Чему и как нас учат – 3. Температура, гравитация и связь между ними.

Чему и как нас учат – 3. Температура, гравитация и связь между ними.

 

Открываем ВИКИ и читаем - Температу́ра — физическая величина, характеризующая термодинамическую систему и количественно выражающая интуитивное понятие о различной степени нагретости тел.

Это весьма общая трактовка температуры.

Открываем https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/1958 и читаем следующее:

Температу́ра (от лат. temperatura — надлежащее смешение, нормальное состояние) — скалярнаяфизическая величина, характеризующая приходящуюся на одну степень свободы среднюю кинетическуюэнергию частиц макроскопической системы, находящейся в состоянии термодинамического равновесия.

... мерилом температуры является не само движение, а хаотичность этого движения. Хаотичность состояния тела определяет его температурное состояние, и эта идея(которая впервые была разработана Больцманом), что определённое температурноесостояние тела вовсе не определяется энергией движения, но хаотичностью этого движения, и является тем новым понятием в описании температурных явлений, которым мы должныпользоваться .

Ясно, что эта трактовка температуры привязана к МКТ. Теперь анализируем. Начиная со школьной скамьи, при описании жидкости, указывается [Физика 10 класс, Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Москва, ПРОСВЯЩЕНИЕ, 1990г. Стр.15.]: «молекулы жидкости находятся непосредственно друг возле друга. При попытке изменить объём жидкости (даже на малую величину) начинается деформация самих молекул. Для этого нужны очень большие силы. Этим и объясняется малая сжимаемость  жидкостей».

Обращаем внимание на то, что о наличии зазоров между молекулами в жидкостях в учебниках нет ни слова. По сути, этими словами нам со школы ясно указывают на отсутствие  каких-либо зазоров между молекулами в жидкостях.

Теперь открываем http://chem21.info/page/190071189031135022090016239199011098123098229245/    Справочник химика 2, ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИ Я   Стр. 53

Рассмотрим представленные там и здесь графики. На них представлено то, что происходит при нагреве в интервале от 0 до 100 градусов по С.

График справа указывает на то, что объём воды при нагревании только увеличивается, но не так равномерно как спирт.

Слева в центре представлена температурная зависимость коэффициента сжимаемости воды. Данный график достаточно ясно указывает на то, что в заданном диапазоне температур, при постоянном увеличении объёма, плотность воды и её способность к сопротивлению на сжатие  изменяется волнообразно. В этом диапазоне, при постоянном увеличении объёма воды, плотность и сопротивление к сжатию может уменьшаться и увеличиваться.

С позиции МКТ, повышение температуры жидкости характеризуется повышением скорости молекул в их хаотическом движении. 

Размышляя с этой позиции, приходим к тому, что по МКТ молекулы должны увеличивать свой общий объём за счёт расталкивания друг друга на большие расстояния. Другими словами, объём нагретой жидкости по МКТ должен увеличиваться за счёт увеличения средних расстояний между молекулами, а значит за счёт зазоров между ними.

А это входит в явное противоречие с практической информацией и с тем, что пишется в учебниках - что молекулы жидкости всегда расположены плотно друг к другу.

Теперь с этой информацией обратимся к тому – как и чем мы измеряем температуру. Полагаю, что, если не всем, то многим известно, что  газовый термометр условились считать эталонным (образцовым) термометром. Второй способ тарировки включает в себя подгонку значения под показания эталонного жидкостного (спиртового или ртутного) термометра. Эталонные термометры настроены по трём реперным точкам – точке плавления льда и точек кипения воды и серы. Эталонный термометр, предназначенный для измерения низких температур, градуируется по четырем точкам. Четвертой реперной точкой служит температура кипения кислорода. Все промежуточные значения устанавливают в соответствие с долей изменения объёма мерного материала. Это значит, что мы измеряем температуру исключительно посредством изменения объёма того или иного вещества. В принципе, этим всё сказано. Никакие скорости в хаотическом движении термометры не измеряют.

