Молекулярно–кинетическая теория фальшивка (без сокращений)
Молекулярно – кинетическая теория строения вещества на самом деле вовсе не кинетическая. В ней нет никакой связи температуры с подвижностью атомов и молекул вещества. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газа Еср=кТ, представленное в 1877 г. Л.Больцманом (1844 – 1906 г.), ошибочно.
“Вывод” этой формулы, давшей название теории, Больцман произвёл методом статистической физики, без эксперимента, не понимая причины подвижности атомов и молекул газа.
Он утверждал, что хаотичное движение молекул газа связано с температурой. Давайте рассмотрим, какая здесь связь?
1. Тепловая энергия переносится фотонами инфракрасного диапазона. Это открыл В.Гершель (1738 - 1822 г.) в 1800 г.
2. В 1913 году Н.Бор (1885 – 1962 г.) дополнил это открытие вторым постулатом. Если электроны атомов и молекул поглотили или излучили тепловые фотоны, то они изменят свои скоростные орбиты. Изменение скорости внешних электронов и размеров молекул мы воспринимаем как изменение температуры. Это тепловая энергия (инерция). А кинетическая энергия подвижности (инерция) атомов и молекул никак не изменится. Это не тепловая, это другая энергия и, соответственно, у неё другой переносчик энергии.
Рассмотрим процесс излучения фотона и его поглощения электроном, а также эффект от этого поглощения. Инфракрасные тепловые фотоны прилетают от Солнца на Землю и попадают на шарик с подкрашенным спиртом в термометре. Внешние электроны поглощают тепловые фотоны и перескакивают на верхние и более скоростные уровни орбит. При этом размеры молекул увеличиваются. Чем больше молекул поглотит тепловых фотонов, тем больше станет объём подкрашенного спирта. Излишки по капилляру поднимутся вверх и укажут температуру. Именно на этом эффекте основана работа жидкостных термометров. А причём здесь подвижность молекул? Попробуйте связать модель Гершеля-Н.Бора с моделью Больцмана? Никакой связи нет потому, что разные переносчики энергии.
Можно сделать вывод, что температурой можно характеризовать только вещество, имеющее атомарную структуру. Нельзя характеризовать температурой: ионизированный газ, плазму, нейтронные звёзды, черные дыры, фотоны, а также выдуманные некоторыми учёными эфирные частицы амеры (поэтому вся эфиродинамика Ацюковского — ошибочная). Всё перечисленное не имеет атомарной структуры с внешним электроном.
ПРИМЕЧАНИЕ. Ещё “современная” физика утверждает, что молекулы газа находятся в вечном хаотичном движении, всё время, ударяясь друг с другом с разной скоростью. Однако такие утверждения очень невежественны. Такого быть не может, так как через некоторое время скорости атомов и молекул усреднялись бы. Это, если удары упругие. Но этого не наблюдается. Если удары неупругие, то через какое-то время скорости атомов и молекул стали бы равны нулю. И такого тоже не наблюдается.
Получается, что молекулы газа могут хаотично и вечно соударяться между собой только в том случае, когда что-то хаотично и вечно ударяют по ним самим.
Теперь надо найти это что-то?
Рассмотрим, какие силы действуют на молекулы вещества, например, газа.
Во-первых, силы гравитационного взаимодействия между молекулами (они настолько малы, что в сравнении с другими ими можно пренебречь).
Во-вторых, гравитационное взаимодействие между каждой отдельной молекулой и Землёй.
В газе молекулярное взаимодействие, в отличие от жидкости и твёрдых веществ, отсутствует.
Как видим, из всех этих сил самыми существенными являются силы гравитационного притяжения Земли.
Если бы на молекулы газа действовали только эти перечисленные силы, то по закону гравитационного притяжения все молекулы газа лежали бы на поверхности Земли небольшим слоем. Атмосфера, которую мы наблюдаем, не существовала бы. Однако, атмосфера существует. В этом атмосфера Земли, и вообще все газы, обязаны непрерывной нейтринной бомбардировке ядер молекул газа и гравитации. Поэтому на молекулы газа и жидкости, а также на молекулы твёрдых веществ, помимо перечисленных сил, действует ещё одна – непрерывная нейтринная бомбардировка ядер атомов и молекул вещества. Совокупность действия всех этих сил делает газ таким, каким мы его наблюдаем (объёмным).
