Энергетики

Вид материала

Документы

Содержание Часть первая 1. Осцилляторы газа Взаимодействие осцилляторов Постоянная Планка 2. Нейтрон – сложная структура 3. Природа постоянной Авогадро и единицы массы в системе СИ 4. Температура и вакуум Определение температуры.

Подобный материал:

• Программа повышения квалификации профессорско-преподавательского состава высших учебных, 183.06kb.
• «интехэко» инновационные технологии и экология, 139.9kb.
• Энергетическая революция: Перспективы устойчивого развития энергетики, 120.47kb.
• Министерство Энергетики России. Сдоклад, 56.14kb.
• Проблемы безопасности атомной энергетики и их значимость для Нижегородской области, 510.75kb.
• Программа рекомендована к изданию учебно-методическим объединением по направлениям, 87.69kb.
• Моделирование экономической устойчивости систем энергетики, 442.65kb.
• Инновационные технологии возобновляемой энергетики, 126.63kb.
• Исполнительный орган государственной власти липецкой области управление энергетики, 20.61kb.
• Курс евро-лев: приблизительно 1: 2 Цена бензина А95: 2,42 лева за 1 литр (на 21 июля, 739.68kb.

^ ЧАСТЬ ПЕРВАЯ


ФИЗИКА ЕСТЕСТВЕННЫХ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Введение

К 90-м годам ХХ века в физике и, в частности, в энергетике накоплено большое количество фактов, которые не могут быть объяснены традиционной физикой. Это вызвало, с одной стороны, кризис теоретической физики, с другой – десятки, если не сотни, новых теорий. Часть их пытается извлечь объяснение из математических операций, причем без оптимизации математического описания формы, характерной для реальных процессов, другая часть базируется на новых физических представлениях. Однако, лишь одна из них – физика Базиева /3/ – объясняет механизм взаимодействия элементарных частиц, атомов и молекул между собой. В других – это взаимодействие просто постулируется или игнорируется. Именно обоснование организации порядка, а не хаоса, и механизма взаимодействия вызывает предпочтение физики Базиева перед десятками теорий других авторов.

Есть и другие отличия, благодаря которым физика Базиева становится предпочтительной и доступной для использования при объяснении и расчетах ранее необъяснимых явлений. К числу таких отличий можно отнести следующие. При разработке теории строения вещества в /3/ сделано только одно предположение, что наряду с отрицательно заряженной элементарной частицей (электрон) должна существовать положительно заряженная частица (названа – электрино). Ее характеристики и параметры определены расчетным путем на основе существующих экспериментальных данных. Остальные частицы – их производные.

Вторым существенным фактом является уровень крупности «неделимых» частиц. Если в древней физике неделимым считался атом, то в физике Базиева неделимыми рассматриваются электрон и электрино, из которых эти атомы состоят.

Следует отметить, что есть теории, рассматривающие более мелкие частицы (кварки, эпсилоны…), из которых как бы состоит, например, электрон /14/. Но такие теории, хотя и развивают, казалось бы, представления о строении вещества, являются чисто умозрительными, вымышленными.

Третьим отличием является установление фазового перехода высшего рода (ФПВР), заключающегося в образовании вещества из (двух) элементарных частиц и – возможности распада любого вещества полностью или частично на элементарные частицы с выделением энергии. Это представляет практический интерес, о чем ранее и понятия не имели, кроме ядерных реакций радиоактивных веществ.

Есть немало других «изюминок», находок и красочных описаний явлений и процессов (свет, электрический ток, горение, лазерное излучение и т.п.), которые являются оригинальными, раскрывающими их сущность на уровне взаимодействия атомов и элементарных частиц. При этом математика достаточно проста и ограничена алгебраическими уравнениями. Но поскольку она описывает как бы каждую частицу в отдельности, а не усредненные параметры процесса в целом как это обычно делается, то этой математики вполне достаточно, а расчеты прозрачны для понимания сути.

Все это делает настоятельным необходимость знакомства с физикой Базиева. Но ввиду большого объема книги (640 страниц) и большого количества необычных новых понятий, их взаимоувязки и, тем более, использования в расчетах, требуется для предварительного знакомства адаптированный текст, пригодный для восприятия в виде краткого конспекта – справочника. В случае необходимости отдельные разделы всегда можно посмотреть более подробно в самой книге /3/.

^ 1. Осцилляторы газа

Поскольку атомы (молекулы) находятся в частотном электродинамическом взаимодействии друг с другом, то они называются общим понятием «осциллятор».

Индивидуальное пространство осциллятора, внутри которого он колеблется, называется «глобулой».

