- •Теория движения.
- •Глава 1. Материя и движение.
- •Глава II. Элементарное движение.
- •Глава III. Ансамбль форм движения.
- •Глава IV. Изменение состояния.
- •Глава V. Перенос движения.
- •Глава VI. Диссипация движения.
- •Глава VII. Увлечение движения.
- •Глава VIII. Разделение движения.
- •Глава iх. Взаимодействие потоков.
- •Глава I. Материя и движение.
- •§ 1. Определение понятий.
- •1. Материя.
- •2. Движение.
- •3. Общая, или единая, теория.
- •§ 2. Предварительная классификация движения.
- •1. Качественное изменение движения.
- •2. Количественное изменение движения.
- •Глава II. Элементарное движение.
- •§ 3. Что такое элементарное движение.
- •1. Бесконечное разнообразие элементарного движения.
- •2. Примеры.
- •3. Качественное своеобразие.
- •§ 4. Три главные количественные характеристики движения.
- •1. Количество движения.
- •2. Активность.
- •3. Обобщенная количественная мера.
- •§ 5. Количество движения (обобщенный заряд).
- •1. Бесконечное разнообразие зарядов.
- •2. Качественное своеобразие зарядов.
- •§ 6. Активность движения (обобщенный потенциал).
- •1. Бесконечное разнообразие потенциалов.
- •2. Качественное своеобразие потенциалов.
- •3. Активность движения.
- •4. Интенсивность процесса распространения заряда.
- •§ 7. Обобщенная количественная мера движения (энергия).
- •1. Бесконечное разнообразие потенциалов.
- •2. Энергия.
- •§ 8. Основной постулат общей теории.
- •1. Первый (главный) постулат.
- •2. Второй (дополнительный) постулат.
- •3. Третий (дополнительный) постулат.
- •4. Четвертый (дополнительный) постулат.
- •5. Пятый (дополнительный) постулат.
- •6. Основной (объединенный) постулат.
- •§ 9. Первый главный закон движения (сохранения энергии).
- •1. Система.
- •2. Вывод дифференциального уравнения состояния первого порядка.
- •3. Свойства и состояние системы.
- •4. Изменение энергии системы.
- •5. Количество переданного заряда.
- •6. Потенциал.
- •7. Работа.
- •8. Закон сохранения энергии.
- •9. Правило знаков.
- •§ 10. Примеры главных количественных характеристик движения.
- •1. Форма движения перемещательная, или метрическая.
- •2. Вращательная.
- •3. Деформационная.
- •4. Кинетическая перемещения, или импульсная.
- •5. Кинетическая вращения, или спиновая.
- •6. Механическая.
- •7. Гидродинамическая.
- •8. Фильтрационная.
- •9. Диффузионная.
- •10. Химическая, или субстанциальная.
- •11. Гравитационная.
- •12. Термическая.
- •13. Электрическая.
- •14. Магнитная.
- •15. Вибрационная.
- •16. Волновая, или дебройлевская.
- •27. Хрональная.
- •18. Информационная.
- •19. Ощущательные.
- •20. Общие замечания.
- •§ 11. Внешние и внутренние степени свободы системы.
- •1. Внешне изолированная система.
- •2. Внутренне изолированная система.
- •§ 12. Примеры дифференциальных уравнений
- •1. Уточнение смысла уравнений.
- •2. Изолированная система.
- •3. Система с несколькими внешними степенями свободы.
- •§ 13. Второй главный закон движения (сохранения заряда).
- •1. Вывод дифференциального уравнения закона.
- •2. Закон сохранения заряда.
- •3. Примеры применения закона.
- •Глава III. Ансамбль форм движения.
- •§ 14. Всеобщая связь явлений.
- •1. Ансамбль форм движения.
- •2. Главная и побочная формы движения.
- •3. Связь явлений.
- •4. «Безумные» теории.
- •§ 15. Микроскопический ансамбль зарядов,
- •1. «Элементарная» частица.
- •2. Структура частицы движения.
- •3. Принцип локальности.
- •§ 16. Макроскопический ансамбль зарядов.
