Опирайся на неопровержимое, и ты найдешь новое неопровержимое.
Вспомним аксиомы
Аксиома древних людей: "Воз-дух - это невидимый, невесомый и дающий жизнь дух, который везде, которого много".
Аксиомы Левкиппа и Демокрита: «Воздух – это тоже вещество, состоящее из невидимых атомов, как прозрачная вода, как всё вокруг»; «Воздух является невесомым веществом только потому, что он – хаос»; «Если нет веса у беспорядочно мечущейся частицы, то нет его и у целого».
Аксиомы Архимеда: «Все жидкости и газы на Земле имеют вес и находятся под давлением веса собственных и выше расположенных слоёв»; и «Воздух – это не хаос, а вещество с послойным расположением равноудаленных частиц».
Аксиомы из прошлых тем: «Жизненно важным свойством атомов является их способность к движению взаимного отталкивания»; "Способность атомов к движению взаимного отталкивания прямо пропорциональна их температуре"; "Веса и давления нет у неорганизованной плазмы, а у самоорганизованной плазмы вес и давление есть"; «Давление в любой точке водоёма или атмосферы равно напряжению взаимного отталкивания равноудалённых вибрирующих частиц, которое равно весу всех частиц, находящихся над данной точкой»; «Температура – это опосредованное мерило интенсивности атомных вибраций, а также величины и частоты тепловых индукционных импульсов»; «Встречный теплообмен между равноудалёнными вибрирующими частицами осуществляется только посредством индукционных моментов атомов", "Атомы отталкиваются и тяготеют движением субатомных частиц, а не "полями".
Следующую неожиданную для учёных аксиому можно сформулировать и так: «Не все газы имеют вес».
О природных антигравитонах
Водород и гелий – это и есть природные «антигравитоны», то есть у их атомов есть способность к отталкиванию от гравитации звёзд и планет. Иначе говоря, это вещества с «активным отрицательным весом».
О «водородной дегазации Земли» сейчас широко известно, а «водородно-гелиевая дегазация Солнца» - это и есть «солнечный ветер». При этом водород Солнца и Земли пополняет объём межзвёздного газа, а атомы гелия останавливаются на полпути к нему, образуя гелиосферу. Отсюда: антигравитационные свойства гелия хуже или слабее выражены, чем у водорода. И можно предположить, что у атомов тяжёлых металлов они выражены хуже всего и могут проявляться только при очень сильных и тесных взаимодействиях.
Атомы и молекулы водорода способны отталкиваться от гравитации соседних атомов и молекул даже в очень разреженном межзвёздном газе. Этим их свойством обусловлены равноудалённое расположение почти абсолютно неподвижных частиц в межзвёздном газе, его ненулевая упругость и свойство сверхпроводимости такого газа. По последним данным, средняя плотность межзвёздного газа – 127 частиц на кубический сантиметр.
Атомы водорода очень трудно столкнуть даже в современных ускорителях, а вот атомы тяжёлых металлов – легко. Можно даже не в ускорителе, а в бомбе. «Имплозия» - это главный секрет атомной бомбы и «взрыв вовнутрь» прочной сферической оболочки, в центре которой во время взрыва и оказывается образовавшийся шарик из плутония весом от 6 кг до 250 г.
Люди используют активный отрицательный вес водорода и гелия, например, в метеозондах. Оболочки шаров метеозондов разрываются на высоте 57 километров, а это, по китайским меркам, уже ближний космос. Была бы прочнее оболочка – улетали бы в дальний… Так что, законом Архимеда летучесть водорода и гелия объяснять, конечно же, нельзя... и давлением света, кстати, - тоже.