С учётом этих сил, молекулы газа стараются выдержать определённое расстояние между собой, зависящее от химического состава газа (или смеси газов), давления и температуры. Так, например, атмосферный газ при давлении в 1 атм. и при температуре 20 градусов Цельсия старается выдержать десятикратное расстояние между молекулами, в сравнении с их размерами. Таким образом, материальными частицами, сообщающими инерцию движения молекулам газа или жидкости, являются нейтрино.
Почему, именно, нейтрино? Ведь что-то же должно ударять по ядрам атомов и молекул вещества, хаотично во всех направлениях и с разной инерцией. Сами они “прыгать” не будут. Другого претендента на эту роль не найти, его просто нет. Поэтому нейтрино. Нейтрино (нейтральное излучение) рождаются в звёздах при реакциях термоядерного синтеза. При каждой реакции термоядерного синтеза излучается фотон и нейтрино строго определённых масс и частот. Тогда фотонов и нейтрино во Вселенной излучается одинаковое количество. Поэтому нейтрино, также как и фотоны, бывают разных диапазонов частот. И они движутся прямолинейно во всех направлениях Вселенной.
Смогут ли нейтрино сдвинуть атомы и молекулы? Масса нейтрино в сравнении с массой молекул значительно меньше, зато скорость большая. Расчёт инерции необходимой нейтрино для осуществления непрерывной нейтринной бомбардировки ядер атомов и молекул вещества произведён на стр. 180.
Вывод. Подвижность атомов и молекул не связана с температурой. Температура связана с тепловыми инфракрасными фотонами. Поэтому название этой теории должно быть:
молекулярно-фотонная теория.
ПРИМЕЧАНИЕ. Российские учёные Каменский и Шноль несколько лет назад подготовили и провели эксперимент по зависимости характеристик броуновского движения (подвижность атомов и молекул в жидкости) от температуры.
Изв. вузов «ПНД», т. 19, № 1, 2011
А.В. Каминский, С.Э. Шноль “КОСМОФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ В СПЕКТРЕ АМПЛИТУД ФЛУКТУАЦИЙ В БРОУНОВСКОМ ДВИЖЕНИИ”.
Данный эксперимент подтвердил все ранее произведённые Шнолем эксперименты и показал, что при постоянной температуре средняя энергия подвижности атомов и молекул изменяется. Таким образом, основное уравнение молекулярно-кинетической теории Еср=кТ фальшивое. И вся молекулярно-кинетическая теория оказывается также фальшивой.
Один вид энергии – это тепловая энергия (лучше называть тепловая инерция W= mV), где переносчики тепловой инерции инфракрасные фотоны.
При нагревании вещества инфракрасным излучением, например, от Солнца внешние электроны молекул поглощают тепловые фотоны и перескакивают на более удалённые от ядра и более скоростные орбиты, тем самым, увеличивая размеры молекул. Это второй постулат Н.Бора. Увеличенный размер молекул приводит к расширению вещества и ослаблению молекулярного взаимодействия. Частным случаем нагревания является нагревание одного участка тела или среды от другой его части. Это процесс теплопередачи. Об этом будет написано далее.
При охлаждении вещества внешние электроны молекул излучают тепловые фотоны и перескакивают ближе к ядру на менее скоростные орбиты, тем самым, уменьшая размеры атомов и молекул. Уменьшенный размер молекул приводит к сжатию вещества и усилению молекулярного взаимодействия.
Таким образом, тепловая энергия связана только с тепловыми фотонами, а температура – это усреднённый размер орбит внешних электронов в молекулах вещества, то есть состояние внешних электронов и молекулы в целом.
Сделаем оговорку, что при объяснении состояний вещества речь идёт о средних вероятностных значениях характеристик микрочастиц, связанных с тепловой энергией и температурой.
Другой вид энергии – это энергия (лучше называть инерция W= mV) подвижности атомов и молекул, связанная с непрерывной нейтринной бомбардировкой ядер атомов и молекул вещества. Средняя инерция атомов и молекул величина от температуры не зависит.
Итак, вещество обладает внутренней инерцией W= mV, состоящей из двух видов.
Первое – это инерция подвижности атомов и молекул вещества. Этот вид инерции связан с непрерывной нейтринной бомбардировкой ядер атомов и молекул вещества. Только благодаря этому виду инерции газ объёмный, существует диффузия и теплопроводность. Средняя инерция атомов и молекул от температуры не зависит.
Второе – это тепловая инерция, переносимая инфракрасными фотонами. Тепловая инерция, которая характеризуется температурой, величина непостоянная.