- •1. Макроскопическое тело.
- •2. Всеобщая связь макроскопических явлений.
- •§ 17. Принципы проницаемости и отторжения.
- •1. Принцип проницаемости.
- •2. Принцип отторжения.
- •Глава IV. Изменение состояния.
- •§ 18. Третий главный закон движения (состояния).
- •1. Вывод дифференциального уравнения состояния второго порядка.
- •2. Вывод уравнения третьего порядка.
- •3. Вывод уравнения четвертого порядка.
- •4. Формулировка закона.
- •5. Основные и перекрестные коэффициенты.
- •§ 19. Четвертый главный закон движения (взаимности).
- •1. Дифференциальное уравнение закона.
- •2. Формулировка закона.
- •§ 20. Емкость системы.
- •1. Емкость по отношению к заряду.
- •2. Свойства более высоких порядков.
- •3. Другие виды емкости.
- •4. Примеры емкостей.
- •§ 21. Основные физические коэффициенты.
- •1. Определение понятия.
- •2. Примеры коэффициентов.
- •§ 22. Мировые константы.
- •1. Определение понятия.
- •2. Постоянны ли мировые константы.
- •§ 23. Идеальное тело.
- •1. Определение понятия.
- •2. Уравнение состояния идеального тела.
- •3. Теорема о нулевом значении заряда.
- •4. Термические уравнения состояния.
- •5. Примеры уравнений.
- •§ 24. Абсолютный нуль потенциала.
- •1. Определение понятия.
- •2. Физический вакуум.
- •3. Симметрия мира.
- •4. Достижимость абсолютного нуля потенциала.
- •5. Аннигиляция зарядов.
- •6. Переход через абсолютный нуль.
- •§ 25. Абсолютная бесконечность потенциала.
- •1. Определение понятия.
- •2. Границы изменения потенциала.
- •3. Границы изменения скорости объекта.
- •§ 26. Закон тождественности свойств.
- •1. Вывод и формулировка закона.
- •2. Примеры применения закона.
- •§ 27. Совместное применение четырех главных законов.
- •1. Энергия идеального тела.
- •2. Идеальный микроскопический ансамбль.
- •§ 28. Фотон.
- •1. Энергия фотона.
- •2. Уравнение состояния фотона.
- •3. Изменение мировых констант.
- •4. Фотонный газ.
- •§ 29. Электрон-частица.
- •1. Энергия частицы.
- •2. Уравнение состояния частицы.
- •3. Зависимость массы от скорости.
- •4. Электронный газ.
- •§ 30. Критерий подобия для микромира.
- •1. Критериальные уравнения.
- •2. Критерий с/е2.
- •Глава V. Перенос движения.
- •§ 31. Принципы притяжения и отталкивания.
- •1. Суть принципов.
- •2. Причина переноса движения.
- •§ 32. Поле потенциала.
- •1. Определение понятия.
- •2. Частные случаи.
- •§ 33. Напор и градиент потенциала.
- •1. Напор потенциала.
- •2. Перепад потенциала.
- •3. Градиент потенциала.
- •4. Напряженность, или сила, поля.
- •§ 34. Пятый главный закон движения (переноса).
- •1. Вывод обращенного дифференциального уравнения состояния.
- •2. Физический смысл обращенных уравнений.
- •3. Микроскопическая система.
- •4. Макроскопическая система.
- •5. Частные формы макроскопических уравнений.
- •6. Связь между разноименными частными потоками и силами.
- •7. Теорема Кюри.
- •§ 35. Проводимость системы.
- •1. Определение проводимости.
- •2. Сопротивление системы.
- •§ 36. Сверхпроводимость.
- •1. Определение понятия.
- •2. Сверхэлектропроводность.
- •3. Сверхмагнитопроводность.
- •4. Сверхтекучесть.
- •5. Сверхтеплопроводность.
- •6. Предсказание общей теорией новых явлений сверхпроводимости.
- •§ 37. Примеры применения уравнений закона переноса.
- •2. Известные законы.
- •3. Новые законы.
- •4. Несколько степеней свободы.
