сравнению с другими науками, была "наиболее феноменологической", и остаётся таковой и в настоящее время - как никакая другая наука.
  
  СОДЕРЖАНИЕ.
  1. Общепринятое в науке содержание теплоты и температуры.
  2. Теплота и температура в концепции двух видов энергии.
  
  1. ОБЩЕПРИНЯТОЕ В НАУКЕ СОДЕРЖАНИЕ ТЕПЛОТЫ И ТЕМПЕРАТУРЫ.
  Очень кратко изложим общепринятое содержание теплоты и температуры:
  ТЕПЛОТА - название внутренней энергии материальных объектов и сред любой физической природы. Внутренняя энергия обусловлена хаотическими движениями-колебаниями частиц и псевдочастиц энергии, составляющими объекты и среды, которые могут находиться в разных агрегатных состояниях. Обычно речь идёт о коллективных взаимодействиях атомно-молекулярных структура вещества, и применительно к различным макромасштабам энергетических процессов, параметры которых принято считать изменяющимися линейно. Поэтому считается правомерным базовые положения термодинамики, термодинамические постоянные и полуэмпирические формулы и предложенные учёными математические модели движения тепловой энергии - линейно экстраполировать в любые переменные масштабы, в т.ч. и в переменные убывающие или возрастающие геометрические масштабы сред материальных объектов, в т.ч. "чёрных дыр" и вообще - квантовой среды вакуума, поскольку иных идей нет.
  ТЕМПЕРАТУРА объекта, среды - физическая величина, характеризующая термодинамическую систему и количественно выражающая интуитивное понятие о различной степени нагретости тел. В молекулярно-кинетической теории показывается, что температура пропорциональна средней кинетической энергии частиц системы. Температура определяет распределение частиц системы по уровням энергии, степень ионизации вещества, спектральную плотность излучения, полную объёмную плотность излучения... Температуру, входящую в качестве параметра в распределение Больцмана, часто называют температурой возбуждения, в распределение Максвелла - кинетической температурой, в формуле Саха - ионизационной температурой, в законе Стефана - Больцмана - радиационной температурой. Для системы, находящейся в термодинамическом равновесии, все эти параметры равны друг другу, и их называют просто - "температурой" - для удобства, распространяя её на всю систему любого масштаба и любой физической природы.
  К СВЕДЕНИЮ НЕИНФОРМИРОВАННЫХ ЧИТАТЕЛЕЙ. Абсолютная температурная шкала Кельвина оказалась относительной. Об этом свидетельствует, т.н. "ультрафиолетовая катастрофа" полуэмпирической формулы Планка и производных от неё - для излучения абсолютно чёрного тела - не имеющая объяснения. Суть "катастрофы" в следующем: начиная с достаточно высоких температур, реальная температура вещества всегда оказывается существенно меньше расчётной, и расхождение с ростом расчётной температуры неограниченно возрастает.
  Научным сотрудникам российских отраслевых НИИ и инженерам-исследователям отделов главных конструкторов заводов, производящих новую технику парадокс известен более пятидесяти лет: см. "Маленькая энциклопедия. Квантовая электроника". - М.: Изд. "советская энциклопедия". 1969, 431с., с. 18-26. Тем не менее, это не мешает академическим учёным из ЦЭРНа - открывателям тяжёлого бозона ("частицы Бога") на Большом адронном коллайдере - рассуждать о достижении этой частицей температуры несколько миллиардов градусов и пропагандировать по всем каналам мировых СМИ - как величайшее достижение современной Большой науки. И это при общепринятом в современной науке положении, что термодинамика оперирует только с большим количеством частиц тепловой энергии, т.е. для анализа ограниченного числа частиц она не пригодна. Но и в большом числе частиц в веществе любой физической природы измерить эту температуру нечем, т.к. материя вещественного мира её "не чувствует", нет и расчётных формул. Со всей очевидностью названная "катастрофа" проявилась в экспериментах уральских учёных - Гусева и Ремпеля (см. монографию - Гусев А. И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. 416с. - ISBN 5-9221-0582-5). В многочисленных экспериментах учёные показали, что с уменьшением числа атомов металла в нагреваемом объёме, температура их плавления снижается, и при числе атомов в несколько штук - температура плавления стремится к нулевому значению - по шкале Кельвина. Книга Гусева в списке литературы содержит более тысячи наименования и переведена на языки десятков стран мира. Неужели учёным из ЦЕРНа и академикам РАН это неведомо?