“Современная” физика предлагает модель идеального газа, в котором объёмы молекул равны нулю. Однако, такая модель ошибочна и никакого отношения к газовым законам Бойля-Мариотта, Гей-Люссака и Шарля не имеет. Эти законы изменения состояния данной массы газа были открыты эмпирически - на основе практических опытов. Формулы этих трёх законов не содержат упоминаний ни о средней кинетической энергии (инерции), ни о размерах молекул (идеальный газ).
Закон Гей-Люссака. При изобарном нагревании газа от 0 градусов Цельсия относительное изменение его объёма пропорционально конечной температуре
(V-Vo)/Vo=aT.
Закон Шарля. При изохорном нагревании газа от 0 градусов Цельсия относительное изменение его давления пропорционально конечной температуре
(P-Po)/Po=yT.
Кроме того, эти законы описывают процессы, начиная от 0 градусов Цельсия, так как при температурах менее 0 градусов Цельсия законы Гей-Люссака и Шарля становятся нелинейными.
Если следовать молекулярно-кинетической теории и модели идеального газа, то при температуре минус 273 градусов Цельсия средняя кинетическая энергия (инерция) молекул и объём газа должны быть равны нулю. Однако этого не происходит потому, что связи со средней кинетической энергией и с моделью идеального газа в данных процессах нет. А происходит следующее.
При приближении температуры газа к минус 273 градусов Цельсия внешние электроны молекул излучают фотоны инфракрасного диапазона. Электроны перескакивают на менее скоростные и максимально приближённые орбиты к ядру молекул. Это и будет являться минимальным объёмом отдельных молекул и, соответственно, объёмом всего газа. А эти размеры очень далеки от нуля.
Молекулярно-кинетическая теория со своей моделью идеального газа неправильно объясняет процессы в газах.
Всё как раз наоборот. Как сейчас увидите, объяснить процессы с газами возможно только моделью с изменяющимися размерами атомов и молекул. Размеры атомов и молекул могут измениться только в трёх случаях:
-- при поглощении или излучении фотонов инфракрасного диапазона;
-- при изменении массы ядер атомов и молекул (при скрытой теплоте плавления и кипения, а также аналогичных процессов, связанных с поглощением инфракрасных фотонов позитронами в составе протонов);
-- у разных химических элементов, как оказалось, размеры атомов и молекул при одних и тех же условиях разные.
Кроме того, количество соударений между атомами и молекулами в единицу времени для данного газа – это и есть давление газа в системе.
Мы рассмотрим объяснения газовых законов только в первом и третьем случаях. Про второй случай будет рассказано далее.
1. Что происходит с молекулами газа при изотермическом процессе
P=f(V), Еср.мол.=mVср.мол.=const, T=const.
При уменьшении объема газа расстояния между молекулами газа уменьшаются, а средняя инерция от ударов нейтрино Еср.мол.=mVср.мол.=const по ядрам атомов и молекул остаётся прежней. Тогда длина свободного пробега молекул уменьшается и соударения между молекулами газа в единицу времени происходят чаще. Это значит, что давление внутри системы увеличивается. И, ноборот. При увеличении объёма газа расстояния между молекулами увеличивается, а средняя инерция от ударов нейтрино остаётся прежней Еср.мол.=mVср.мол.=const. Тогда длина свободного пробега молекул увеличивается и соударения между молекулами газа в единицу времени происходят реже. Это значит, что давление внутри системы уменьшается.
ПРИМЕЧАНИЕ. Гравитационное сжатие газа при образовании протозвёзд процесс очень медленный и носит изотермический характер. Разогрев в протозвёздах происходит по другой причине, об этом в разделе 31 этой главы.
2. Что происходит с молекулами газа при изобарном процессе?
V=f(T), Еср.мол.=mVср.мол.=const, P=const.
В изобарном и изохорном процессах главную роль играют изменяющиеся размеры молекул газа в зависимости от температуры. При нагревании газа внешние электроны молекул поглощают инфракрасные фотоны и перескакивают на более скоростные и более удалённые орбиты от ядра, увеличивая тем самым размеры молекул и длину свободного пробега молекул, а при охлаждении – наоборот. Это связано с постулатами Н.Бора.
Изобарный процесс. При нагревании газа внешние электроны поглощают тепловые фотоны и перескакивают на более скоростные и более удалённые от ядра орбиты. При этом атомы и молекулы увеличивают свои размеры (радиусы), а инерция Еср.мол.=mVср.мол.=const от ударов нейтрино остаётся прежней, поэтому длина свободного пробега молекул увеличится на величину прироста длины радиуса увеличившихся молекул. Соответственно этому, объём газа увеличится пропорционально повышению температуры (увеличения радиусов молекул). Эта зависимость линейная, связанная с размерами молекул и, соответственно, с длиной свободного пробега.