Объем, занимаемый одним осциллятором (на примере воздуха) при атмосферном давлении и температуре :



Количество осцилляторов воздуха в единице объема:



Суммарная кинетическая энергия осцилляторов в единице объема:



Кинетическая энергия осциллятора воздуха:



То же, через постоянную Больцмана:



То же, через постоянную Планка:



откуда частота колебаний осцилляторов воздуха внутри глобулы:



Движение осциллятора в своей глобуле не хаотическое как считают, а упорядоченное, вследствие электродинамического взаимодействия с соседями, с амплитудой .

В первом приближении амплитуду можно принять равной диаметру глобулы:



Есть и точное решение для .

Средняя линейная скорость осциллятора за один период его возвратно-поступательного движения на пути :



Механическое уравнение осциллятора



– коэффициент сферичности глобулы – средний угол отражения осциллятора от осциллятора.

– скорость блуждания глобулы:

(для воздуха). Кроме того, осцилляторы вращаются с большой скоростью.

^ Взаимодействие осцилляторов начинается с их взаимного сближения на некоторое критическое расстояние , при достижении которого происходит остановка с полным торможением их встречных импульсов. Гашение встречных импульсов происходит за счет импульса электрино при излучении первой частицы из одного из двух сблизившихся осцилляторов. Затем через краткий миг излучается и самопоглощается второе электрино, импульс которого передается обоим осцилляторам и они разлетаются с номинальной скоростью и импульсом. При этом разгон осцилляторов мгновенный, так как они движутся в абсолютном вакууме. Размер или диаметр самого осциллятора – атома примерно в 10³ раз меньше диаметра его глобулы, которую сейчас принимают в традиционной физике за размер атома (молекулы).

Момент импульса электрино, как видно из описания взаимодействия осцилляторов, должен ровно вдвое превосходить момент импульса осциллятора, чтобы хватило остановить оба:

.

Поскольку есть отношение энергии осциллятора к частоте, которое представляет собой момент импульса единичного взаимодействия между парой осцилляторов, то есть квант энергии одного взаимодействия, то (постоянная Герца).

В то же время момент импульса частицы равен произведению ее массы на ее секториальную скорость.

Секториальную скорость (или постоянную Милликена) определяют из соотношений для скорости распространения естественного света , характеризующей, как оказалось, только его фиолетовую часть, представляющую наиболее высокочастотную компоненту в пучке видимого света:

;

.

Раскроем уравнение или – и определим массу электрино

.

^ Постоянная Планка как видно должна сохранять свое стоическое постоянство, так как она представляет собой произведение трех постоянных величин. Более того, по своей физической сути постоянная Планка является квантом энергии единичного взаимодействия между парой осцилляторов газа, которое осуществляется через посредников – электрино. Именно поэтому она и постоянна, что эти посредники – одинаковые для любых по размерам и массе молекул взаимодействующих веществ – от водорода до радона; в уравнение входит момент импульса частицы – посредника (электрино) ., являющийся величиной постоянной для всех веществ.

Путь к определению массы электрино и самой частицы был особенно реальным до 1905 г., до опубликования статьи Эйнштейна «К электродинамике движущихся сред», в которой обосновывается СТО и принимается масса фотона переменной. Но можно было, принимая корректным , с учетом определить массу частицы

,

что очень близко к истинному значению .

Орбитальная скорость электрино определяется как

.

Ее значения для водорода и кислорода:

;



В то же время теория относительности, вот уже почти век утверждает, что в природе нет и не может быть скорости, превышающей

.

Во всех видах излучения, в том числе оптического диапазона, в качестве фотона выступает одна и та же элементарная частица – электрино. Эта частица обладает постоянной конечной массой, постоянным положительным зарядом, постоянной секториальной скоростью, постоянным моментом импульса и двумя составляющими скорости – орбитальной и шаговой .

^ 2. Нейтрон – сложная структура

Экспериментально доказано, что при бета–распаде нейтрон переходит в протон с выделением 1,3 МэВ энергии. Открытие электрино делает возможным решение задачи о структуре нейтрона и протона, которые как видно не являются элементарными частицами, и месте элементарных частиц – электрона и электрино – в структуре нейтрона (и протона).

Атомная единица массы и масса среднего нуклона определяется соотношением:

.

То есть масса среднего нуклона равна массе среднего нейтрона и численно равна:

.

За нейтрон принимается средний нуклон, из которого образованы атомы всех элементов (веществ).

Каждый отдельный нуклон и образованный ими атом есть электростатическая система из отрицательных электронов и положительных электрино.

