Так что же такое тепловая энергия или просто – теплота?, Если есть версии по её природе, то это сюда Опции

[Patent]

В теме - Механизм теплового излучения - ключ к пониманию природы теплоты была озвучена важная проблема с пониманием теплоты.
Поскольку теплота нас окружает всюду и входит в нас самих, то неправильное понимание её природы должно накладывать отпечаток на понимании очень и очень многого.
Если теплота присутствует во всех агрегатных состояниях вещества, более того, и даже её количество определяет агрегатное состояние, то сие говорит о том, что у теории, объясняющей, что есть такое теплота, не должно быть органичений.
Из выше сказанного следует сделать вывод, что понимание теплоты не должно ограничиваться определённой средой, например газом.

Другими словами теория теплоты должна в равной степени относиться к газам, к жидкостям и твёрдым телам.

В настоящее время в учебниках в широком смысле теории теплоты нет. Понимание теплоты нагрузили на молекулярно-кинетическую телория (МКТ). Раньше она называлась молекулярно-кинетическая телория газов, потом термин «газов» упразднили и даже больше, стали называть просто «кинетическая теория». Этим самым показывается, что её наложение более широкое.

При этом, когда возникают вопросы, указывающие на её несостоятельность, защитники МКТ начинают вспоминать про то, что она имеет ограничение. Но! Какое может быть ограничение в объяснении процессов с теплотой у теории, на которую возложили объяснения самой теплоты?!

Многие на этом форуме (и я в том числе) считают МКТ как теорию несостоятельной полностью, а многие частично.

Следовательно, возникает необходимость и условия (на данном форуме) для рассмотрения иных версий по объяснению природы теплоты.
Поэтому предлагаю в данной теме и начать рассмотрение разных версий того – что такое тепловая энергия.
Акцентирую внимание на том, что к направлению или к форуму «около науки» эта тема не должна относиться. В первую очередь здесь будет рассматриваться работоспособность МКТ. Во вторую - работоспособность того видения на теплоту, что предлагаю я.
Поскольку в, так сказать, официальную версию теплоты у многих веры мало, то разбор более реалистичных версий не является чем-то далёким от науки. Наоборот, это и есть тут путь науки, которого в моём понимании следует придерживаться всегда.
Так как здесь будут разбираться И СРАВНИВАТЬСЯ одновременно МКТ и другие варианты,то это значит, что место данной темы с таким направлением именно на основном форуме.

АКЦЕНТИРУЮ!
Предлагать варианты в данной теме следует начинать с исходных данных к своему видению теплоты (и только теплоты). То есть в самом начале должна быть ясность по той информации, на какую КОНКРЕТНО будут далее опираться все дальгнейшие рассуждения.
Чем меньше заложено реалистичного в исходные данные, тем проблематичней будет вера в саму теорию, т.е. во все её объяснения.
Особенно, если они будут сформулированы из общих и пространных декларативных утверждений.
Чема шире охват внятными объяснениями природных процессов, тем более реалистичней выглядит теория.