Например. Газ нагрели на один градус, при этом объём газа увеличился на 1/273 объёма. Нагрели ещё на один градус и объёи увеличился ещё на 1/273. И так далее. Это закон Гей-Лусака. Зависимость линейная.
Рассмотрим, что происходит с газом на микроуровне.
Итак, внешний электрон молекулы поглотил фотон то, при этом инерция электрона mVэл увеличилась на инерцию фотона Еср.фот.=mC и, соответственно, скорость электрона увеличилась.
Зависимость “поглощение фотона – увеличение скорости электрона” линейная.
Масса электрона увеличилась, но очень незначительно, зато у фотона большая скорость и поэтому скорость электрона заметно возросла. Увеличилась скорость электрона на его орбите, но не скорость атомов и молекул. Средняя скорость атомов и молекул осталась прежней, так как она с температурой (с фотонами) не связана. Средняя скорость атомов и молекул связана с ударами нейтрино и эта величина постоянная Vср.мол.=const.
При этом электрон перескочил на более удалённую и скоростную орбиту, увеличив размер (радиус) молекулы.
Зависимость “увеличение скорости электрона – увеличение размеров орбиты электрона (радиуса орбиты)” линейная.
Увеличенная скорость внешнего электрона дала более скоростную орбиту, но она большего размера, чем была. Это приращение увеличившегося радиуса орбиты увеличит длину свободного пробега молекулы.
Зависимость “увеличение размеров орбиты электрона (радиуса орбиты) - увеличение длины свободного пробега” линейная. Увеличение размеров молекул приводит к увеличению объёма всего газа.
Как видите, связь на микроуровне такая: “нагрев (поглощение теплового фотона) – увеличение длины свободного пробега” линейная.
Средняя скорость у молекул Vср.мол. от нагрева не увеличивается. Она постоянная Vср.мол.=const. Увеличивается скорость электронов на их орбитах.
Таким образом, формула Больцмана Еср=кТ фальшивая, потому что формула связи энергии через массу и скорость, Еср=mVср^2/2 и скорость молекул Vср.мол. в ней никак не связаны с температурой (с поглощением инфракрасных, тепловых фотонов переносчиков тепла).
Кроме того, линейность газовых законов доказывает, что никаких квадратичных зависимостей между температурой, энергией молекул и их скоростью не существует. Формулы энергии Е=mV^2/2 в природе нет. Эта формула фальшивая. Выдумка Гюйгенса. Всё объясняется только через линейную функцию mV, которую следует называть инерция.
Вся механика объясняется только инерцией.
А вся физика объясняется только механикой.
Вернёмся к изобарному процессу. При охлаждении газа размеры молекул (радиусы) будут уменьшаться. Длина свободного пробега также уменьшится и это приведёт к уменьшению объёма.
3. Что происходит молекулами газа при изохорном процессе?
P=f(T), Еср.мол.=mVср.мол.=const, V=const.
При нагревании определённого объёма газа размеры молекул увеличиваются, а инерция от ударов нейтрино остаётся прежней, поэтому длина свободного пробега молекул увеличивается. Но так как объём газа ограничен, то соударения между молекулами газа в единицу времени будут происходить чаще. Поэтому пропорционально температуре повысится давление газа. При охлаждении размеры молекул будут уменьшаться. Длина свободного пробега будет также уменьшаться, а объём газа останется прежним, то соударения между молекулами газа в единицу времени будут происходить реже. Поэтому пропорционально температуре давление газа понизится.
4. Как можно объяснить то, что моль газа разных химических элементов при одинаковых условиях (при давлении в 1 атм. и при температуре 20 градусов Цельсия) занимает всегда один и тот же объём равный 22,4 л?
Объяснение этому эффекту можно найти, только проанализировав объяснения трёх предыдущих газовых процессов.
Моль разных химических элементов содержит 6 на 10 в 23 степени атомов или молекул.
Массы разных химических элементов разные.
Вся масса молекулы в основном находится в ядре молекулы.
Средняя инерция атомов и молекул газа величина постоянная Еср.мол.=mVср.мол.=const.
При увеличении массы молекулы m химического элемента газа соответственно пропорционально этому уменьшится средняя скорость молекул Vср.мол., так как Еср.мол.=mVср.мол.=const. Чтобы средняя длина свободного пробега осталась прежней, нужно чтобы размер молекул стал больше ровно на столько, чтобы объём моля 22,4 л (при давлении в 1 атм. и при температуре 20 градусов Цельсия) остался прежним. Все измерения подтверждают это.