- •§ 38. Нестационарный режим переноса.
- •2. Две степени свободы.
- •3. Общий случай.
- •§ 39. Неподвижный и подвижный заряд.
- •1. Разница между неподвижным и подвижным зарядом.
- •2. Возникающие эффекты.
- •§ 40. Примеры нестационарных уравнений.
- •1. Известные уравнения.
- •2. Термические явления.
- •§ 41. Распространение нанозаряда (поля).
- •1. Постановка задачи.
- •2. Уравнения закона переноса.
- •3. Индукция поля.
- •4. Влияние конфигурации заряда.
- •§ 42. Принцип стабильности.
- •1. Формулировка принципа.
- •2. Три класса полей.
- •§ 43. Теорема о суммировании зарядов.
- •1. Дополнение к закону состояния.
- •2. Содержание теоремы.
- •3. Теорема Остроградского-Гаусса.
- •4. Принцип суперпозиции.
- •§ 44. Нестационарные поля.
- •1. Уравнение нестационарного переноса нанозаряда.
- •2. Свойства уравнения.
- •§ 45. Методы определения наносвойств.
- •1. Постановка задачи.
- •2. Плоское поле.
- •3. Определение нанодиффузивности.
- •4.Цилиндрические и сферические поля.
- •§ 46. Уравнения Максвелла.
- •1. Общий вид уравнений.
- •2. Вывод уравнений.
- •3. Анализ уравнений.
- •§ 47. Преобразования Лоренца.
- •1. Общий вид преобразований.
- •2. Принцип относительности.
- •3. Анализ преобразований Лоренца.
- •4. Анализ принципа относительности.
- •5. Эффект близнецов.
- •6. Влияние скорости на массу.
- •7. Зависимость длины от скорости.
- •§ 48. Закон отношения проводимостей.
- •1. Вывод дифференциального уравнения закона.
- •2. Формулировка закона.
- •§ 49. Закон Видемана-Франца.
- •1. Вывод закона.
- •2. Анализ закона.
- •§ 50. Шестой главный закон движения (увлечения).
- •1. Вывод вспомогательных формул.
- •2. Дифференциальное уравнение закона.
- •3. Формулировка закона.
- •Глава VI. Диссипация движения.
- •§ 51. Седьмой главный закон движения (диссипации).
- •1. Вывод дифференциального уравнения закона.
- •2. Термическая работа, или теплота, диссипации.
- •3. Формулировка закона.
- •§ 52. Примеры применения закона.
- •1. Закон сохранения энергии Майера.
- •2. Закон Джоуля-Ленца.
- •3. Гидродинамические явления.
- •4. Микро- и наномир.
- •5. Примеры неправильного применения закона диссипации.
- •§ 53. Термический заряд диссипации.
- •1. Количество заряда.
- •2. Скорость возникновения или уничтожения термического заряда и
- •§ 54. Необратимый и обратимый процессы.
- •1. Количественная мера необратимости.
- •2. Критерий необратимости.
- •3. Необратимый процесс.
- •4. Обратимый процесс.
- •§ 55. Закон минимальной диссипации.
- •1. Нестационарные условия.
- •2. Стационарные условия.
- •3. Равновесные условия.
- •4. Теорема Пригожина.
- •5. Принцип наименьшего действия.
- •6. Принцип наименьшей потенциальной энергии.
- •§ 56. Определение кванта термического заряда.
- •1. Определение с помощью законов Планка и Вина.
- •2. Определение с помощью закона Видемана-Франца.
- •3. Определение с помощью молекулярно-кинетической теории.
- •§ 57. Термический заряд и энтропия.
- •1. Свойства термического заряда.
- •2. Свойства энтропии.
- •3. Физический смысл энтропии.
- •§ 58. Понятие потока теплоты.
- •1. Особенность термической формы движения.
- •2. Поток термической работы, или теплоты.
- •3. Термический заряд, или энтропия, и теплота диссипации.
- •4. Скорость возникновения термического заряда, или энтропии,
- •§ 59. Напряженность и индукция поля.
- •1. Напряженность.
- •2. Индукция.