О возможности невозможного
Если мы говорим о чём-то совершенно неожиданном, то не лучше ли нам это показать?.. Конечно, лучше один раз увидеть, чем сто раз прочитать. Правда, к очень учёным это не относится. К ним относится «Если факт противоречит моей теории, тем хуже для факта» (Гегель)… и для того, кто мне на этот факт указывает; «Говорите, что эксперимент не соответствует теории?.. Тем хуже для эксперимента» (Эйнштейн). В старину таких учёных называли предателями улик. Но мы же не учёные... Поэтому только для вас у меня есть одна старая домашняя заготовка из 90-х годов, то есть ещё один «кухонный эксперимент».
В маленький стеклянный флакончик из-под каких-то капель наливаем совсем небольшое количество воды, затыкаем плотной пробочкой и подвешиваем её на нитке к чашке рычажных аптечных «двадцатиграммовиков». Весы уравновешиваем и доводим воду в склянке до первых признаков кипения с помощью газовой зажигалки для розжига плит. Склянка на нитке висит косо, поэтому вода начинает кипеть в тонком слое. Этого уже достаточно для того, чтобы весы пришли в движение и показали уменьшение веса склянки. При прекращении кипения масса склянки тут же восстанавливается. И восходящие потоки горячего воздуха тут абсолютно ни при чём, так как их действие находится за порогом чувствительности перегруженных относительно тяжёлой склянкой и разновесами весов. Поднесите пламя зажигалки к чашке с разновесами, и весы этого словно не заметят.
Этот опыт удобен тем, что его при желании может повторить каждый. Но этот опыт ни у кого не получится, если для него взять, к примеру, демонстрационные школьные весы и обычную стеклянную колбу. И причина тут простая - большая нагрузка и сила трения между опорной призмой и коромыслом весов, убивающая их чувствительность, в результате чего дефект массы окажется за порогом чувствительности перегруженных весов. Увы, но эта простота оказалась запредельной даже для Ломоносова и Ландольта, ставивших свои опыты именно так, как их не надо было ставить для обнаружения малых дефектов или профитов массы. А эти дефекты есть даже при растворении соли на весах.
Итак, что уменьшает вес герметичной склянки с кипящей водой? Это может быть только летучесть паров воды, имеющих активный отрицательный вес. А сама летучесть молекул воды обусловлена наличием в них сверхлетучего водорода, способного отталкиваться от гравитации звёзд, планет и соседних атомов.
Из своего богатого опыта общения с научной общественностью я хорошо знаю, как все почему-то начинают опровергать этот опыт и его автора вместо того, чтобы просто его повторить и хоть чуточку подумать. Очевидно, последнего делать они просто не умеют и, вспоминая когда-то прочитанное в учебниках, думают, что думают. А мы подумаем дальше.
Там, где есть водород, там есть летучесть
К летучим или к легко испаряющимся веществам относятся, например: аммиак, вода, сероводород, спирты, эфиры, а также природные газы и многие органические соединения. В молекулах всех этих веществ присутствуют атомы водорода. Обратим внимание на молекулярные массы некоторых соединений: аммиак – 17; вода – 18; сероводород – 34; этанол – 46; фреон – 137; дифениловый эфир – 168,8… Рекордсменом по скорости испарения или «улетучиваемости» тут является аммиак (NH3). И это понятно из его формулы и молекулярной массы. Но почему вода с молекулярной массой всего 18 а. е. испаряется, к примеру, в 8 раз хуже или медленнее этилового спирта или этанола? Это раз.
Во-вторых, молярная масса воздуха равна 29 а.е. И вопрос: почему вся испарившаяся вода не оказывается в самых верхних слоях атмосферы и не остаётся там навсегда?
В-третьих, почему в воздухе над озером кислорода 21% и азота 78, а в воде озера - 35 и 64 соответственно, и возможен свободный газообмен с атмосферой?
Есть ещё "и в-пятых, и в в-десятых", но только на второй вопрос учёные обратили внимание… и пришли к выводу: мол, вода в молекулярном виде является только частицей сильно перегретого пара; дескать, вся вода в Мировом океане – это одна сплошная молекула… А мы скажем просто: формула воды может отличаться от формулы пара.