После того как определили, что электрическое сопротивление изменяется с изменением объёма (расширением) твёрдого материала при изменении его температуры, то разработали термометры электрического сопротивления (ТС).  Следовательно, и ТС, и пирометры, а также все контактные и бесконтактные термометры проходят настройку цифровых показаний по газовым или жидкостным термометрам. Другими словами, значение температуры тела или вещества все мерительные приборы показывают  в связи со способностью тел и вещества менять свой объём в соответствии с изменением в них тепловой энергии. Поэтому фразу: «при изменении температуры вещества происходит изменение его объёма» – по сути можно отнести к завуалированной тавтологии.

И ещё один нюанс. Допустим, что мы в изолированном объёме воздуха (другого газа) получили абсолютные равновесные условия, т.е. с абсолютно стабильной температурой. В этот объём ни снаружи внутрь, ни изнутри наружу вообще не поступает тепловая энергия. При этих условиях хаотические перемещения молекул данного газа должны вызывать сомнение (если не больше). Гравитацию никто не отменял, а молекулы, перемещаясь и не получая извне энергию, никак на неё не реагируют. Многие здесь укажут на то, что это следует из определения температуры. Но, как представлено выше, никто и никогда в равновесных условиях не выявлял (не замерял, не определял на практике) именно скорости молекул. В опытах Штерна и ему подобных условия равновесности нарушены нагревом нити. А поскольку замерялась скорость от раскалённой нити до поверхности осаждения по прямой, то и этот фактор никак не позволяет относить полученные значения к хаотическому движению.

Переходим к гравитации.

Если мы захотим что-то прочитать про теплород, то, заглянув в Интернет, находим следующее.

«Теплоро́д (калька с греч. φλογιστός — пламя), Флогистон — по распространённым в XVIII — начале XIX века воззрениям, невесомый флюид, присутствующий в каждом теле и являющийся причиной тепловых явлений».

В разных источниках информация мало чем отличается от приведённой.

Теплород везде (во всех источниках) изначально относят к невесомому флюиду.

Но! На самом деле (о чём просто или специально забыли) элементы теплорода изначально награждались силами взаимодействия между собой и другими элементами материи. То есть, в исходных условиях элементам теплорода (далее ЭТ) предположительно задавались силы отталкивания между собой и силы притяжения к иным элементам.

Предположительно потому, что любая теория начинается с какого-либо предположения.

А теперь проанализируем то, что логически должно вытекать из этого предположения.

То есть проделаем то, что учёные должны были сделать раньше.

Итак, исходные условия. Находящиеся в структуре каждого атома и молекулы какого-либо тела ЭТ, взаимодействуют силами притяжения к другим (иным) элементами материи и силами отталкивания от таких же других ЭТ внутри данного тела. Из этого следует, что эти же силы в определённой мере могут присутствовать между соседними телами. Если силы притяжения ЭТ одного тела к другому равны силам отталкивания его ЭТ от ЭТ другого тела, то это означает, что между данными телами силы их взаимодействия сбалансированы. Другими словами эти тела и не притягиваются друг к другу и не отталкиваются друг от друга.

Другое дело если в составе двух тел имеется большая разница в обладании ЭТ. А далее с этой позиции следует сопоставить взаимодействия тел и их атомов, находящихся на поверхности земли, с тем, что сокрыто под земной корой. Вспоминая о существовании вулканов и гейзерах, следует констатировать то, что под земной корой, т.е. в раскалённой сердцевине Земли,  размещено гигантское количество ЭТ.

Это значит, что при заданных исходных данных, ЭТ у тел, находящихся на земной поверхности и взаимодействующие с тем, что находится внутри земли, невесомыми флюидами никак не могут быть в принципе!

И, если далее отталкиваться от этих данных, то из выше сказанного следует, что изменение температуры веществ (тел) должно сказываться в действии на них гравитации.

В этом видео - -https://www.youtube.com/watch?v=rGIn418rKjI

демонстрируется весьма простой опыт, в котором 50-ти грамовая гирька после нагрева на огне газовой горелки на время теряет 0,05г от своего веса.

Есть и эксперименты профессора А.Л. Дмитриева из Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики.