Таким образом, чем больше масса ядер (разных химических элементов) молекул газа, тем больше размер молекул при одних и тех же условиях. Это экспериментально доказывает, что связь энергии и скорости Vср.мол. линейная, а не квадратичная.
Вывод.
1. Мы только что увидели, что главную роль в газовых законах играет изменение скорости внешних электронов и, соответственно, размеров атомов и молекул при нагревании или охлаждении и никакого отношения к теории идеального газа не имеет.
Теория идеального газа – это невежество в физике.
Поэтому молекулярно-кинетическая теория фальшивая.
Попробуйте дать другие объяснения?
“Современная” физика никаких объяснений не даёт.
Модель идеального газа – это верх идиотизма.
Придумана она для запутывания физики.
2. Кроме того, линейность газовых законов доказывает, что никаких энергий Е=mV^2/2 в природе нет.
Всё объясняется только через линейную функцию mV, которую следует называть инерция.
Вся механика объясняется только инерцией.
А вся физика объясняется только механикой.
В молекулярно-фотонной теории есть ряд сложных процессов, которые не имели правильного объяснения или точнее сказать, вообще не имели никакого объяснения.
Эти процессы следующие. Скрытая теплота плавления и кипения. Тепловые фотоны (тепловая энергия) при плавлении и кипении куда-то исчезают и откуда-то появляются при затвердевании и конденсации. Такие же необъяснимые процессы происходят при быстром сжатии и быстром расширении газа. Тепловые фотоны (тепловая энергия) при быстром сжатии откуда-то появляются, а при быстром расширении куда-то исчезают.
И это ещё не всё. При всех видах деформации (изгиб, сдвиг, удар, трение и др.), откуда-то появляются тепловые фотоны (тепловая энергия).
Скрытая теплота плавления и кипения в молекулярно-кинетической теории объяснялась так. Потенциальная энергия молекул твёрдого вещества при плавлении переходит в кинетическую энергию молекул жидкого вещества. Процессы, протекающие при быстром сжатии и быстром расширении газа, а также при деформациях объяснялись немного по-другому. Механическая энергия, приложенная к веществу, переходит в тепловую. Вот и все объяснения. В этих объяснениях отсутствует причина. Как я уже упоминал - причины процессов искать запрещено. Это ненаучно и очень несерьёзно.
Рассмотрим суть процессов, происходящих на микроуровне, при плавлении и затвердевании, а также при кипении и конденсации. Мы нагреваем, например, твёрдое тело с кристаллической решёткой. Внешние электроны молекул вещества поглощают тепловые фотоны и перескакивают на более удалённые от ядра орбиты, увеличивая размеры молекул. Увеличение размеров молекул ведёт к увеличению размеров тела (расширению) и к ослаблению молекулярного взаимодействия между молекулами вещества. Наконец, наступает такой момент, когда мы продолжаем нагревать вещество, а температура его не изменяется. Тепловые фотоны куда-то исчезают, то есть чем-то поглощаются, но не внешними электронами. Итак, куда же деваются тепловые фотоны? Ответ только один: их поглощают ядра молекул, а именно, позитроны, входящие в состав каждого протона. Ядра атомов химических элементов в определённых условиях могут, как поглощать, так и излучать фотоны, например, эффект Мёссбауэра. В нашем случае эффект поглощения тепловых фотонов ядрами молекул происходит через переизлучение внешних электронов. Получается, что в некоторых процессах (плавления, кипения, сжатия газов, деформации твёрдых тел, трении и др.) ядра молекул химических элементов или их химических соединений могут, как излучать, так и поглощать тепловые фотоны.
В жидкости масса ядер молекул стала больше, чем у твёрдого вещества. По законам физики масса центрального тела управляет орбитами планет, и поэтому в данном случае она отодвигает также и орбиту внешнего электрона. Тогда расстояния между молекулами увеличиваются и молекулярное взаимодействие ослабевает. Твёрдое превращается в жидкое. Температура при этом останется прежней, так как новая орбита соответствует новой массе ядра. Преодолев таким способом силы молекулярного взаимодействия твёрдое превращается в жидкое.
Как показывают простые расчёты при поглощении 80 кал/г (при плавлении водяного льда) масса каждого ядра молекулы увеличивается на 36 масс электронов.
Скрытая теплота кипения и конденсации. Всё происходит аналогично с процессами плавления и затвердевания.
