Аннотацмя. Даются принципиально новые понятия основных положений термодинамики.
Газы являются основным рабочим телом, используемым в различных тепловых машинах, и их теоретическая разработка базируется на представлении о природе теплоты как роде движения частичек тел (кинетическая гипотеза). Эта гипотеза является одной из фундаментальных основ современной науки, вошедшей во все учебники. Считается, что она подтверждена экспериментальными фактами. Однако в [1] показана ошибочность этих экспериментов, а в [2] дано обоснование эфирной природы теплоты, согласно которой количество тепловой энергии Q характеризуется массой m эфира и определяется соотношением:
Q = mc2, (1)
где c — скорость света в эфирной среде околоземного вакуума.
Именно с этих позиций в настоящей работе рассматриваются параметры идеальных газов, в результате чего по новому раскрывается физическая сущность основных положений современной термодинамики.
Но прежде коротко остановимся на физической сущности эфира и представлении о строении газов с этих позиций.
§ 1. Физическая сущность эфира и строение газов
Напомним, что представление об эфире было известно еще с древности как о тончайшей всепроникающей материи, заполняющей не только космос, но и пространство между мельчайшими частичками вещества — атомами, электронами и т. п. Это соответствует философской концепции Аристотеля, утверждавшего, что во Вселенной нет ни малейшего места, где бы была пустота. Со времен Галилея и Ньютона, заложивших основы классической физики, ученые давали объяснение различных явлений с позиций эфира, придавая ему различные, порою противоположные, свойства. Но строение и физическая сущность эфира оставались неясными. Это и привело Эйнштейна к выводу, что «… следует совершенно забыть об эфире и постараться больше никогда не упоминать о нем» [3].
Однако раскрытие строения эфира и его физической сущности [4] в корне меняет современные фундаментальные научные представления и дает широкий простор дальнейшему развитию классической физики. Эфир — это материальная среда, не имеющая привычного для нас строения в виде частиц; его плотность меняется плавно, и нельзя провести резкую границу между его отдельно взятыми объемами. Поэтому эфир представляет собой бесчастичную материю, характеризующуюся плотностью и способностью (подобно газу) распространяться по всему доступному для него пространству, а также силами гравитационного взаимодействия его с другими средами и телами.
Теперь газы мы можем представить состоящими из молекул и находящегося между ними эфира. Но молекула состоит из атомов, а те в свою очередь — из ядер атомов и электронов. Поэтому газы можно представить состоящими из частичек (ядер соответствующих атомов и электронов), сгруппированных в молекулу, и эфира, находящегося во всем пространстве между частичками и молекулами. Рассмотрим это на примере водорода (рис.1). Атом водорода состоит из протона (+p) и электрона (–е), находящегося на определенном расстоянии от протона в соответствии с потенциалом ионизации электрона [5]. Плотность эфира в атоме наибольшая (обозначена черным цветом), так как эфир притягивается протоном и электроном, представляющими сгусток эфира очень высокой плотности [4]. При этом по мере удаления от электрона и протона плотность эфира уменьшается. Так как электрон и протон не находятся в одной точке, то атом вблизи себя образует электростатическое поле. Благодаря этому два атома соединяются в молекулу. Плотность эфира в области молекулы (обозначена темным цветом) будет меньше, чем в атоме и она будет уменьшаться по мере удаления от атомов. Между областями молекул выделим межмолекулярную область. Эта область настолько удалена от частичек молекул (по сравнению с их малыми размерами), что плотности эфира в разных ее точках имеют небольшие отличия; будем считать эту область с равномерно распределенной плотностью; плотность эфира здесь обозначена менее темным цветом, так как она меньше плотности эфира в области молекулы. В газах межмолекулярная область занимает основной объем, а в идеальных газах — принимается весь объем, так размеры молекулы принимаются ничтожно малыми по сравнению с расстояниям между молекулами. Аналогично строение и других газов, имеющих большее количество элементарных частиц.
Рис. 1
Приведенная сущность эфира и строение газа позволяют перейти к рассмотрению основных вопросов с новых позиций.
§ 2. Параметры теплового состояния газа
Параметрами теплового состояния газа определенной массы m считаются давление P, объем V и температура T [6]. Рассмотрим каждый из перечисленных параметров.
Современное научное представление предполагает, что давление в газах обусловлено ударами о стенку большого числа хаотически движущихся молекул. Однако нет ни одного эксперимента, в котором наблюдались бы такие удары. B [7] раскрыто важное свойство эфира производить давление в газах и получено соотношение:
P = dc2, (2)
где с — скорость света в эфирной среде околоземного вакуума,
d — плотность эфира, находящегося в межмолекулярной области.
По поводу объема газа обратим внимание, что в идеальных газах (как мы отмечали выше) принимается, что весь объем приходится на межмолекулярную область, но молекулярная область имеет важное значение, так как в ней содержится значительная часть эфира.
Температура является мерой тепловой энергии и согласно современной кинетической теории — мерой интенсивности теплового движения частичек: молекул, атомов, ионов [6]. Так как эфирная природа теплоты характеризует тепловую энергию массой эфира согласно (1), то температура будет связана с массой эфира. Математически эту зависимость определим ниже при рассмотрении уравнения состояния идеального газа.
§ 3. Уравнение состояния идеального газа
Уравнение состояния моля идеального газа имеет вид:
PV = RT, (3)
где R — универсальная газовая постоянная [8].
Рассмотрим левую часть этого уравнения. С учетом соотношения (2) она принимает вид:
PV = dVc2, (4)
но произведение плотности эфира d на занимаемый эфиром объем V есть ни что иное, как масса m1 эфира, находящегося в межмолекулярной области.