1. A. L. Dmitriev and S. A. Bulgakova   Negative Temperature Dependence of a  Gravity - A Reality. World Academy of Science, Engineering and Technology,  Issue 79, July 2013, pp 1560-1565 
2. A. L. Dmitriev, "Simple Experiment Confirming the Negative Temperature    Dependence of Gravity Force", 2012,

http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1201/1201.4461.pdf

 

А к самым ярким примерам влияния теплоты на действие сил гравитации следует отнести процессы конвекции. И в качестве ещё одного аргумента к тому, что по МКТ этому нет понимания - http://dxdy.ru/topic79089.html

Здесь на крутом физическом форуме физики физикам задают вопрос -  Почему горячий воздух движется вверх?

Самое интересное в том, что тему закрыли так и не найдя ясного ответа на этот вопрос по самым обычным физическим процессам.

А у меня этот процесс имеет ясность на уровне отдельных молекул - https://youtu.be/_Snm6YscEGk

Тут многие могут вспомнить про то, что «гипотеза флогистона-теплорода была отвергнута в результате испытаний, что послужило опорой для принятия молекулярно-кинетической теории в середине XIX века».

 

При этом часто не упоминается то, что, в опытах (Румфорда, Гемфри Деви  и других) отсутствуют прямые доказательства верности МКТ, а потому они воспринимаются как косвенные.

По ТТЭ все эти опыты объясняются на уровне атомов.

Поскольку ЭТ притягиваются ко всем остальным элементам, то по ТТЭ рождается следующая конструкция атомов. Вокруг ядра (окружность с плюсом) атома и вокруг электронов (окружности с минусом) располагаются ЭТ (маленькие окружности). При передаче теплоты, определённое количество ЭТ передаётся с атома на атом. Это и приводит к тому, что электроны меняют своё местоположение. Чем большее количество ЭТ окружает электрон и само ядро, тем дальше от ядра располагаются электроны.

Соединение атомов в молекулы по ТТЭ также происходит просто и понятно.

Всё в полном и логическом согласии с экспериментальными данными и понятием орбитали.

Итак, про упругость различных материалов (даже стали) мы знаем из практики.  Если мы мысленно подвергнем сжатию конструкцию из выше представленных атомов, то будем иметь и достаточное понимание в том, что  за этим последует. Ударом молотка по стали, мы выдавливаем соответствующее количество теплоты.  Ясно, что кроме выделения ЭТ, процесс насильственного смещения атомов друг относительно друга, будет сопровождаться нарастанием сопротивления.

А что должно происходить потом, когда давление прекращается? Естественно, происходит обратный процесс. Структура, насколько это возможно, старается восстановить былое. Естественно, в процессе восстановления структуры участвуют в первую очередь силы отталкивания.

Вспомним, что происходит, когда мы, например, серединой среднего пальца прижимаем небольшой резиновый шарик и, смещая палец, прокатываем шарик по направлению к концу пальца. В определённый момент шарик резко выскакивает из-под пальца. Срабатывают силы упругости материала.

Металл в опыте Румфорда и лёд в опыте Гемфри Деви далеки от упругости резины. Но, на какую бы величину не происходило смятие их структуры, в процесс её восстановления обязательно подключаются силы отталкивания.  А далее следует учесть скорость работы этих сил, точнее, сопоставить скорости, при которых сминалась структура со скоростью восстановления структуры. Очевидно, что во втором случае скорость восстановления явно много больше той скорости, с которой производится сжатие молекул во всех упомянутых опыта. Другими словами, при выдавливании, покидающие структуру ЭТ, делают это в единицу времени гораздо реже. А те, которые возвращаются в зону снятия напряжения, делают это с естественной для них скоростью, т.е. все сразу и почти мгновенно.

Ключевым фактором здесь является то, что, при механическом смятии структуры рассеивание ЭТ из зоны смятия и далее в окружающее пространство происходит двумя путями – тепловым излучением и конвекцией. А возвращение исключительно со скоростью естественной для работы сил притяжения и отталкивания.

Поскольку процесс восстановления структуры организуется самопроизвольной работой сил отталкивания и притяжения, то количество ЭТ, которое возвращается в зону ослабления давления, делает это  не только мгновенно, но и путём обратным тепловому излучению.