- •§ 60. Закон Хаббла.
- •1. Содержание закона.
- •2. Диссипативный характер закона.
- •3. Теория расширяющейся Вселенной.
- •§ 61. Радиус видимости Вселенной.
- •1. Определение понятия.
- •2. Вывод расчетных формул.
- •3. Обсуждение результатов.
- •§ 62. Дыхание Вселенной.
- •1. Влияние радиуса видимости.
- •2. «Дыхание» мировых констант.
- •§ 63. Полевые парадоксы Вселенной.
- •1. Происхождение парадоксов.
- •2. Объяснение парадоксов.
- •§ 64. Фотометрический парадокс Шезо-Ольберса.
- •1. Содержание парадокса.
- •2. Объяснение парадокса.
- •§ 65. Гравитационный парадокс Неймана-Зеелигера.
- •1. Содержание парадокса.
- •2. Объяснение парадокса.
- •Глава VII. Увлечение движения.
- •§ 66. Закон отношения потоков.
- •1. О новой форме движения.
- •2. Вывод дифференциального уравнения закона.
- •2. Формулировка закона.
- •§ 67. Примеры применения закона.
- •1. Расчетные формулы.
- •2. Анализ результатов.
- •§ 68. Законы Фарадея.
- •1. Первый закон Фарадея.
- •2. Второй закон Фарадея.
- •§ 69. Тепловой эффект химической реакции.
- •1. Расчетная формула.
- •2. Результаты экспериментов.
- •§ 70. Закон Трутона.
- •1. Содержание закона.
- •2. Анализ результатов.
- •§ 71. Закон эквивалентности массы и энергии.
- •1. Вывод уравнения закона.
- •2. Анализ результатов.
- •Глава VIII. Разделение движения.
- •§ 72. Эффект разделения.
- •1. Характеристика новой формы движения.
- •2. Расчетные формулы.
- •§ 73. Примеры эффектов.
- •1. Эффект Соре.
- •2. Эффект Дюфора.
- •3. Прочие эффекты.
- •Глава IX. Взаимодействие потоков.
- •§ 74. Линейный эффект.
- •1. Особенности новой формы движения.
- •2. Работа линейного заряжания.
- •3. Эффект линейной диссипации.
- •§ 75. Термоэлектрические явления.
- •1. Расчетные формулы.
- •§ 76. Контактный эффект.
- •1. Контактная разность потенциалов.
- •2. Работа контактного заряжания.
- •3. Эффект контактной диссипации.
- •4. Контактная движущая сила.
- •§ 77. Примеры явлений.
- •1. Термоэлектрические явления.
- •2. Прочие явления.
- •§ 78. Дифференциальное уравнение взаимодействия.
- •1. Особенности новой формы движения.
- •2. Теоретический метод.
- •3. Условия однозначности.
- •4. Граничные условия.
- •5. Вывод дифференциального уравнения взаимодействия.
- •6. Экспериментальный метод.
- •7. Смешанный метод.
- •§ 79. Классификация состояний системы.
- •1. Стационарная равновесная система.
- •2. Стационарная неравновесная система.
- •3. Нестационарная равновесная система.
- •4. Нестационарная неравновесная система.
- •§ 80. Статика, кинетика, статодинамика, динамика.
- •1. Статика.
- •2. Кинетика.
- •3. Статодинамика.
- •4. Кинетодинамика, или динамика.
- •§ 81. Примеры взаимодействий.
- •1. Заряжание системы.
- •2. Обмен между двумя системами.
- •3. Приближенный метод.
- •§ 82. Закон силового взаимодействия зарядов.
- •1. Постановка задачи.
- •2. Вывод расчетных формул.
- •3. Анализ результатов.
- •§ 83. Закон тяготения Ньютона.
- •1. Содержание закона.
- •2. Обсуждение закона.
- •§ 84. Законы Кулона.
- •1. Закон взаимодействия электрических зарядов.
- •2. Закон взаимодействия магнитных зарядов.
- •3. Обсуждение законов.
- •§ 85. Классическая термодинамика Клаузиуса.