  
  2. ТЕПЛОТА И ТЕМПЕРАТУРА В КОНЦЕПЦИИ ДВУХ ВИДОВ ЭНЕРГИИ.
  В новой энергетической концепции - Концепции двух видов энергии теплота и температура имеют существенно иное физико-геометрическое содержание.
  ТЕПЛОТА - проявление лучистой энергии в ограниченном частотно-масштабном диапазоне преобразований двух видов энергии. Аналогичные "ограниченные качества проявлений" имеют и параметры всех известных форм энергии, и их проявленй, в т.ч. - гравитационная, электромагнитная, световая, радиоактивная... масса, плотность, вязкость... Сюда необходимо добавить весь перечень энциклопедических свойств вещества любой физической природы. Все они проявляются в своих индивидуальных частотно-масштабных диапазонах преобразований двух видов энергии. На гипотетической бесконечно длинной числовой оси частот они займут на ней свои индивидуальные участки - частотно-масштабные диапазоны. Некоторые известные формы лучистой энергии частично перекрываются, но и могут быть разнесены на бесконечное удаление друг от друга. В этом случае речь идёт о частотно-масштабном диапазоне резонансных преобразований параметров низкочастотного и высокочастотного видов, например, массы тела с резонансной ему компоненты лучистой энергии форм энергии, которая никогда не будет измерена. Но она вычислима по Соотношению Волченко-Галкина-Гончарова.
  За названными частотно-масштабными границами высокочастотные составляющие преобразований двух видов энергии обычно не проявляются, поэтому они выпали из поля зрения исследователей. Так, применительно к тепловой энергии, и её параметра - температуры - их высокочастотная составляющая, очевидно, не проявляется.
  Всё это означает, что некая гипотетическая волна энергии, поначалу высокочастотная, распространяясь в пространстве, резонансно взаимодействуя с квантовой средой, теряет переносимую энергию, понижаясь в частоте, вследствие неустранимых диссипативных процессов.
  Перечисленные свойства энергии, переносимой волной, не имеющей разрывов и параметры распространяющейся волны, в разных частотных диапазонах претерпевают метаморфозы. Энергия и волна последовательно изменяют различные свои физико-химические свойства и численные значения параметров. Тем не менее, все они для резонансно сопряжённых с ними частот надо рассматривать относительно низкочастотными проявлениями энергии - одним из двух видов энергии - формы и проявления одного вида энергии. У каждого, единственно возможного во всём Мироздании параметра энергии есть резонансно связанный с ним параметр высокочастотной формы энергии - другого вида, с совершенно иным физическим содержанием - в большинстве случаев - полевым, ненаблюдаемым - либо вследствие чрезвычайно большой частоты, либо слишком малой плотности. То есть, и другой - высокочастотный вид энергии - подвержен аналогичной последовательной метаморфозе.
  - ТЕМПЕРАТУРА, каждое её бесконечно малое отличие и даже БЕСКОНЕЧНО МАЛОЕ изменение, обратите на это внимание, уважаемый Читатель на выделенный термин - как на ключевой фактор в исследовании-познании свойств квантовой среды вакуума. Это малое отображает частицу энергии - тепловой фотон - единственно возможную в природе частицу тепловой энергии, хотя и "достаточно большую", поэтому доступную для измерений. Иначе говоря, тождественных тепловых фотонов в природе нет. Их различия, за редким исключением, ещё не доступны для регистрации. Поэтому в эмпирических исследованиях спектр температур в общем случае выглядит слившимся. Тем не менее, спектр может быть прерывистым, если на пути теплового излучения стоят экраны и среды, в т.ч. и квантовая среда вакуума - избирательно взаимодействующие с резонансными им фотонами, вырезая их из общего потока - якобы хаотического..
  Единомышленникам автора статьи удалось показать, что тепловые фотоны, в силу их индивидуальных отличий, обладают ПАРЦИАЛЬНЫМИ СВОЙСТВАМИ. Это свойство было распространено и на параметры энергии любой физической природы. Другими словами, среди одноимённых элементарных частиц - электронов, атомов и молекул также нет тождественных. В отношение макрообъектов вещественного мира - это очевидный факт, не требующий доказательств.
  ПАРЦИАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА температуры означают, что температура, хоть "точечная", т.е. в достаточно малых - частотном диапазоне и локальном объёме, хоть температура макрообъекта в целом - это всегда интегральный векторный параметр тепловой энергии. Вернее - векторный потенциал тепловой энергии, если градиент температур достаточно мал.
  Вопросы теплопередачи, поглощения, отражения, преломления, рассеяния... и другие термодинамические процессы надо рассматривать в качестве процессов резонансного отклика квантовой среды вакуума в виде парных и только парных взаимодействий разночастотных параметров тепловой энергии, поскольку многочастичных взаимодействий в природе нет-есть только парные и резонансные в парах, взаимосвязанных в бесконечную последовательность таких пар, не имеющей разравов - научная идея существующая в метафизике со времён Р. Декарта. Речь идёт о парадоксально разнородных взаимодействиях, тем не менее, резонансных и инвариантных. Это утверждение основано на множестве идей и исследований известных мировых учёных. Но мы сошлёмся на Закон Фундаментальной Симметрии Энергии и Законе Бинарности Энергии - открытых сибирскими учёными Ю. И. Кулаковым, Г. М. Михайличенко и В. Х. Львом - сорок лет тому назад, отвергнутых их научными оппонентами - академиками РАН..
  Другими словами, современная термодинамика совершенно не пригодна для освоения квантовой среды вакуума, как энергии, поскольку речь идёт о переменных параметрах тепловой энергии: одного из двух её видов - низкочастотного вида, частота и амплитуда которого убывает в направлении бесконечно больших масштабов. Соответственно, применительно к резонансно взаимосвязанному с ним другому высокочастотному виду - частота и амплитуда - возрастают. При этом параметры двух названных видов энергии продолжают находиться в автоколебательном взаимодействии-преобразовании, по-прежнему - резонансном и инвариантном. По прохождении параметрами тепловой энергии названных границ, тепловые свойства энергии не проявляются, но проявляют другие свойства. Кстати говоря, как и выше перечисленные свойства - но при условии пребывания Наблюдателя в соответствующих частотно-масштабных диапазонах волнового движения энергии. К свидетельствам непригодности распространения базовых положений термодинамики следует отнести и вероятностную основу её теорем, для которых в концепции двух видов энергии места нет.
  Настоящую заметку надо дополнить десятками сопутствующих положений, основанных на эмпирических фактах, которые мы рассмотриваем во всех своих книгах. Однако ограничимся лишь следующими.
  - В зависимости от частоты параметры двух видов энергии изменяются экспоненциально, а в зависимости друг от друга, будучи взаимосвязанными, изменяются зеркально симметрично. Поэтому применительно к низкочастотному виду энергии действует принцип наименьшего действия, а применительно к высокочастотному - принцип наибольшего действия. Отсюда и действие законов сохранения энергии в природе - следствие сбалансированности этих действий. И ещё - более важно - каждой частоте взаимодействия пары разночастотных фотонов соответствует единственно возможная пропорция параметров этих фотонов, обеспечивающие энергетический баланс. Только благодаря этому, зная параметр одного фотона, параметр второго фотона вычисляется по соотношению Галкина-Волченко-Гончарова, потому что она как и любой физический закон - статичны, т.е применимы только в статических состояниях волнового движения. По сути - этот баланс возникает только при прохождении встречных волн энергии - в узловых точках стоячей волны.
  - Парциальные свойства температуры означают, что температура, хоть "точечная", т.е. в достаточно малом объёме, хоть температура большого объекта в целом - это всегда интегральный векторный параметр тепловой энергии. Это итог действия суперпозиции над множеством взаимосвязанных разночастотных точечных векторных потенциалов тепловой энергии, количество которых в квантовой среде, участвующих в этом действии, ни от чего не зависит и равно числу Авогадро. На этот вывод-предположение наводит следующая взаимосвязь физических постоянных - постоянных во всём Мироздании - α=2hA (см. книгу - Грбенченко Ю. И., Ольшанский О. В. "Квантовый вакуум - два вида энергии". - Волгоград: Принт, 2012, - 232с. - глава 1.10.2., стр.86.). Здесь:α - постоянная Зоммерфельда (тонкой структуры), h - постоянная Планка, А - Постоянная Авогадро - при условии приведения их единиц физических величин и отображаемых ими пространств к одной мерности - "технологичнее" к одномерному пространству.