Сопоставляя выше сказанное, получаем, что из зоны сдавливания теплота (ЭТ) выдавливается с меньшей скоростью, чем возвращается. А это способствует накоплению ЭТ в зоне постоянной смены давления. Что мы и имеем.

Итак, из выше сказанного следует, что ЭТ участвуют в формировании сил гравитации.

По логике, чем больше в составе тела ЭТ, тем явственней проявляется их способность к гравитации. Звёзды (в том числе и наше Солнышко) имеют в своём окружении планеты, вращающиеся вокруг них по орбитам.

Земля, внутри которой также весьма много ЭТ, имеет Луну. Астероиды, например Эрос (см. здесь - https://www.kramola.info/vesti/neobyknovennoe/175), не проявляет расчётной силы гравитации, возможно потому, что в своём составе имеет малую часть ЭТ.

На представленном рисунке изображена схема некоего эллиптического движения некой планеты вокруг Солнца. Пусть в точке О расположено Солнце, а в точке А расположен афелий некой планеты, которая движется вокруг Солнца по эллиптической орбите 1. На левой стороне эллиптической орбиты выберем несколько точек Б; В; Г; и Д. Из всех указанных точек по направлению движения проведём короткие касательные в эллипсу со стрелкой на конце. Эти стрелки выражают истинное направление движения планеты в этих точках. Соединим эти точки отрезками 2 с центом Солнца, т.е. с точкой О. Замерим полученные углы между направлением движения и отрезками 2.

Как видим, в точке А мы имеем наибольший угол в 90 градусов. В точке Б этот угол уменьшается до 61-го, в точке В - до 58-и, а в точке Г до 57 градусов. Затем обратим внимание, на то, что в точке Д этот угол имеет уже увеличенное значение по сравнению с точкой Г. Проанализировав все подобные геометрические построения, мы увидим, что в точке Г, которая находится на пересечении орбиты с малой осью симметрии  эллипса, данный угол всегда будет иметь минимальное значение.

Теперь возникают вопросы. Почему тенденция на уменьшение указанного угла в точке Г заканчивается? Ведь с приближением тел сила притяжения между ними должна продолжать увеличиваться с нарастанием! Ответа на этот вопрос нигде нет.

Не будем касаться здесь того, существует или не существует сила инерции. В Интернете на физических форумах по этому поводу идёт много жарких споров. Оставим этот вопрос открытым. Многие физики, разбирая эллиптические движения планет, уповают исключительно на действие центробежной силы. Когда я учился в школе, то в учебниках указывалось, что обязательным условием возникновения центробежной силы является наличие материальной связи. Есть  материальная связь с движущимся по кривой телом – присутствует и центробежная сила. Нет такой связи – нет и такой силы. Увы, время не пощадило былое.

Теперь рассмотрим, как эллиптичность орбит объясняется по ТТЭ.

Перед этим обратим внимание на имеющуюся в учебниках следующую информацию по силам микромира. Посмотрим, что о силах притяжения и отталкивания между молекулами говорят учебники физики. В них говорится, что “силы отталкивания убывают с увеличением r (расстояние между молекулами) ещё быстрее, чем силы притяжения”.

В общих чертах это объясняется так. Поскольку и все космические тела имеют в своём составе ЭТ, то, при сближении планет, их отталкивающие силы будут увеличиваться с большим коэффициентом пропорциональности.

А значит, в некой точке Г может наступить переломный момент, с которого силы отталкивания начнут значимо влиять на силы притяжения. И если они по значению не превысят силы притяжения, а только их ослабят, то планета (как астероид или комета), обогнув Солнце, уйдёт на новый виток.

А далее всё происходит в обратном порядке. Отталкивающие силы будут уменьшаться с большим коэффициентом пропорциональности, чем силы притяжения. А значит, на каком-то расстоянии (афелий) последние, превысив и более ослабленное действие сил отталкивания, и инерционные силы, смогут возвратить планеты на новое сближение. Вот и всё объяснение.

Теперь всё это сравните с тем, что в этих направлениях мы имеем по МКТ.

Просьба – объективно и не предвзято.