Структурная формула воды
Лет 40 назад мне в голову пришла структурная формула воды Н12О6, от которой я не смог избавиться. И вот почему. Молекулярная масса такой воды 108… и, конечно, она испаряется хуже аммиака и этилового спирта. Более того, частицы с такой массой не могут оказаться в верхних слоях атмосферы и остаться там навсегда. Кроме того, аквариумным рыбкам и водным растениям в такой воде из крупных молекул, между которых есть пустоты, заполненные воздухом, вполне можно жить. Но это только начало.
Формула такой молекулы Н6-О6-Н6, а форма? Шесть равноудалённых атомов водорода словно на поверхности внутренней сферы, шесть равноудалённых атомов кислорода словно на поверхности средней сферы и шесть равноудалённых атомов водорода словно на поверхности внешней сферы. При этом все шесть Н-О-Н расположены радиально, то есть на прямых линиях, идущих от центра сферы. Осталось только с помощью этой формулы описать и объяснить все химические и физические свойства воды, не забывая при этом все известные парадоксы воды, которых штук двадцать.
Это можно сделать даже проще, чем вам может показаться. Например, при взаимодействии натрия с водой образуется щёлочь, и формула щёлочи будет Na6-О6-Н6. Эта формула, во-первых, говорит нам о том, что натрий, вытесняя внешние атомы водорода из структурной молекулы воды, «горит» или окисляется кислородом, но при этом гидроксильная группа (О6Н6) сохраняется. Во-вторых, щёлочи мыльные на ощупь. А не потому ли это так, что их молекулы сравнительно большие?.. Правда, наверное, это очень смешно – молекулы на ощупь. В-третьих, гидроксильная группа сохраняется во множестве химических реакций. А не потому ли это так, что О6Н6 является «ядром» структурной молекулы воды? Впрочем, думаю, углубляться в химию пока не стоит, ведь физика воды значительно доступнее наблюдениям.
Двумя парадоксами меньше
Переохлаждённая вода мгновенно замерзает при встряхивании её в пластиковой бутылке. Это ли не парадокс для сторонников кинетической теории? Никто его не объясняет, а мы - легко.
Наполняем до краёв пустой аквариум шариками для пинг-понга (это у нас типо вода), а затем вываливаем их в отдельную тару. Теперь снова начинаем наполнять аквариум шариками из тары, но уже аккуратно укладываем их послойно так, чтобы каждый шарик верхнего слоя располагался точно над шариком нижнего слоя (это у нас будет типо лёд). Это нам помогут сделать трубочки из бумаги, вставляемые вертикально между шарами, и добровольный помощник. Все шарики из тары в аквариуме уже не помещаются. Вот так же и вода расширяется при замерзании примерно на 1/10 объёма. Отсюда: встряхивание переохлаждённой воды в пластиковой бутылке может способствовать её расширению (или растяжению) и структурному перестроению частиц в ней. Всё просто.
Более того, вода является практически несжимаемой жидкостью, и аквариум с равноудалёнными шариками нам это показывает. А лёд на поверхности довольно легко сминается, превращаясь в воду, например, под лезвием конька. Отличное скольжение коньков как раз этим и обусловлено. И структура льда из вертикальных столбцов молекул нам это снова объясняет. Кроме того, ледники медленно сползают вниз. Такая "текучесть" льда тоже объясняется поперечной сминаемостью его структуры.
Способность атомов и молекул к движению взаимного отталкивания зависит от температуры. Когда температура льда повышается, его молекулы начинают сильнее вибрировать, между ними снова возникает отталкивание, отчего структура льда из «упакованных» молекул разрушается, и мы говорим, что лёд плавится. Но и так называемая летучесть воды тоже очень сильно зависит от температуры.