Начнём с МКТ. Так как она представлена во всех учебниках, то её исходные данные здесь представлять не обязательно.
Несклолько юансов.
1. Её работоспособность представлена на идеальном газе, т.е. на том, чего нет в природе. Абсолютно упругие столкновения молекул газа - это чистая абстракция! При тех скоростях, которые приписывают молекулам газа в их тепловом хаотическом движении, сложные строения молекул газа, которые состоят из атомов и у которых согласно современным представлениям вдали от ядра летают электроны, в принципе не могут возникать подобные столкновения.
Это первый и весьма большой её минус.
Кстати, тот факт, что в реальности НЕ происходят разрушения молекул газа НЕ говорит о том, что между ними такие упругие столкновения существуют, а скорее указывают на то, что молекулы газов НЕ летают и НЕ сталкиваются друг с другом и ещё с чем-либо при таких скоростях.
2. Нет ни одного доказательства того, что молекулы газов при постоянной (установившейся) температуре вообще летают меняя соседство с приписываеми им скоростями. Опыт Штерна и ему подобные выполнены со многими нарушениями. В том числе с абсолютным нарушением условий равновесности.
3. Холодный воздух в сравнении с тёплым по МКТ характеризуется меньшими скоростями их перемещения. Вопрос: каким же образом молекулы снизу той же массы, обладая меньшими скоростями, заставляют такие же, но более быстрые молекулы двигаться преимущественно вверх? По логике при этих обстоятельствах более быстрые должны наоборот прибивать к земле нижние. Ссылка на то, что снизу молекул больше некорректна. Снизу по быстрым ударов больше, чем самих столкновений быстрых с медленными, в принципе быть не может. Это одни и те же столкновения!
4. У обычного воздушного шарика оболочка никогда не претерпевает никаких изменений. Давление на все его участки на протяжении всего времени абсолютно постоянно.
Открывая учебник физики - «Элементарный учебник физики». Под ред. Ландсберга Г.С. Т.1, М., «Наука», 1965г. стр.416, параграф 218. ,
читаем: "Движение молекул в газах имеет беспорядочный характер: скорости молекул не имеют какого-либо преимущественного направления, а распределены хаотически по всем направлениям».
Это исходный и главный постулат МКТ. Из него следует, что невозможно предсказание - в какие стороны разлетятся молекулы после их столкновения.
На вопрос - почему оболочка шарика не показывает неравномерность давления, защитники МКТ обычно говорят, что не стоит волноваться и что МКТ в этом вопросе подтверждена математически и в первую очередь основным уравнением МКТ.
Обратим внимание на специфические условия, которые во всех учебниках (и в Интернете) оговариваются при его разработке.
Изначально хаотичное движение молекул заменяют движением вдоль трех взаимно перпендикулярных направлений. В принципе, против этого возражений нет. Естественно, каждое направление можно привязать к ближнему из трёх возможных взаимно перпендикулярных прямых, совпадающих с осями декартовой системы координат. Некорректность в следующем действии. Согласно МКТ в любой момент времени вдоль каждого из трёх направлений должно перемешаться ровно одна треть от всех молекул. Причем опять же ровно половина из них — в противоположную сторону. Следовательно, согласно основному уравнению МКТ, ровно одна шестая от всех молекул в каждое мгновение должна двигаться вдоль одного из шести направлений.
Возникает вопрос. Как именно это условие могут и должны выполнять сами молекулы, если направления их движения после отскоков от других непредсказуемы? Об этом логика МКт умалчивает.
Кстати, нет ни единого ПРАКТИЧЕСКОГО расчёта двления газа с упором на удары молекул по стенкам.
5. Кто может представить - как в принципе молекула воздуха на высоте, например, один километр, в это же мгновение может оказывать своё давление на земную поверхность? Увы! Это в принципе невозможно!
Формула давления газа указывает на постоянное и непосредственное участие в давлении абсолютно всех молекул газа. Упоминать косвенное участие, когда речь идёт о непосредственном, по меньшей мере, некорректно.
6. Самолёты и птицы летают, используя именно упругость воздуха.
И мы уже привыкли видеть действия подобные этим. Упругость появляется тогда, когда между частицами структуры вещества есть постоянная взаимосвязь. А какая взаимосвязь может просматриваться у молекул газа по МКТ, если большую часть времени они проводят в полётах между собой?
Термин «перенос» никоим образом не указывает на то, как именно происходит упругое взаимодействие и вообще трение газа о стенки трубопроводов и т.п.
Следовательно, по МКТ упругость газов и трение газа в трубопроводах не имееот объяснений. Другими словами реальность противостоит МКТ.
7. Ни в одном учебнике нет объяснений того, как через молекулы воздуха, хаотично летающие с средней скоростью 500 м/с, мугут передаваться звуковые волны, имеющиескорость 340 м/с.
У меня по ссылке http://technic.itizdat.ru/docs/Iyriy/FIL14...3170N419292001/
в статье – «Почему нет объяснения независимости скорости звука от скорости его источника» представлен детальный разбор причин, по которым по МКТ в принципе не могут передаваться звуковые волны.
8. Коротко разберём широко известный опыт Бенджамина Томпсона (он же граф Румфорд) со сверлением металла, в процессе которого выделяется много тепловой энергии. Этот и подобные опыты считаются экспериментальным доказательством справедливости МКТ.
В учебной литературе указывается на связь механической работы и внутренней энергии, а также на то, что внутренняя энергия есть результат особого вида движения частиц материи. Всё! На этих общих фразах привязка видимого результата опыта к теоретической части МКТ заканчивается.
Повыше6ние температуры твёрдого тела связывают с увеличением скорости и амплитуды колебаний атомов в его структуре. Ну и кто знает, как медленное движение кромки сверла способно увеличить амплитуду колебаний атомов в металле? Разве этот нюанс где-то внятно описывается?
9. Объяснение процесса испарения жидкостей также возложили на МКТ.
При этом опять всё объяснение состоит из двух-трёх общих фраз, в которых ссылаются на то, что из поверхности жидкости вылетают наиболее быстрые, т.е. те, которые обладают большей энергией.
Вспоминаем, что размер мениска у поверхности воды на границе со стеклянной стенкой по вертикали и горизонтали составляет около 1 миллиметра. Это огромная величина по сравнению с размерами самих молекул воды. Существование такого мениска указывает на весьма значительное действие сил притяжения молекул воды к стеклянной поверхности.
В учебных пособиях разбирается опыт, в котором одна из двух капель воды размазывается по стеклу и после этого испаряется быстрее. И объясняется это увеличением поверхности испарения.
Осознанно или неосознанно, по невнимательности или забывчивости, но совершенно не обращается внимание на то, что с уменьшением высоты слоя из молекул воды между верхними молекулами воды и твёрдой поверхностью значительно увеличиваются силы притяжения.
И возникает естественный вопрос. Где молекулы берут энергию для требуемого разгона и как вообще могут разгоняться там, где они более значимо притягиваются к тому, на чём разгоняются?
10. Современная физика исключает возможность построения вечных двигателей. Но! Получается, что приняв на вооружение МКТ, негласно утверждается то, что в поле гравитации, без подвода какой либо энергии возможно вечное движение частиц имеющих массу! Каким образом это в принципе может происходить - нигде пояснений нет.
Если честно подходить к обстоятельствам, то с философской позиции МКТ некорректно объясняет даже броуновское движение, поскольку одновременно оно рассматривается и как доказательство верности МКТ. То есть здесь всё закольцовано. Кстати, трактовка по МКТ температуры также не может подтверждать верность МКТ.
Выше представленное составляет только малую часть от всей криптики МКТ.
Резюме.
Но, как я полагаю, и этого достаточно, чтобы даже самые зашоренные верующие в МКТ специалисты усомнились в её справедливости.
Часто ссылаются на то, что МКТ подтверждена многими опытами и её работоспособность доказана математически. По каждому примеру готов спорить и доказать обратное.


