книги / Общая термодинамика.-1

рассчитаны по косвенным экспериментальным данным физические параметры электрона. Все это говорит о том, что электрон суще­ ствует как элементарная частица определенного структурного уровня.

6.3.Магнитные тела — носители статических магнитных свойств — относятся к материи атомного структурного уровня (проявление магнетизма на более низких структурных уровнях здесь не рассматривается). Структура атома представлена ядром с опре­ деленным образом движущимся вокруг него электроном. Характер этого движения здесь нет необходимости рассматривать, важно главное — имеет место движение (изменение) электрического заря­ да в пространстве и времени.

6.4.Движение частицы с массой т и скоростью и хорошо из­ вестно. Оно характеризуется количеством движения q = ит. При этом предполагается, что движение частицы происходит в вакууме, поэтому величина q характеризует все количество движения, без по­ тери его на преодоление какого-то противодействия со стороны среды, в которой движется частица. На эту очевидную истину обычно не обращают внимания, но она важна.

6.5.Движение электрической частицы, в частности наименьшей

—электрона в среде—характеризуется введенной диэлектрической проницаемостью. Эта характеристика говорит о том, что и движу­ щемуся электрону (резисторы здесь не рассматриваются) что-то ме­ шает двигаться, некоторым образом изменять в пространстве и времени свое местоположение. Изменение во времени и простран­ стве парно связанного с электроном магнитного заряда характери­ зуется обратно пропорциональной величиной — магнитной проницаемостью. Последнюю характеристику, в принципе, в силу (1.10) можно и не вводить (при использовании гауссовой системы размерностей).

6.6.Отсюда можно рассматривать магнитный заряд как элект­

рический аналог количества движения. Тогда термодинамический параметр состояния —«магнитный заряд — можно было бы опре­ делить (рассматривая элементарные заряды) как^о = Со во. Такое определение магнитного заряда потребует изменения принятой сис­ темы размерностей, но это уже другой вопрос.

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ

ПРОСТРАНСТВО

1. Термодинамическое пространство конкретного структурного уровня включает данную (рассматриваемую) систему, другую систе­ му (считается, что третьей системы не дано) и граничную между ними область. Термодинамическая система была традиционным объектом классической термодинамики.

Выделение /, у-го рода пространства граничной области как объ­ ективно существующей в природе и искусственно создаваемой в технике реальности дополняет термодинамику, особенно термоди­ намику переносов новым специальным термодинамическим объек­ том, подчиняющимся своим специфичным законам. Вычленение существующей в пространстве (термодинамическом) и времени гра­ ничной области имеет важное значение для квантерной термодина­ мики, предмет которой — колебательные (и вращательные) явлению

— существует как в рамках системы (данной или другой), так и в граничной области. То же самое следует сказать и о электромагнит­ ных явлениях. Раньше в термодинамике рассматривались системы, размер которых по ///-параметру бесконечно велик по сравнению с размерами граничной области. Поэтому размерами граничной об­ ласти по /7*-параметру, в частности по геометрическому параметру

внаправлении от данной системы к другой, пренебрегали.

2.Как было показано выше, противоположная ситуация имеет место при взаимодействии, например, точечных электрических заря­ дов, масс, колебательных элементов (осцилляторов). Граничная об­ ласть — это, как понятно из примеров, геометрическое (в общем случае термодинамическое — по любому /7*-му параметру) про­ странство между отдельными массами, электрическими и магнит­ ными зарядами, между атомным ядром и электронными орбитами

принципиальной познаваемости материального мира.

Вывод обобщенного уравнения для межсцстемных взаимодейст­ вий, в том числе при изменчивости градиентов, частным случаем которого является уравнение, аналогичное уравнению Шредингера, позволяет, исключая какие-либо гипотезы, постулаты и интерпрета­ ции, представить роль колебательных явлений в субмикро- и мик­ роскопическом мирах, а также, логически базируясь на структур­ но-уровневой иерархии, прс&юнгировать выведенные законы и на макроскопический мир. Этому же способствует выполненный ана­ лиз электромагнитных явлений, важной частью которого являются вывод и определение термодинамической сущности эмпирических электродинамических соотношений Максвелла.

Вывод общих законов компенсированного взаимодействия сис­ тем, в том числе для гравитационных, электростатически* и элек­ тродинамических явлений, позволил обнаружить, что они в основе своей базируются на всеобщем законе сохранения, справедливом как для внутрисистемных превращений, так и для переносов между термодинамическими системами. Тем самым и с термодинамиче­ ских позиций утверждается положение о единой (термодинамиче­ ской) картине мира.