  - Парциальные свойства температуры проявляются иначе, чем парциальные свойства параметров разнородных газов в газовой смеси. Наибольший вклад в проявление температуры дают тепловые фотоны низших частот, т.е. переносящие наибольшие порции-кванты тепловой энергии и плотность которых на нижней границе диапазона достигла критического значения. Это проявления одного из двух видов энергии, применительно к тепловой энергии - её низкочастотной составляющей, у которой есть и резонансная ей высокочастотная компонента. Другой вид энергии, резонансно взаимосвязанной с низкой частотой, отображается плотностью фотонов на высокой частоте диапазона. Каждое численное значение температуры создаётся плотностью фотонов, существующих в достаточно узких, но переменных диапазонах частот, каждый из которых единственно возможен в природе. Повторимся, при этом плотность-температура определяется нижней границей частоты этого диапазона, потому что критическую плотность имеют тепловые фотоны на нижней границе этого диапазона. Впрочем, плотность высокочастотных фотонов всегда критическая. По мере смещения критической плотности низкочастотных фотонов в сторону высокой частоты - температура также повышается. Снова возникает вопрос, почему?
  - Потому что, возрастающие частоты тепловой энергии инициируют квантовую среду вакуума на большую мощность конденсации в форме тепловой энергии - в те же фотоны - на их переизлучение. Поэтому их плотность проявляется более высокой температурой - энтропия возрастает. Это одномерная схема рассуждений о температурных проявлениях тепловой энергии. Аналогичным образом проявляется слоистая структура любых других форм энергии в трёхмерных геометрических моделях - солитоне и псевдосфере Лобачевского-Бельтрами - статических и динамических.
  - Каждый из разночастотных тепловых фотонов автоматически находит себе резонансную пару - следствие резонансного взаимодействия пар, которые находятся в автоколебательном преобразовании. Добави к этом, что после каждого акта резонансного взаимодействия возникает совершенно другая пара, снова резонансная. Это то, что мы назвали периодическим резонансным откликом квантовой среды вакуума на возмущение его геометрической симметрии низкочастотным тепловым фотоном, как впрочем, и всеми материальными объектами вещественного мира.
  В этом отклике излучённый низкочастотным тепловым фотоном высокочастотный фотон - инициирует конденсацию энергии вакуума в низкочастотный резонансный фотон, причём мощность конденсации на многие порядки превышает мощность инициации. Благодаря этому вещественный мир существует. Это не означает, что имеет место превышение КПД более ста процентов. Эффект КПД большего единицы - возникает в случае учёта только одного низкочастотного вида энергии. Если учитывать суммарное количество взаимно преобразуемых двух видов энергии, то относительное количество конденсирующейся энергии - над количеством энергии, затраченной на инициацию, ни от чего не зависит и равно постоянной Планка. Избыточная конденсация энергии тратится на естественные диссипативные процессы, маскирующие некоторое превышение КПД>1 - отсюда неукротимый рост энтропии. Если бы имел место баланс двух видов энергии, то вещественного мира, в котором мы живём - не было бы.
  - Два разномасштабных, резонансно взаимосвязанных фотона подчиняются Соотношению Галкина-Волченко-Гончарова. Оно может иметь разные выражения, в т.ч. следующее - vн∙vв=h, где vн - частота низкочастотного фотона, vв - частота резонансного ему высокочастотного фотона, h - постоянная Планка. Зная частоту низкочастотного теплового фотона можно вычислить частоту резонансного ему высокочастотного фотона.
  Возникает вопрос, есть ли эмпирические подтверждения приведённым утверждениям? Да есть. Мы рассмотрели их в своих книгах:
  - А. Н. Власов, С. В. Галкин, Ю. И. Гребенченко, О. В. Ольшанский. О. О. Тужиков. Инженерные основы новой энергетики. - Волгоград: Принт, 2008, - 336с. Глава 11, с. 180-188.
  - Власов А. Н. Гончаров Н. В., Гребенченко Ю. И., Ольшанский О. В., Тужиков О. О. Энергия и физический вакуум. - Волгоград: Станица-2, 2004, - 192с. Глава4.6, стр. 33-35.