Теперь для сравнительного анализа представляю своё видение тепловой энергии, т.е. теорию тепловой энергии (ТТЭ).
За исходные данные я взял элементы теплоты (ЭТ) или в других моих работах они обозначены как элементы тепловой энергетической составляющей (ЭТЭС).
Итак, ЭТ, отталкиваясь друг от друга, притягиваются ко всем иным. Это практиченски единственное и самое базовое предположение, на котором по ТТЭ построены все дальнейшие объяснения. Все иные элементы, а их может быть множество, я объединяю под общим названием элементы материальной составляющей, обозначая просто МС или элементы МС.
С примером наличия в природе и сил притяжения, и сил отталкивания мы все знакомы по взаимодействию постоянных магнитов. То есть ничего нереального и необычного в исходных предположениях нет.
ЭТ должны быть весьма малы и могут входить в состав даже тех частиц, которые в настоящее время относят к элементарным. А значит в значимом количестве входят во все иные составляющие атомов (протоны, нейтроны, электроны и т.д.). Вот тот минимум исходных данных, на которых (повторяю) далее построены буквально все объяснения.
Более подробно со множеством объяснений, которые складываются по ТТЭ, можно ознакомиться из множества моих работ.
Моя первая значимая (большая) работа - Физика – где правда, а где вымысел» http://sopoviuriy.narod.ru/kniga.doc
Здесь, как и в других работах, представлен и критический анализ МКТ.
Одна из последних значимых работ - «Тепловая энергия. Что о ней ложь и где правда?» - http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/13487.html
В отдельных статьях представлены разборы по более узкой тематике.
С полным списком печатных работ и видеоматериалов можно ознакомиться (пропустив рекламу) по ссылке - http://sopoviur.ucoz.com/publ
кликнув на Список некоторых ссылок на мои работы и публикации/

