Аннотация: Любую термодинамическую систему (в дальнейшем тдс) определим, как совокупность множества структурных элементов (различной сложности и различной масштабности), совершающих неисчислимое множество естественных тепловых движений.
Размышления о теплоте.
Сенин.Ю.П.
Любую термодинамическую систему (в дальнейшем тдс) определим, как совокупность множества структурных элементов (различной сложности и различной масштабности), совершающих неисчислимое множество естественных тепловых движений.
Хаотические ( тепловые) движения структурных элементов тдс, отнюдь, не являются беспорядочными движениями. Все элементы этих движений обусловлены и взаимосвязанны:
• Все структурные элементы тдс в каждом элементарном акте контактного взаимодействия существуют как сопряжённые пары.
• Элементы сопряжённой пары совершают противофазные движения вдоль линии движения.
• Суммарный импульс сопряжённой пары всегда равен нулю.
• Центр масс сопряжённой пары сохраняет своё начальное положение.
• Центр масс изолированной тдс сохраняет своё начальное положение.
• Направления линий движения сопряжённых пар распределены равномерно во все стороны. Направления линий движения взаимосвязано изменяют своё направление в соответствии с принципом концентрации взаимодействий..
• Импульсы движения каждого структурного элемента тдс изменяются в соответствии с принципом концентрации взаимодействий.
• Суммарный импульс всех сопряжённых пар любой изолированной тдс всегда равен нулю.
• При тепловых движениях всегда выполняются законы сохранения: импульса, момента импульса, энергии, а также выполняется положение о минимуме потенциальной энергии структурных элементов тдс.
Выполнение всех вышеназванных условий не предполагает беспорядоченности тепловых движений.
Идеальная термодинамическая система.
Идеальной термодинамической системой является такая термодинамическая система в которой:
* Структурные элементы термодинамической системы одинаковы и неотличимы друг от друга.
* Структурные элементы термодинамической системы образуют сопряжённые пары в момент очередного контактного взаимодействия.
* Зарядовые силы, действующие между структурными элементами сопряжённых пар, равны и противонаправлены.
* Импульсы движения, сообщённые структурным элементам зарядовыми силами, равны и противонаправлены.
* На все сопряжённые пары не действуют внешние силы.
* Направления линий движения сопряжённых пар не изменяется во времени и пространстве.
Неидеальная термодинамическая система.
В неидеальных термодинамических системах:
* Каждый структурный элемент тдс связан силовыми связями со структурными элементами, доступными для силовой связи.
* Движения структурных элементов во всех сопряжённых парах тдс фазово неупорядочены.
* Силовые влияния структурных элементов друг на друга, вследствие их взаимосвязанного движения, изменяются в пространстве и времени.
* Изменчивость силовых влияний есть причина и следствие принципа концентрации взаимодействий.
* Принцип концентрации взаимодействий проявляется в том, что образуются сочетания трёх и более контактно взаимодействующих структурных элементов.
* В таких структурах происходит концентрация силового воздействия на один структурный элемент, который, вследствие этого приобретает суммарный импульс и новую линию движения.
* В соответствии с законом сохранения импульсов происходит равномерное распределения разных по величине и направлению импульсов по всему объёму тдс.
О работе термодинамической системы.
Рассмотрим необходимые условия для совершения работы термодинамической системой применительно к тепловым машинам. В условиях нашей планеты тдс в тепловых машинах будут локальными, а атмосферу земли будем считать базовой термодинамической системой, с уровнем состояния которой сопоставляется уровень состояния любой локальной тдс.
Возможны три случая соотношения уровней состояния локальной и базовой тдс.
* Уровень состояния локальной тдс одинаков с уровнем состояния базовой тдс.
Работа не совершается, так как равновесное состояние уровней не обеспечивает условия для совершения работы.
* Уровень состояния локальной тдс выше уровня состояния базовой тдс.
Работу совершает локальная тдс. Максимальная величина произведённой работы пропорциональна разности уровней обеих тдс.
* Уровень состояния локальной тдс ниже уровня состояния базовой тдс.