- •1. Основные законы термодинамики Клаузиуса.
- •2. Обсуждение основных идей.
- •3. Термодинамика Клаузиуса и перенос.
- •§ 86. Термодинамика необратимых процессов Онзагера.
- •1. Основные законы термодинамики Онзагера.
- •2. Выбор потоков и сил по Онзагеру.
- •3. Обсуждение основных идей.
- •4. Термодинамика Онзагера и перенос.
- •§ 87. Теория теплообмена.
- •1. Основные законы теории.
- •2. Обсуждение основных идей.
- •§ 88. Химия.
- •1. Общие соображения.
- •2. Тройная мономолекулярная реакция.
- •3. Анализ известных решений.
- •4. Химия, термодинамика и общая теория.
- •§ 89. Механика.
- •1. Механика Ньютона.
- •2. Механика Эйнштейна.
- •3. Механика квантовая.
- •§ 90. Правила выбора зарядов (и потенциалов).
- •1. О свободе выбора.
- •2. Свойства заряда и потенциала.
- •3. Правила выбора.
- •4. Примеры выбора.
- •§ 91. Основные законы движения.
- •1. Особенности новой формы движения.
- •2. Одна степень свободы.
- •3. Несколько степеней свободы.
- •4. Взаимные преобразования активностей движения.
- •5. Обобщенный цикл Карно.
- •6. Замкнутый и разомкнутый циклы.
- •§ 92. Примеры явлений.
- •1. Круговое увлечение.
- •2. Тепловые двигатели.
- •§ 93. Описание явления.
- •1. Особенности термодинамической пары.
- •2. Фильтрационная пара.
- •§ 94. Теория пары.
- •1. Обобщенная пара.
- •2. Полная движущая сила.
- •3. Эффект возникновения фиктивной движущей силы.
- •4. Частные случаи.
- •§ 95. Теория термоэлектричества Томсона.
- •1. Содержание теории.
- •2. Анализ теории.
- •§ 96. Фильтрационные пары.
- •1. Термофильтрационная.
- •2. Электрофильтрационная.
- •3. Диффузионнофильтрационная.
- •4. Поверхностнофильтрационная.
- •5. Вибро- поверхностнофильтрационная.
- •6. Термо-электрофильтрационная.
- •7. Поверхностно-термо-диффузионнофильтрационная.
- •§ 97. Формула Лапласа.
- •1. Вид формулы.
- •2. Обсуждение формулы.
- •§ 98. Формула Стефана.
- •1. Вид формулы.
- •2. Результаты экспериментов.
- •3. Обсуждение результатов.
- •§ 99. Диффузионные пары.
- •1. Термодиффузионная.
- •2. Электродиффузионная.
- •§ 100. Прочие пары.
- •1. Химикоэлектрическая.
- •2. Прочие пары.
- •§ 101. Особенности явления.
- •1. Общие соображения.
- •2. Управление с обратной связью.
- •§ 102. Теория информации.
- •1. Роль информации.
- •2. Законы, которым подчиняется информация.
- •§ 103. Характеристика явления.
- •1. Об особенностях движения.
- •2. Постановка задачи.
- •§ 104. Связь ощущений.
- •1. Об ощущательных формах движения.
- •2. Связь ощущений.
- •§ 105. Взаимодействие зрительных ощущений.
- •1. Кибернетический колорист.
- •§ 106. Управление процессами обмена.
- •1. Общие соображения.
- •2. «Электрические» сады и огороды.
- •3. «Музыкальные» сады и огороды.
- •4. Животный организм.
- •§ 107. Функционирование живого организма.
- •1. Воздействие на наследственность организма.
- •2. Принудительная тренировка.
- •3. Энтропия и жизнь.
- •§ 108. Признаки классификации.
- •1. Покой и движение.
- •2. Макро- и микродвижение.
- •3. Качество и количество движения.
- •§ 109. Классификация по сложности движения.
- •1. Общие соображения.
- •2. Ступени усложняющегося движения.
- •§ 110. Классификация по количеству движения.
- •1. Общие соображения.
- •2. Количественные ступени движения.