Если теперь нагревать жидкость, то внешние электроны будут поглощать тепловые фотоны, увеличивая свои размеры орбит. Объём жидкости будет увеличиваться, а молекулярное взаимодействие между молекулами ослабевать. Наступит такой момент, когда мы нагреваем жидкость, а температура не изменяется. Раз температура не изменяется, значит, не изменяются размеры орбит внешних электронов, хотя тепловые фотоны поглощаются. Тепловые фотоны поглощаются ядрами молекул вещества. Преодолев таким способом силы молекулярного взаимодействия (аналогично процессу плавления), жидкость превратится в газ. В газе молекулярное взаимодействие отсутствует. При конденсации газа в жидкость всё должно происходить в обратном порядке. Как показывают расчёты при поглощении ещё 540 кал/г (кипение воды) масса каждого ядра молекулы увеличивается ещё на 216 масс электронов. Аналогично про-
исходят процессы при сублимации.
Испарение – это частный случай кипения, только с очень малой интенсивностью. Интенсивность повышается с увеличением температуры жидкости и понижается с уменьшением температуры. Результат испарения – это молекулы, которые преодолели молекулярное взаимодействие. Чтобы преодолеть молекулярное взаимодействие, ядра молекул жидкости должны поглотить необходимое количество тепловых фотонов. Это будет являться необходимым условием. Достаточным условием будет нахождение молекул в пограничном слое жидкости, и, наконец, молекула должна получить максимальный нескомпенсированный удар нейтрино в направлении вылета из жидкости. У разных жидкостей интенсивность испарения разная.
Быстрое сжатие и расширение газов. Рассмотрим суть процессов. Напомним ещё раз, что при нагревании газа тепловые фотоны поглощаются внешними электронами молекул, увеличивая их инерцию (массу и скорость), а также размеры орбит внешних электронов. Температура газа повышается. При охлаждении газа тепловые фотоны излучаются внешними электронами молекул, уменьшая инерцию (массу, скорость), а также размеры орбит внешних электронов. Температура газа понижается. Таким образом, изменение температуры в веществе есть не что иное, как следствие изменения инерции (массы, скорости) и размеров орбит внешних электронов.
Известно, что при быстром сжатии газ нагревается, а при быстром расширении охлаждается. Рассмотрим, что происходит с тепловой энергией на микроуровне? При быстром сжатии газ сам нагрелся. Откуда у внешних электронов появились тепловые фотоны, увеличив инерцию (массу и скорость) и размеры их орбит? И, наоборот, мы быстро расширили газ, и температура его понизилась. Куда исчезли тепловые фотоны от внешних электронов, уменьшив массы, скорости и размеры их орбит? Ответ следующий. При быстром сжатии газа (быстрое сжатие газ воспринимает как удар) ядра молекул (атомов) излучают тепловые фотоны, которые сразу же поглощаются внешними электронами этих же молекул. Точнее, позитроны в составе протонов ядер молекул газа, излучают тепловые фотоны.
При быстром расширении газа (только в моменты, когда давление газа резко изменяется) ядра молекул поглощают тепловые фотоны у своих же внешних электронов.
Команда, по которой будет происходить излучение или поглощение тепловых фотонов ядрами молекул газа является резкое изменение количества ударов между молекулами в единицу времени. Это резкое изменение объёма (давления) газа можно считать ударом по газу. Получается, что в природе есть два случая процессов сжатия и расширения газа – медленный и быстрый (удар по газу). Медленное сжатие – это изотермический процесс, а при быстром сжатии температура зависит от скорости процесса (удара по газу). Если описанный процесс в нашем опыте усложнить. После быстрого сжатия газа, отвести от него тепло. Затем произвести быстрое расширение газа. Получим понижение температуры ниже начальной. Если периодически сжимать газ, отводить тепло, расширять газ, то получается принцип работы холодильника.
Деформации. Рассмотрим суть процессов на микроуровне при деформациях. Что можно отнести к деформациям?
К деформациям отнесём все процессы с твёрдым веществом, где происходит разрушение или какие-то механические действия над кристаллической решёткой вещества, а также давление на неё. Поэтому к деформациям можно отнести:
- неупругую деформацию в виде изгиба, сдвига, среза и др.;
- удар; трение; и др.
Приведём примеры. Если взять проволоку из металла и изгибать её, то в месте изгиба произойдёт нагрев вещества.