Думаю, тут будет уместным вспомнить про неразгаданный парадокс Аристотеля-Мпембы. Он в том, что горячая вода при прочих равных условиях может замерзнуть быстрее холодной. То есть, ставим в морозильник два стакана с надписями «гор» и «хол»… и через некоторое время имеем парадоксальный результат. Правда, повторить этот опыт с заявленным результатом, по утверждению Королевского химического общества (Великобритания), ещё не удалось никому. А у нас получится.
Танзанийский школьник Эрасто Мпемба ставил в морозильник смеси для приготовления мороженного в бумажных стаканчиках. Я ставил простую воду в стаканчиках из-под сметаны. Причём наливал воду в оба стаканчика всего по 2 сантиметра от дна. И опыт получился сразу. Почему?
Потому что ещё раньше, чем я случайно узнал об этом парадоксе, мне открылся возвратный или ретурнинговый теплообмен. Суть его в том, что испарившаяся частица воды тут же оказывается в окружении холодного воздуха, поэтому быстро охлаждается, теряет свою летучесть и падает обратно в воду, чем способствует её охлаждению.
Горячая вода интенсивно испаряется и не менее интенсивно охлаждается на морозе падающими частицами. Наступает момент, когда температура воды в стаканчиках «гор» и «хол» становится одинаковой, то есть одинаково низкой. И тут другой важный момент: влажность воздуха в почти пустом стаканчике с надпись «гор» выше, чем в соседнем, и так называемое вымораживание влаги, то есть образование и падение частичек льда, будет причиной того, что вода в этом стаканчике замёрзнет чуть-чуть быстрее. Вот и весь «парадокс Мпембы». А доказательством справедливости такого объяснения является узкая, чуть более одного сантиметра, полоска инея на внутренних стенках стаканчиков, расположенная сразу над уровнем льда, которая заметно толще в стаканчике с надписью "гор". То есть в нём инея больше... и лёд в нём не прозрачный, а "ретурнинговый", то есть из вмёрзших микроскопичнских снежинок. А британские учОные утверждают, что интенсивным испарением горячей воды парадокс Мпембы объяснять категорически нельзя...
Сколько весит туча
У математиков вес конкретной тучи может измеряться в мегатоннах, а у физиков, которых уже почти не осталось, все тучи мира в сумме свой не весят ровным счётом ничего. Хотя и тут всё запредельно просто. Барометр показывает вес столба атмосферы, в котором 21% кислорода и 78% азота; а если в этом столбе становится много невесомой влаги, то «барометр падает», указывая на возможность осадков. То есть, атмосферное давление понижается, когда влажность вытесняет из объёма атмосферного столба кислород и азот. Некоторые люди ощущают это на себе, так как им становится трудно дышать при повышенной влажности воздуха. Особенно в жару.
Мы уже не раз тут говорили, что способность частиц к отталкиванию прямо пропорциональна температуре. В горячем воздухе тучи не образуются как раз по этой причине. Туча, то есть туман, образуется при встрече тёплого воздуха с холодным или при достижении восходящим потоком влажного воздуха значительной высоты, где воздух всегда холодный.
Самые мощные восходящие потоки образуются в солнечный день над только что вспаханной и ещё влажной пашней, и лучше других это знают планеристы. Когда такой поток встречается в вышине с холодным воздухом, то частички воды охлаждаются, теряя свою способность к взаимному отталкиванию, и сближаются настолько, что между ними частиц воздуха уже нет. В тот же самый момент возникает атмосферное прижатие их друг к другу. Таким образом, капля воды создана атмосферным прижатием более мелких частиц друг к другу, а не вандерваальсовыми силами межмолекулярного взаимодействия. Такое слипание частиц в учебниках называется конденсацией. Чем крупнее частица, тем хуже её и летучесть, и способность к взаимному отталкиванию. Верхние частицы в облаке начинают увеличиваться в размерах и падать, слипаясь по пути с другими частицами.
Так туча теряет свою невесомость, и так образуются капли дождя или снежинки. Атмосферное давление в туче и под тучей резко увеличивается, и из-под неё начинает дуть сильный ветер. "Грозовой фронт" - это и есть место встречи холодного воздуха с тёплым.