  - Гребенченко Ю. И., Ольшанский О. В. Квантовый вакуум - два вида энергии. - Волгоград: ООО "Принт". 2012, 195 с. (http://www.techlibrary.ru/).
  На примере анализа известных свойств реликтовых фотонов, заполняющих космическое пространство Вселенной, сделан вывод:
  - НИЗШАЯ ТЕМПЕРАТУРА КОСМИЧЕСКОГО ПРОСТРАНСТВА, равная нижнему числовому значению температурной шкалы Кельвина, ТОЖДЕСТВЕННА ПЛОТНОСТИ РЕЛИКТОВЫХ ФОТОНОВ.
  Отечественные и зарубежные учёные давно пришли к выводу, что элементарные частицы, составляющие любые материалы и физические среды, всегда находятся в колебательном движении - коллективном взаимодействии, динамические параметры которых необходимо рассматривать в качестве псевдочастиц, и что они аналогичны реальным частицам, что именно они, их плотность - аналогична температуре среды, которую те создают. По-видимому, в живых организмах именно они участвуют в холодном молекулярном синтеза и даже в холодном ядерном синтезе, и их вклад необходимо учитывать. Например, нам удалось показать, что реликтовая температура Космоса, якобы остатки "большого взрыва", породившего Вселенную - тождественна плотности реликтовых фотонов.
  Следовательно, никакого первичного Большого взрыва Вселенной не было. Но что было? Были и происходят периодические "сжатия-раздувания" бесконечно малых частиц энергии - несчётного их множества - во вселенные. Они создают Мироздание. Мы живём в настоящее время в одной из вселенных. Она раздувается, поскольку её энтропия возрастает. Об этом же свидетельствует ненулевое значение постоянной Планка. Несомненно и то, что скорость раздувания Вселенной изменяется. Можно даже обсуждать знак этого изменения.
  Можно предположить, что во множестве вселенных, находящихся на разных этапах расширения-сжатия, численные значения энтропии и постоянной Планка - переменны, что в антропоморфном восприятии современного состояния Вселенной, её расширение - очень медленный процесс.
  Уральские учёные Гусев и Ремпель во множестве экспериментов показали, что температура тела снижается до нуля по шкале Кельвина, с уменьшение количества атомов вещества в рабочем объёме до десятков и даже сотен штук, выделенных в отдельный объект для проведения с ним экспериментов - нагревания, плавления и т.д. При этом температура плавления с уменьшением числа атомов в объекте снижается до нуля градусов Кельвина.
  Соответственно, температура тела среды любой физической природы тождественна плотности тепловых фотонов низших энергий - аналогов реликтовых космических фотонов. В качестве таких аналогов в материальных средах работают низкочастотные частицы энергии коллективных взаимодействий атомов и молекул. Их называют псевдочастицами. Тем не менее, общепризнано, что они вполне реальны. При нагреве тела высокочастотные фотоны "уходят" за границы наблюдаемости. Вернее, их вклад в интегральное значение температуры тела становится малозначимым - частотно-масштабный диапазон высокочастотных тепловых фотонов смещается в сторону высоких частот - температур-плотностей. Тем самым, в большей мере отображается низкочастотная составляющая стоячей волны тепловой энергии, огибающая высокочастотную волну. Дальнейшее повышение температуры приводит к точке перегиба синусоиды этой волны и далее - к нулевому значению температуры по шкале Кельвина - узловой точке стоячей волны, образованной встречными волнами двух видов энергии - низкочастотной и высокочастотной, что в полной мере подтверждается экспериментами уральских учёных (см. Гусев А. И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. Табл. 12, ил. 138, библиогр. 1173 назв. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. - 416 с.). Дальнейший нагрев тела не приводит к очевидному повышению температуры, но приводит к снижению низкочастотной составляющей, доступной для измерения. Это то, что названо "температурной катастрофой" известных полуэмпирических расчётных формул температуры.
 Ваша оценка:
Связаться с программистом сайта.

Новые книги авторов СИ, вышедшие из печати:
О.Болдырева "Крадуш. Чужие души" М.Николаев "Вторжение на Землю"

Как попасть в этoт список
Сайт - "Художники" .. || .. Доска об'явлений "Книги"