§ 58. Понятие потока теплоты.
1. Особенность термической формы движения.
Выше было показано, что активность любой формы движения в процесс преодоления зарядом внутреннего сопротивления системы превращается в активность (и количество) термической и наоборот. Процесс распространения термического заряда в этом отношении не является исключением. Но возникающий и уничтожающийся в этом процесс термический заряд диссипации не отличается по своей природе от основного термического заряда, и поэтому выделить его в явлении практически не представляется возможным. В других явлениях, например, таких, как электрические, диффузионные, гидравлические и т.д., термический заряд диссипации легко обнаруживается. Отмеченное обстоятельство имеет чрезвычайно важное значение, ибо оно в течение длительного времени (более ста лет) затрудняло правильное понимание истинного физического механизма термических явлений, что сдерживало развитие науки.
Разберемся более подробно в особенностях термических явлений и выясним причину, по которой так долго не удавалось нащупать противоречий в тех представлениях, кстати сказать, ошибочных, которые сложились в науке на основе повседневного опыта многих поколений людей. Для этого сравним процесс переноса любого данного заряда с процессом переноса термического.
В § 51 было установлено, что распространение любого заряда вдоль системы сопровождается уменьшением активности движения с Р’ до Р”. При этом работа dQ’ входа заряда в систему по абсолютной величине всегда больше работы dQ” выхода. Недостающая работа dQд диссипации для любой формы движения, кроме термической, обнаруживается в виде соответствующих тепловых эффектов.
В случае переноса термического заряда с трением все количественные соотношения остаются в силе, но качественно получается нечто иное. Возникающая термическая форма движения совпадает по своей природе с основным явлением переноса термического заряда. В результате термический заряд диссипации присоединяется к основному заряду и течет вместе с ним в направлении убывающих значений температуры. Никаких внешних тепловых эффектов, связанных с появлением термического заряда диссипации, не наблюдается.
Иными словами, благодаря тому, что термическая форма движения, как и все другие, подчиняется общим количественным законам диссипации, в системе возникает термический заряд диссипации. Но появление термического заряда диссипации делает термическую форму движения качественно отличной от других, так как при этом не происходит возникновения новой формы движения. Рождается лишь дополнительное количество термической формы движения, активность которой непрерывно снижается по мере распространения термического заряда вниз по температурной горке.
Этому качественному различию можно дать соответствующую количественную оценку. Для начала определим величину термического заряда, который входит и выходит из системы.
Предположим, что в систему слева (рис. 25) входит заряд d. Это же количество заряда выходит из системы справа. Но в процессе на участке dх возникает заряд диссипации dд [формула (496)]. Следовательно, суммарное количество заряда, выходящего за время dt из системы,
d = d + dд дж/град. (535)
Количество вышедшего термического заряда превышает количество вошедшего на величину заряда диссипации.
Найдем теперь работу, которую совершает термический заряд при своем движении по системе. Термическая работа входа (в сечении х), как известно,
dQ’ = (Т + dТ)d дж. (536)
Термическая работа в других сечениях складывается из термической работы основного (первичного) заряда d и термической работы дополнительного заряда диссипации dд. Например, термическая работа в сечении х + dх
dQ” = Тd + Тdд = Т(d + dд) = Тd дж
или [с учетом формулы (496)]
dQ” = Т[d + (dТd/Т)] = (Т + dТ)d дж. (537)
Сопоставив формулы (536) и (537), видим, что
dQ’ = dQ” = (Т + dТ)d дж. (538)
Рис. 25. Схема течения термического заряда (а)
и термической работы – теплоты (б) по проводнику.
Получен чрезвычайно важный результат: полная работа термического заряда в любом сечении системы является одной и той же. Разумеется, речь идет об одномерном температурном поле и стационарном режиме.
Для всех других явлений, кроме термических, работа dQ’ больше работы dQ” на величину работы диссипации. В термических явлениях благодаря совершению работы диссипации и возникновению вследствие этого дополнительного термического заряда полная работа сохраняется неизменной на всем протяжении проводника.
Найденный результат приводит ко многим важным следствиям.