Работу совершает базовая тдс. Максимальная величина произведённой работы пропорциональна разности уровней обеих тдс.
* Принцип разности уровней состояний является общим условием совершения работы любых (не только термодинамических) систем.
Делаем некоторые выводы.
* Для любой тдс необходимым условием совершения работы является неравновесность состояния данной тдс относительно состояния базовой термодинамической системы.
* Величина неравновесности состояний, равная разности уровней состояний, является мерой работоспособности тдс.
* Не существует теоретического запрета на преобразование всей энергии, содержащейся в данной тдс ( при условии нулевого уровня состояния базовой тдс).
* Замкнутые термодинамические циклы, трактуемые как единый термодинамический процесс, физически не корректны.
Об энтропии.
Энтропия - это функция состояния термодинамической системы. Чаще всего энтропию определяют, как меру хаотичности тдс или как меру равновесности состояний структурных элементов тдс. Утверждается, что чем больше энтропия, т.е.чем больше хаотичность движений структурных элементов тдс, тем меньше активной энергии для совершения работы. Но, хаотичность есть неотъемлемое свойство тепловых движений и, по этой причине не может изменяться из-за чего либо.
Считается, что величина энтропии определяет меру пассивной энергии тдс, не способной производить работу. Это очень странно, так как тепло это только движение структурных элементов тдс, и оно остаётся таковым, вне зависимости от направления движения этих структурных элементов, т.е. от хаотичности этих движений.
Кинетическая энергия является функцией импульса движения, в котором масса - постоянный коэффициент, величина скорости является мерой активности энергии. "Хаотичность" - есть неотъемлемое свойство тепловых движений и не может изменяться.
Параметры любой термодинамической системы определяются статистически, т.е. усреднённо. Следовательно, энергия тдс - величина статистическая. Энергия тдс является относительной величиной и её уровень должен сравниваться с уровнем энергии другой тдс. Для совершения работы имеет значение только разность уровней энергий взаимодействующих тдс. Внутреннее состояние уравновешенности в термодинамических системах не влияет на разность уровней этих систем, ведь уровни есть величины статистические.
Очень важно понять, что термодинамическая система (как целое) не может произвести работу над собой, т.е. самопроизвольно изменить своё состояние. Это прерогатива для барона Мюнхгаузена, который вытащил себя за волосы из болота.
Для производства работы, т.е. для изменения состояния необходима ещё одна термодинамическая система - базовая термодинамическая система. Такой базовой системой в земных условиях служит атмосфера земли. В идеальном случае за базовую систему принимается космическая пустота.
О тепловых излучениях.
Хорошо известно, что тело, температура которого выше абсолютного нуля, испускает тепловое излучение. Об излучениях показано в статье: "Светоносная среда. Новая концепция".
Кроме тепловых излучений в телах происходит излучение магнитных вихрей, которые генерируются электронами. О магнитных вихрях показано в статье:"Концепция спинового электромагнетизма." Тепловые и магнитные излучения, произведённые атомами и электронами наружных поверхностей твёрдых и жидких тел - излучаются в пространство, а внутри тел они поглощаются. Поэтому динамические взаимодействия структурных элементов внутри тел можно считать упругими.
15.04.2016.
Добавление от 12.03.17.
Каждый человек может не воспринять очевидных вещей (явлений, идей и т.д.). Речь не о физиологическом зрении. Недавно заинтересовался историей паровых двигателей. Три первых изобретателя парового двигателя (Д.Папен, Ньюкомен и Дж.Уатт) не заметили факта реальной работы водяного пара. Д. Папен. использовал пар для поднятия поршня и создания под поршнем разрежения путём конденсации пара. Ньюкомен и Уатт совершенствовали этот атмосферный двигатель. Уатту, постепенно совершенствуя двигатель Ньюкомена, удалось создать универсальный паровой двигатель низкого давления.
Такова инерция идеи. Автор тоже долго не видел, что атмосферный двигатель является двигателем второго рода, в котором полезную работу совершает базовая т.д.с. В двигателях первого рода полезную работу совершает т.д.с. двигателя.