Введение электрино предполагает определенную конструкцию нейтрона как композитной (не элементарной) частицы. Количество электронов в нейтроне должно быть целочисленным и небольшим. Если бы нейтрон имел в своем составе один электрон , то после его испускания, образовавшийся протон, представляющий собой сгусток электрино, мгновенно должен был бы распадаться. Но он весьма стабилен. При после испускания одного электрона будет сильный дебаланс зарядов 2 : 1 – устойчивость такого протона сомнительна. Лишь при в нейтроне после испускания одного электрона протон может быть стабильным, что также подтверждается дальнейшим анализом Базиева.

На основе анализа безизотопных веществ уточнены массы нейтрона, протона, электрона. При этом атомная масса элементов стала целочисленной и определялась суммой нейтронов и протонов :

.

Массы нейтрона, протона, электрона определялись по формулам:

;

;

.

В результате исчезла вариация масс протона, нейтрона и электрона в зависимости от типа химического элемента, исчез отрицательный знак перед массой электрона; данные приобрели гармонию:









(число электронов в нейтроне).

(число электрино в нейтроне).

(заряд одного электрино).

Интересны относительные величины:

– отношение удельных зарядов, плотности электрино и электрона и их суммарной массы в нейтроне:



(плотность вещества в электроне есть предельная концентрация материи в природе );

– отношения диаметров нейтрона, электрона, электрино:





– массы электронов и электрино в нейтроне и веществе в целом:

от ;

от ;

– заряды электронов и электрино в нейтроне:

от ;

от .

Таким образом, в составе нейтрона и всякого атома масса электрино составляет 99,83% от общей массы. Возникает резонный вопрос: может ли существующая теоретическая физика претендовать на полноту и объективную верность, если она не имела ни малейшего представления о 99,83% материи?

^ 3. Природа постоянной Авогадро и единицы массы в системе СИ

Число Авогадро нейтронов / – это количество нейтронов в 1 кг вещества.

Единицей массы является 1 кг вещества, содержащий в себе нейтронов, независимо от агрегатного и химического состояния вещества.

Следует отметить, что удельный молярный объем



не является постоянной величиной.

Каждый газ имеет свой молярный объем .

^ 4. Температура и вакуум

Температурой абсолютного вакуума считают Т = 0 К. В настоящее время достигнуты температуры 2,65·10^-3…
…2,5·10^-4 К и возможности не исчерпаны. Но абсолютного нуля вряд ли можно достичь, так как при нем ожидается неподвижность материи.

Поскольку (см. ранее) , то температура есть способ косвенного измерения частоты.

Величина как коэффициент пропорциональности между температурой и частотой была получена М. Планком в 1900 году при анализе уравнения Вина по распределению энергии излучения черного тела. С тех пор она не использовалась: теперь ее второе рождение. Для гелия при :

;

;

.

Как видно является частотной ценой одного градуса; а в непосредственной близости от осцилляторы обладают еще колоссальной частотой колебания. При достижении будет , но если принять некоторую , то получим (для гелия ) – это близкая к минимальной температура, при которой еще существует частотная форма движения в микромире (всего 1 Гц).

Поскольку максимально зафиксированная температура (в плазме)

,

то максимальная частота осциллятора будет

.

При абсолютном нуле царит абсолютный покой. При других температурах может быть относительный покой. Так в нейтроне давление составляет , при котором подвижность частиц электрона и электрино невозможна.

^ Определение температуры. Из формулы следует, что , то есть частоте осцилляторов вещества при температуре . Подставим в общее уравнение , из которого следует: . Это и есть определение температуры: «температура есть отношение реальной частоты осцилляторов вещества к нормированной частоте (при )».

Умножив числитель и знаменатель на , получим другое, но аналогичное, определение температуры

: «температура есть отношение реальной энергии осциллятора вещества к нормированной энергии (при )». Хотя порознь частота и разные для разных веществ, но их отношение одинаково для разных веществ при одной и той же температуре, так как температурная шкала является единой для любого вещества.

Мысленно представим единственную глобулу с единственным осциллятором гелия, изолированную при нормальных условиях. Тогда линейная скорость осциллятора , а его амплитуда равна диаметру глобулы . Получим ряд важнейших термодинамических характеристик абсолютной глобулы:

(23,6 км);

;

;

;

.

Эти данные должны быть ориентиром, в том числе, для понимания значения абсолютного вакуума, который достигается (мысленным) исключением последнего осциллятора, когда вышеперечисленные значения обращаются в нуль. Кстати космический вакуум имеет порядок , то есть – далеко не абсолютный.