5. Опосредованный анализ общих термодинамических законов, частными случаями которых являются законы электродинамики, электростатики и всемирного тяготения, уравнение Шредингера и другие рассмотренные в данной работе, позволяет полагать, что в явлениях переноса обусловливающих взаимосвязь систем, колеба­ тельные и в том числе вращательные явления играют важную роль. Термодинамически однозначно обусловленная способность электро­ магнитных' явлений и колебаний в соответствии с законами внутри­ системных взаимодействий в форме соотношений Максвелла превращаться в другие явления, в том числе материальные (т. е. определяемые массой), и наоборот, делает их способными хранить, трансформировать и переносить в термодинамическом простран­ стве и другие термодинамические свойства (параметры состояния). Эта способность имеет и обратную сторону: самые разные термо­ динамические системы, будучи разделенными друг от друга в тер­ модинамическом пространстве, взаимодействие между собой, видимо, осуществляют в первую очередь за счет электромагнитных и колебательных (вращательных), а также масс-массовых явлений.

Отмечая особую значимость параметров, характеризующих электромагнитные, массовые и колебательные явления, общая тер­

модинамика вместе с тем запрещает возводить их в ранг исключи­ тельности. Так, еще в полной мере не раскрыто термодинамическое содержание структурного (энтропийного) и геометрических пара­ метров, различных форм количеств движения (импульсов). В ряду термодинамических параметров состояния все параметры каждый по своему значимы и все равны перед законами общей термоди­ намики.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Разработка общей термодинамики позволила рассмотреть в еди­ ном плане те явления, которые традиционно были объектами физи­ ки, с давних времен определяемой как учение о природе. Физика сложилась постепенно, уточняясь и наполняясь новым содержанием по мере все более глубокого познания мира вне и внутри нас. Поэ­ тому в современной физике наряду с системным ее изложением до сих пор присутствует целый рад эмпирических законов. Лишь на первый взгляд может показаться удивительным, что именно фунда­ ментальные закономерности в значительной своей части оставались в раду эмпирических. Но ведь они одновременно и самые сложные для понимания и самые элементарные в своей простой сущности.

Познавательная сила метода общей термодинамики — в его аб­ солютной достоверности, в достоверности выведенных и приведен­ ных в данной работе термодинамических законов и следствий из них. Собственно говоря, под термодинамическими теперь можно понимать физические закономерности, и наоборот. Противоречия здесь нет, ибо термодинамику (по крайней мере до последних вре­ мен, когда некоторым показалось, что основное — это статистика и информатика) принято считать одним из основных разделов тео­ ретической физики. Теперь можно лишь уточнить: основным.

Закономерности общей термодинамики достоверны потому, что, начиная с закона сохранения в его элементарных формах:

по экстенсивным

Пп + Пц = const

иинтенсивным параметрам*

Хп + Х а = О,

все производные от них уравнения, в том числе в дифференциаль­

ной форме и с использованием аналитически непротиворечивого принципа суперпозиции, — тождества.

Если хотите, в этом разгадка метода работы автора, его уверен­ ности в главных выводах и результатах. Начиная данную работу, автор для себя обнаружил, что всесилие основных законов ньюто­ новой механики, введенных им исходных непротиворечивых опреде­ лений — в их тождественности. Тогда стало понятно, что построение системы правильных законов возможно лишь в случае аналитического описания их тождествами, постулир!уя только ис­ ходный закон сохранения и эквивалентного превращения в предель­ но простой и ясной форме, а также учитывая структурную уровнево-межевую иерархичность развивающегося материального мира.

Обозрение построенного по предложенному методу каркаса об­ щей термодинамики, думается, позволяет еще раз утвердиться в том, что природа не коварна, но проста и величественна именно этой своей простотой великолепных форм и необъятным по глуби­ не и широте содержанием.

ЛИТЕРАТУРА

1.Больцман Л. Лекции по теории газов. Пер. с нем. ГИЗ Техтеоретлит. — М.: 1956, 554 с.

2.Вейник А. И. Термодинамика. Минск: Вышэйная школа, 1968, 463 с.

3.Второе начало термодинамики: Сб. работ Сади Карно, В. Томсон-Кельвин, Р. Клаузиус, Л. Больцман, М. Сморуховский. — М. — Л.: Гос. тех. теор. изд., 1934.

4.Гиббс Дж. В. Термодинамика. Статистическая термодинамика. — М.: Наука, 1982, 584 с.

(Gibbs J. W. The collected works. In two volumes. № 4, 1929).

5.Де Гроот С. P., Мазур П. Неравновесная термодинамика. — М.: Мир, 1966.

6.Гухман А. А. Об основаниях термодинамики. — М.: Энергоатомиздат, 1986.

7.Каратеодори К. Об основах термодинамики: сб. Развитие современной физи­ ки. — М.: Наука, 1964, с. 185—222.

8.Кедров Б. М. Классификация наук, т. II. — М.: Мысль, 1965, 543 с.

9.Клаузиус Р. Ю. Введение в математическую физику о потенциальной функции и потенциале. — Казань: М. Ф. Д, 1873, 125 с.

10.Кпимантович Ю. Л. Статистическая физика. — М.: Наука, 1982, 608 с.

11.Кричевский И. Р. Понятия и основы термодинамики. — М.: Госхимиздат, 1962, 443 с.