Тогда соотношение (4) принимает вид:
PV = m1· c2. (5)
Правая часть этого соотношения в соответствии с (1) характеризует количество тепловой энергии Q1, находящейся в межмолекулярной области. Поэтому соотношение (5) можно представить в виде:
PV = m1· c2 = Q1. (6)
Это соотношение свидетельствует о том, что произведение давления идеального газа на занимаемый им объем определяется находящейся в межмолекулярной области массой эфира, характеризующей соответствующую величину тепловой энергии в этой области. Из (3) с учетом (6) имеем:
R = Q1 / Т (7)
Следовательно, универсальная газовая постоянная характеризует количество тепловой энергии (исоответствующее ей количество массы эфира), поступающее вмежмолекулярную область при нагреве одного моля газа на 1 K.
Поделив обе части выражения (7) на число Авогадро NА, получим выражение для постоянной Больцмана k:
k = Q1 / Т NА (8)
Следовательно, постоянная Больцмана характеризует количество тепловой энергии (исоответствующее ей количество массы эфира), поступающее вмежмолекулярную область одной молекулы при нагреве газа на 1 K.
Из соотношения (8) имеем:
T = Q1 / k NА (9)
Отсюда следует, что температура газа определяется количеством тепловой энергии (исоответствующим ей количеством массы эфира), приходящейся на межмолекулярную область одной молекулы. Таким образом, каждая молекула идеального газа удерживает в своей межмолекулярной области определенную массу эфира, соответствующую температуре газа. Если по какой либо причине в межмолекулярной области молекулы будет больше эфира, чем в той же области соседней молекулы (т. е. большая температура), то эфир распределится между молекулами так, что в этих областях будет одинаковая масса эфира, т. е. наступит температурное равновесие.
§ 4. Изотермический процесс в идеальном газе
Так как при неизменной температуре масса эфира в межмолекулярной области остается неизменной, то, следовательно, вся масса поступающего эфира (характеризующая количество поступающей тепловой энергии) идет в область молекул, производя раздвижение их частичек и увеличивая массу молекул.
С другой стороны известно, что в изотермическом процессе величина произведенной работы равна количеству поступающей тепловой энергии. Следовательно, при совершении газом работы соответствующая масса эфира поступает вобласть молекул, изменяя расположение частичек молекул и соответственно увеличивая массу молекул.
Так как масса эфира в межмолекулярной области остается неизменной, а объем этой области увеличивается, то уменьшается плотность эфира в этой области, что в соответствии с соотношением (2) и приводит к уменьшению давления в изотермическом процессе.
Рассмотренный изотермическй процесс позволяет сделать вывод для тел: «Совершение работы рабочим телом (или над телом) связано с поступлением в область молекул тела (или выделением из этой области) эквивалентного количества тепловой энергии в виде массы эфира; при этом происходит изменение расположения частичек молекул и увеличение (или уменьшение) массы молукул». Это позволяет правильно решать важнейшие научные проблемы. Так, например, становится понятно почему при трении (работе над телом) происходит выделение тепловой энергии. Известно, что невозможность объяснения этого с позиций вещественной гипотезы о природе теплоты явилось важным фактором в поражении этой гипотезы и в победе современной кинетической гипотезы [9]. Приведем другой пример: так как при совершении над телом работы изменяется структура молекул и уменьшается их масса, то это может привести к разрушению тела; этим и объясняется усталость материалов.
В современной науке считается, что при совершении работы поступившее количество тепловой энергии преобразовалось в механическую. Теперь понятно, что при совершении работы вся поступившая тепловая энергия остается в теле, соответственно увеличивая массу молекул.
Поэтому, для точной характеристики состояния газа недостаточно указанных в § 2 трех параметров (P, V, T) и необходимо ввести параметр, который бы характеризовал количество эфира в газе. Назовем этот параметр эфиросодержанием газа и будем обозначать его МЭ.
ВЫВОДЫ:
1. При совершении газом работы соответствующее количество тепловой энергии в виде массы эфира поступает в область молекул, изменяя их структуру и увеличивая их массу; при совершении такой же работы над этим газом восстанавливается структура и масса молекул с выделением той же тепловой энергии.
2. Для точной характеристики состояния газа кроме параметров P, V, T необходим параметр МЭ, характеризующий эфиросодержание газа.
ЛИТЕРАТУРА
1. Молекулярно-кинетическая теория не имеет экспериментального подтвержденияhttp://www.econf.rae.ru/pdf/2010/05/6c9882bbac.pdf
2. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ http://www.econf.rae.ru/pdf/2011/02/979d472a84.pdf
3. Эйнштейн А. Собр. научных трудов, т.4. М. «Наука», 1965, с. 468.
4. ВТОРАЯ ФОРМА МАТЕРИИ - НОВОЕ ПРО ЭФИРhttp://econf.rae.ru/pdf/2010/01/85422afb46.pdf (раздел I)
5. Там же, п. 11.2.
6. Яковлев В. Ф. Курс физики. Теплота и молекулярная физика, М. «Просвещение», 1976, с. 6.
7.ВТОРАЯ ФОРМА МАТЕРИИ - НОВОЕ ПРО ЭФИРhttp://econf.rae.ru/pdf/2010/01/85422afb46.pdf §8.
8. Яковлев В. Ф. Курс физики. Теплота и молекулярная физика, М. «Просвещение», 1976, с. 22.
9. Эйнштейн А. Собр. научных трудов, т.4. М. «Наука», 1965, с. 385.
Библиографическая ссылка
Брусин С.Д., Брусин Л.Д. ИДЕАЛЬНЫЕ ГАЗЫ С ПРИНЦИПИАЛЬНО НОВОЙ ПОЗИЦИИ // Научный электронный архив.
URL: http://econf.rae.ru/article/5973 (дата обращения: 23.12.2024).
Прочитать публикацию в формате PDF
ис. 1