Если сильно ударить по твёрдому телу, лучше из металла, то в месте удара произойдёт нагрев вещества. Если две поверхности, например, из дерева тереть друг о друга, то в месте контакта произойдёт нагрев трущихся поверхностей. Во всех этих случаях твёрдые тела мы не нагревали, а температура их повышалась. Опять вопрос: откуда взялись тепловые фотоны?
Ответ следующий. Аналогично быстрому сжатию газа, только в моменты резкого изменения давления, ядра молекул твёрдого вещества излучают тепловые фотоны, которые сразу же поглощаются внешними электронами этих же молекул. От интенсивности воздействия на вещество и от количества молекул, подверженных деформациям, будет зависеть количество выделяющейся теплоты. Теоретически, выделяемую теплоту подсчитать невозможно, только практически – при повторяемости однотипных процессов.
Частным случаем излучения и поглощения тепловых фотонов в телах и средах является процесс теплопередачи. Он происходит при столкновениях атомов или молекул вещества.
Объяснение процессов теплопередачи в твёрдых телах, жидкостях и газах. Начну с объяснения процесса теплопередачи в газах. Процесс теплопередачи в газах происходит следующим образом. Нейтрино разных диапазонов непрерывно бомбардируют ядра молекул газа. От ударов нейтрино молекулы газа хаотично движутся в разных направлениях и с разной скоростью. Молекулы газа сталкиваются между собой. При столкновениях внешние электроны, контактирующих молекул газа, обмениваются фотонами, согласно второму началу термодинамики. То есть одна молекула, у которой есть, что излучать, излучает, а другая, у которой нечего излучать, естественно, поглощает тепловой фотон. С поступательным движением молекул тепловая инерция (энергия) не связана.
Теплопередача в жидкости. Жидкость отличается от газа тем, что молекулярное взаимодействие удерживает молекулы жидкости как единое целое. При этом молекулы жидкости могут двигаться друг относительно друга. Нейтрино разных диапазонов непрерывно бомбардируют ядра молекул жидкости. От ударов нейтрино молекулы жидкости хаотично движутся друг относительно друга, сталкиваясь между собой. При столкновениях внешние электроны молекул жидкости обмениваются тепловыми фотонами, согласно второму началу термодинамики. То есть одна молекула, у которой есть, что излучать, излучает, а другая, у которой нечего излучать, естественно, поглощает тепловой фотон.
Процесс теплопередачи в жидкостях и газах образует конвекционные потоки. Если внешние электроны молекул жидкости или газа поглощают тепловые фотоны, то при этом они увеличивают размеры молекул и, соответственно, уменьшается удельная плотность и согласно закону Архимеда образуется конвекционный поток вверх. Если внешние электроны молекул жидкости или газа излучают тепловые фотоны, то при этом уменьшаются размеры молекул и, соответственно, увеличивается удельная плотность и образуется конвекционный поток, направленный вниз.
Процесс образования конвекционных потоков в жидкостях и газах доказывает, что при нагревании увеличивается объём молекул, которые устремляются вверх, подчиняясь закону Архимеда. Это происходит за счёт поглощения тепловых фотонов. Значит, температура связана с внешним электроном молекул газа или жидкости, а не с “температурным движением” молекул.
У твёрдых тел молекулярное взаимодействие (гравитация) накрепко удерживает молекулы вещества между собой. От ударов нейтрино молекулы совершают колебания в узлах кристаллической решётки. Направления и сила ударов нейтрино разная. В направлении удара между молекулами кристаллической решётки твёрдого тела происходит обмен тепловыми инфракрасными фотонами, согласно второму началу термодинамики. То есть одна молекула, у которой есть, что излучать, излучает, а другая, у которой нечего излучать, естественно, поглощает тепловой фотон.
Теперь представьте себе, что нейтрино не ударяют по атомам твёрдого вещества. Как тогда будет происходить теплопередача в твёрдых телах? Тогда теплопередачи не было бы.
Конвекционные потоки в твёрдом веществе образоваться не могут. Но факт поглощения фотонов (нагрев) приведёт к увеличению размеров молекул и, соответственно, увеличению размеров твёрдого тела и уменьшению удельной плотности вещества твёрдого тела. И, наоборот: при излучении фотонов (охлаждение) произойдёт уменьшение размеров молекул и, соответственно, уменьшение размеров твёрдого тела, и увеличение удельной плотности вещества твёрдого тела.
Молекулы вещества твёрдого тела, жидкости или газа, расположенные по краям занимаемого объёма, излучают тепловые фотоны в окружающее пространство. Таким образом, происходит потеря тепла поверхностью твёрдого тела, жидкости или газа путём лучеиспускания. Теплопроводность вещества – это скорость теплопередачи. У разных веществ она разная и зависит от агрегатного состояния вещества, химического состава, его чистоты, температуры, давления и других факторов. Естественно, что теплопроводность жидкостей выше, чем газов.
