- •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.
2. Одна степень свободы.
Для установления основных законов кругового процесса надо воспользоваться двумя первыми принципами общей теории – сохранения энергии и заряда.
Если система перешла из состояния 1 в состояние 2, а затем вновь вернулась в исходное состояние 1, то суммарные изменения энергии и заряда в круговом процессе 1-2-1 будут равны нулю. Они определяются из выражений типа (17) и (99):
=
+
=
0; (768)
=
+
=
0. (769)
Символом
обозначена
операция интегрирования по замкнутому
контуру (круговой интеграл), цифры
соответствуют пределам интегрирования.
Формулы (768) и (769) говорят о том, что в процессах 1-2 и 2-1 совершаемые работы и перенесенные в прямом и обратном направлениях заряды равны между собой, т.е.
= - дж; (770)
= - . (771)
Не только в системе, но и в окружающей среде после совершения кругового процесса 1-2-1 не происходит никаких изменений.
3. Несколько степеней свободы.
Если система располагает несколькими (например, двумя) степенями свободы, то картина существенно изменяется. Подвод и отвод данного заряда может происходить при различных количествах второго. Благодаря имеющейся связи между степенями свободы в результате кругового процесса 1-2-1 система придет в исходное состояние, а в окружающей среде останутся изменения, которые могут быть найдены из выражений
=
+
=
0; (772)
=
0; (773)
=
0. (773)
Суммарное изменение энергии системы равно нулю – формула (772). В тривиальном случае каждая из работ тоже может быть равна нулю. Так будет, например, при поочередном подводе и отводе каждого из зарядов. Этот случай в принципе не отличается от предыдущего ( при n = 1).
В общем случае каждая из работ не равна нулю. Такие условия возникают, например, когда первый заряд подводится к системе при одном содержании второго заряда, а отводится от нее – при другом. В этом случае
= - 0. (774)
Приняв обозначения
= Q1 дж; (775)
= Q2 дж, (775)
получим
Q1 = - Q2 дж. (776)
В результате кругового процесса 1-2-1 в системе не происходит никаких изменений – ее заряды [формулы (773) и (774)], а следовательно, потенциалы и энергия остаются теми же, что были и до процесса. В окружающей среде общее количество зарядов и энергии тоже не изменяется, но тем не менее в ней происходят какие-то изменения, определяемые равенством (776). Предстоит разобраться в физическом смысле этого равенства.
4. Взаимные преобразования активностей движения.
Согласно закону сохранения заряда, количество любого данного движения остается в природе неизменным. В процессе 1-2-1 суммарный заряд окружающей среды не меняется. Это значит, что равенство (776) нельзя трактовать как взаимное преобразование различных форм движения.
Понять смысл происходящего можно, если привлечь уравнение (174)
U = (1/2)Р1Е1 + (1/2)Р2Е2 дж.
Согласно этому уравнению, при постоянных Е1, Е2 и U в окружающей среде может происходить только взаимное преобразование активностей движения Р1 и Р2. Например, активность (потенциал) Р1 может возрасти за счет уменьшения активности (потенциала) Р2 и наоборот. Чтобы лучше осмыслить этот результат, перепишем равенство (776) в виде
Р1Е1 = - Р2Е2 дж. (777)
Это равенство говорит о том, что в окружающей среде произошло «расслоение» движения: часть первого заряда в количестве Е1 перешла с нижнего уровня потенциала Р1ср’ на верхний Р1ср” за счет того, что часть второго заряда в количестве Е2 перешла с верхнего уровня потенциала Р2ср’ на нижний Р2ср”, причем
Р1 = Р1ср” - Р1ср’; (778)
Р2 = Р2ср” – Р2ср’. (779)
Так происходят взаимные преобразования активностей различных форм движения. Теперь должно быть до конца ясно, почему неправильно говорить о взаимных преобразованиях самих форм движения. Формы движения определяются зарядами и, согласно закону сохранения заряда, не могут превращаться одна в другую. Исключение касается только термического движения, о котором уже говорилось достаточно.
Заметим, что использовать систему с несколькими степенями свободы для длительного преобразования активностей движения в непрерывном (не круговом) процессе невозможно. Нельзя, например, долго получать работу от газа, который нагревается в цилиндре с поршнем. При односторонне направленном процессе рано или поздно цилиндр расплавится или поршень выдвинется за его пределы.
Все сказанное относится к любой системе, имеющей две или больше степеней свободы.
Необходимо отметить, что выражение (777) напоминает уравнение закона диссипации.