12.Курнаков Н. С. Избранные труды, т. 1. М.: АН СССР, 1960, с. 13.

13.Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теория поля. — 5-е изд. — М.: Наука, 1967.

14.Леонтович М. А. Введение в термодинамику. — М.: Наука, 1983, 416 с.

15.Льоцци М. История физики. Пер. с итальянского. — М.: Мир» 1970, 464 с. (Gliozzi М. Storia della fisica Torino, 1965, 464 p.)

16.Ньютон И. Математические начала натуральной философии. В тр. Крылова А. Н. — М.: VII, 1936.

17.Петров Н., Бранков И. Г. Современные проблемы термодинамики. Пер. с болг. — М.: Мир, 1986, 286 с.

18.Пригожин И. Введение в термодинамику необратимых процессов. — М.: Нау­ ка, 1960.

19.Пригожин И. Неравновесная статистическая механика. — М.: Мир, 1964, 314 с. (Prigogine J. Non-equilibrium Statistical Mechanics. N.-Y.-L, Interscience Publi­ shers, 1962).

20.Пригожин И. От существующего к возникающему: Время и сложность в физи­ ческих науках. Пер. с англ. — М.: Наука, 1985, 327 с.

Prigogin J. From Being to Becoming: Time and Complexity in the Physical Sciences. San Francisco, 1980.

21.Путилов К. А. Термодинамика. — M.: Наука, 1971, 375 с.

22.Сычев В. В. Дифференциальные уравнения термодинамики. — М.: Наука, 1981,195 с.

Sychev V. V. The differential Equations of Thermodynamics. Moscow. Mir Publi­ shers, 1983, 240 p.

23.Трусделл К. Первоначальный курс рациональной механики сплошных сред. Пер. с англ. — М.: Мир, 1975, 592 с.

Truesdell С. A First Course in Rational Continuum Mechanics. Baltimore, 1972).

24.Ферми Э. Термодинамика. Пер.’с англ. — Харьков: Изд. Харьковского уни­ верситета, 1969, 139 с.

(Fermi Е. Thermodynamics. N-Y, 1937, 139 р.)

25.Хейвуд Р. Термодинамика равновесных процессов. Пер. с англ. — М.: Мир, 1983, 491 с.

26.Эйнштейн А. Собрание сочинений, т. 1. Работы по теории относительности. 1905—1920. — М.: Наука, 1965, 700 с.

27.Onsager L. Reciprocal Relations in Irreversible Processes. I and II. Physical Review, 37, 405 and 38, 2265. 1931.

28.Partington J. R. Advances in Thermodynamics Nature, L. 170, 730, 1952.

29.Prigogine J. Introduction to Thermodynamics of Irreversible Processes. 3d ed. 1967.

Работы автора по термодинамике

1.Полимерология. В сб. Полимерминеральные материалы. — М.: ВНИИНСМ, Вып. 18(26), 1967, с. 85—101.

2.К вопросу о термодинамических параметрах сложных систем. В сб. Полимер­ ные строительные материалы, вып. 28(36). — М.: Стройиздат, 1970, с. 19—20.

3.Некоторые гносеологические аспекты научно-технической революции: Сб. Ак­ туальные проблемы современной научно-технической революции. — М.: Изд. МГУ, 1970, с. 20—23.

4.О возможности реокинетического изучения реакций полимеризации и деполи­ меризации: журнал Высокомолекулярные соединения, т.(А) 19, № 3, 1977, с. 459-465.

5.Полимерология (постановка проблемы). Деп. в ВИНИТИ № 8202—В85, 1985.

6.Реологическая термодинамика (термодинамика переносов). Деп. в ВИНИТИ № 5—84, 1984, 270 с.

7.Анализ термодинамических однопараметрических систем. Деп. в ВИНИТИ №7069—84, 1984,20 с.

8.Элементы реологической термодинамики (термодинамики переносов): Сб. Термодинамика необратимых процессов и ее применение (тезисы докладов 2-й Всесоюзной конференции. Черновцы, 1984, 332—333 с.).

9.Система реотермодинамических параметров вязкого течения. Деп. в ВИНИТИ № 145—85, 1985, 19 с.

10.Полимерология. Деп. в ВИНИТИ № 3199—85, 1985, 228 с.

11.Анализ термодинамических двупараметрических систем. Деп. в ВИНИТИ № 6359—85, 1985, 53 с.

12.Анализ термодинамических двухпараметрических систем, ч. 2. Деп. в ВИНИ­ ТИ № 970—В86, 1986, 84 с.

13.Анализ термодинамических трехпараметрических систем. Деп. в ВИНИТИ №5244—В86, 1986, 80 с.

14.Квантерная термодинамика (термодинамика колебательных явлений). Деп. в ВИНИТИ № 7216—В86, 1986, 157 с.

15.Термодинамика прочности (термодинамический анализ механической прочно­ сти). Деп. в ВИНИТИ № 7318—В87, 1987, 63 с.