Излучение или поглощение тепловых фотонов веществом – это прямое доказательство того, что температура вещества определяется только размерами молекул (наличием поглощённых тепловых фотонов). Тепловые фотоны всё время переизлучаются внешними электронами молекул в веществе и поэтому о температуре вещества можно судить лишь, как о средневероятностной величине.
Чтобы уменьшить потери тепла, например, жидкого вещества, его помещают в термос. Термос состоит из двух сосудов, расположенных один в другом. Между стенками сосудов находится воздух, который обладает меньшей теплопроводностью. Тепловые фотоны жидкого вещества сохраняются в таком случае намного дольше. Если же между стенками сосудов откачать воздух, тогда теплопередача ещё более снизится. Потеря тепла будет происходить в основном за счёт лучеиспускания пограничных молекул. А чтобы уменьшить потери от лучеиспускания, стенки сосуда надо сделать зеркальными. Они переизлучат фотоны обратно вовнутрь.
ПРИЧИНЫ УДЕРЖАНИЯ ТЕПЛА В ВЕЩЕСТВЕ.
Чем больше масса тела, тем медленнее оно будет остывать.
В чём причина такого эффекта? Причина кроется в механизме процесса теплопередачи в веществе.
Переизлучение инфракрасных тепловых фотонов происходит хаотично во всех направлениях и согласно второму началу термодинамики от более нагретого к менее нагретому.
Итак, причина оказывается одна – излучение инфракрасных тепловых фотонов происходит хаотично во всех направлениях.
Но сначала рассмотрим один пример. Причиной удержания тепла у поверхности Земли являются облака, состоящие из капелек воды. Облака поглощают инфракрасное тепловое излучение от поверхности Земли. Затем переизлучают их во все стороны. Половина инфракрасных тепловых фотонов вернётся обратно к поверхности Земли. Газ по сравнению с облаками (капельки воды) обладает очень малой теплоёмкостью и при давлении до 1 атм. довольно прозрачен для инфракрасного теплового излучения. Это доказывает то, что от Солнца сначала нагревается поверхность, а уже от поверхности нагревается воздух.
Если этот механизм удержания тепла понятен, то можно переходить к рассмотрению вопроса: как протекает процесс охлаждения нагретых тел, в том числе обладающих большой массой? Теплопередача в веществе связана с непрерывной нейтринной бомбардировкой атомов и молекул вещества. Как происходит теплопередача в газах? Нейтрино ударяет ядро атома или молекулы газа. Молекула движется в направлении удара до столкновения с другой молекулой. При контакте они согласно второму началу термодинамики обмениваются инфракрасными тепловыми фотонами. Аналогично теплопередача происходит в жидкостях и твёрдых телах. Нейтрино ударяет ядро атома или молекулы жидкости или твёрдого тела. Молекула совершает колебание в направлении удара. При контакте с соседней молекулой они согласно второму началу термодинамики обмениваются инфракрасными тепловыми фотонами.
Так как нейтрино разных частот (масс, энергий) ударяют атомы и молекулы хаотично в разных направлениях, то обмен фотонами будет происходить во всех направлениях. Таким образом, движение инфракрасных тепловых фотонов из центра объекта (газообразного, жидкого или твёрдого) к поверхности объекта будет не постоянным. Около половины тепловых фотонов всегда будет переизлучаться назад к центру, то есть возвращаться. Теперь рассмотрим динамику этого процесса. Возьмём шар с большой массой. Разобьём его мысленно на несколько слоёв: центр, первый слой, второй слой и т.д. Инфракрасные тепловые фотоны из центра будут излучаться в первый слой. Но половина фотонов будет возвращаться обратно в центр. Фотоны, оставшиеся в первом слое, излучатся во второй слой, но половина из них возвратится назад в первый слой. Фотоны, оставшиеся во втором слое, излучатся в третий слой, но половина их возвратится назад. Такой процесс будет происходить одновременно по всему объёму шара. Время, которое понадобится фотонам, чтобы достигнуть поверхности шара и излучиться вовне, будет зависеть от массы, плотности и состава вещества. Чем больше будет масса, тем дольше будет шар (тело) остывать. Вот пример для очень массивного тела. Учёные считают, чтобы фотону из центра Солнца добраться до его поверхности требуется 1млн. лет.
Статья с формулами из редактора формул здесь