В морозные и безветренные дни мы можем наблюдать «вымораживание влаги». Это когда весь воздух вокруг нас искрится в солнечных лучах от частичек льда и микроскопических снежинок. Так мы воочию видим снегообразование на малой высоте. А наш барометр в это время начинает неуклонно «расти»...
Итак, мой уважаемый читатель, сколько весит туча?.. Правильный ответ на него знают только физики, которых, я надеюсь, стало на одного больше.
О парадоксах барометра, орла, чашки весов и магнита
В теоретической физике есть надуманные парадоксы. Однако как раз на них построены целые теории, считающиеся знанием. И в тоже время вокруг нас множество реальных парадоксов, которых никто не замечает.
Как сейчас помню Северный Казахстан, целинный совхоз. Октябрь. Но день солнечный и даже жаркий. И только плавающие в неподвижном воздухе паутинки слабо намекают на осень. Я стою на краю «клетки» размерами 2 на 4 км, вспаханной ночью мощными «кировцами». В небе парит белохвостый орлан. Он нарезает над пашней круги, поднимаясь всё выше и выше. И ведь даже крыльями ни разу не взмахнёт… Впрочем, любой планерист знает, что над свежевспаханной и ещё влажной пашней в солнечную погоду можно поймать самый сильный восходящий поток и использовать его для набора высоты.
Объясняется восходящий поток в учебниках проще простого: мол, над пашней воздух теплее и легче, чем над полем с посевами; дескать, более холодный и более плотный воздух выдавливает наверх менее холодный и менее плотный. Но я стою на краю пашни и этого не наблюдаю, то есть я никак не могу заметить движение холодного воздуха в сторону пашни. А ведь хотя бы лёгкий ветерок должен обязательно быть… как в сторону костра или лесного пожара, например. Парадокс, да и только.
А что если сам восходящий поток в данном случае создан только испаряющейся и стремящейся к заоблачным высотам влагой, а сам воздух при этом остаётся неподвижным?.. Тогда всё встаёт на свои места, то есть становится понятным и логичным. Остаётся только вычислить силу, которую может создать такой поток.
Орлан и планер могут лететь горизонтально в неподвижном воздухе на разнице или асимметрии атмосферных давлений всего 0,04% от 1 кг/см2. Положение их тела в пространстве является уравновешенным. А это значит, что ничтожная дополнительная сила, действующая снизу на их крылья, может являться причиной набора высоты.
Схожий пример: чашки порожних аптечных рычажных «двадцатиграммовиков» уравновешены – значит, любая из них невесома. Поднесём к эбонитовой чашке весов фурнитурный постоянный магнитик, но не коснёмся её и станем его плавно отводить в любую сторону. И, о, чудо: чашка весов послушно следует за ним – хоть вверх, хоть вниз; хоть вправо, хоть влево. А другого способа обнаружения очень слабого взаимодействия магнитов с диэлектриками просто не существует. И открыл его, конечно же, ваш покорный слуга. В этом примере силу взаимодействия магнита с чашкой можно не вычислить, а просто измерить. Но теоретики знают, что взаимодействия магнитов с диэлектриками не может быть... и такого опыта не может быть - тоже.
Вот точно так же уравновешенные и невесомые орёл и планер очень чувствительны к малейшим изменениям давления на их крылья. Да что там они, если в грозовом фронте даже аэробус начинает трясти так, что, того и гляди, крылья отвалятся. И причина тут в локальных разностях плотности воздушных масс. Влажный воздух плотнее сухого, но весит меньше. И это уже не парадокс. Как раз это нам показывают орёл и барометр.
Так что, был парадокс существования восходящего потока без движения воздушных масс, о котором никто не знал, и нет парадокса. А отталкивание водорода и его соединений от гравитации Земли и Солнца есть и будет.