А пока очень коротко отмечу главное в ТТЭ.
Если представить, что тело, жидкость или газ находятся при абсолютно постоянной температуре, то в них не происходит никакого движения. Абсолютно ничто не движется. Постоянство температуры указывает на то, что действие сил отталкивания и притяжения сбалансированны между всеми атомами и молекулами данной среды.
Эти данные в корне отличаются от того, что декларируется по МКТ. Далее допустим, что с некой стороны подвели тепловую энергию, т.е. указанная среда, точнее её пограничные атомы и молекулы, стали контактировать с более нагретой средой. В этой ситуации контактируемые молекулы (атомы) делят избыток ЭТ у более нагретой, между собой поровну ( насколько это возможно). И далее между ними, скорее всего, становятся привалирующими силы отталкивания.
При поступлении на молекулу рассматриваемой среды некой порции ЭТ, между ей и всеми другими соседними, естенственно, нарушается прежний дисбаланс сил. Вероятней всего, между этими молекулами увеличатся силы притяжения. К какой молеекуле силы притяжения станут больше, с той молекула полученную порцию ЭТ и станет далее делить. И так далее.
Естественно, что внутри молекул и атомов будет происходить аналогичный процесс. Только, чем меньше частицы, которые делят порции из ЭТ, тем меньше расстояния, на которые они перемещаются в процессе делёжки. Очевидно и то, что скорости перемещения частиц составляющих атомы будут происходить ближе к скорости света.
Следовательно, далее несложно представить, что эти движения и есть те колебания, которые преподносятся как волновая передача энергии.
Также с этой позиции должны быть понятны причины того, почему эти волновые передачи имеют широкий диапозон частот.
Этим принципом достаточно ясно объясняется механизм равномерного распределения теплоты в замкнутом объёме. Обычно этот процесс связывается с термином «энтропия», которым обозначают процессы с теплотой, происходящие самопроизвольно.
Для понимания того, как это происходит по ТТЭ, можно поставить следующий опыт. Некую площадь заполним людьми, а с краю поставим большую коробку с небольшими шариками. Например, от пинг-понга. Условие будет простое – ближайшие к коробке люди, раз за разом, берут в руки сколько могут шариков и в равных долях делятся ими с одним из ближайших соседей. Скорее всего, с тем у которого этих шариков меньше. И так далее. Ясно, что первоначально с этим принципом шарики от коробки будут как бы растекаться веером по всей площади. При этом траектории большинства шариков будут зигзагообразными, но в предсказуемом направлении. То есть в общей массе шарики относительно равномерным течением будут распределяться по всей площади. Но если сосредоточить взгляд на каком-нибудь одном шарике, то можно обнаружить в его перемещении большое сходство с теми траекториями частиц, которые приведены в различных учебниках для демонстрации броуновского движения.
По ТТЭ в молекулы и атомы твёрдого тела входит меньшее количество ЭТ. При нагреве, с большим количеством ЭТ, между ними в большей мере увеличиваются силы отталкивани – тело размягчается. Далее, когда силы их притяжения друг к другу ослабевают настолько, что они не могут противостоять силам гравитации, то тело переходит в жидкое состояние.
При дальнейшем нагреве, значимые силы отталкивания переводят вещество в состоянии газа – когда молекулы удерживают друг друга на расстоянии.
Итак, если ЭТ наделены и силами притяжения, и силами отталкивания, то этим же набором сил они должны взаимодействовать и с теми ЭТ, которые расположены в земной коре и ниже. А далее следует вспомнить о том, что значимая часть Земли находится в расплавленном состоянии. А это указывает на весьма громадное количество ЭТ находящихся под земной корой. Следовательно, рассматривая взаимодействие отдельных атомов и молекул на поверхности земли с самой Землёй, мы должны учитывать оба вида взаимодействия. Это то, про что все забыли, когда в 19-м веке обсуждали свойства теплорода.
Уменьшение веса тел при нагревании доказывают опыты профессора А.Л.Дмитриева
http://bourabai.kz/aldmitriev/
из Санкт-Петербургского государственного университета
А ещё есть веьма простой опыт с уменьшением гирьки при нагреве.
https://www.youtube.com/watch?v=rGIn418rKjI&t=12s
Теплород. Энергия тепла.
Главное в этом видео начинается в 2-50.
По ТТЭ при постоянной температуре, молекулы газа, не меняя своего соседства, создают давление газа на стенки силами отталкивания друг на друга. То есть в примере воздушного шарика против статичных сил резиновой оболочки действуют статичные силы отталкивания молекул газа.
Всё логично и нет непонятностей.
Атмосферное давление складывается тем, что верхние молекулы воздуха давят на нижние и далее на поверхность Земли и т.п.
Теплота при трении, давлении и ударах выдавливается из структур сжимаемого материала. При сжатии газа происходит то же самое.
Есть объяснение и того - каким образом восполняется теплота в структурах подверженных трению, обработки резцом, ударах и т.д.
По ТТЭ все подобные опыты и явления объясняются на уровне атомов следующим образом. Во всех этих процессах присутствует очень интересный нюанс - в них сжатие структуры чередуется с их отпуском. При этом сжатие структур всегда происходит с меньшей скоростью, чем её чавстичное восстановление. Частичное потому, что полное может происходить за более длительный период времени.
Поясняю! Смятие молекул и атомов материала происходит со скорость, с которой на структуру действует инструмент или что-либо иное, а восстановление происходит с естественной скоростью. И получается следующее. Мы медленно сдавливаем структуру, выдавливая из неё определённое количество ЭТ, а когда процесс сдавливания конкретной молекулы или атома подходит к концу, то полное или частичное их восстановление происходит с естественной скоростью, данной им природой.
Эта скорость может быть близкой к скорости света.
Это действие можно сравнить со следующим визуальным эффектом. Прижав, например, серединой пальца или ладошкой небольшой резиновый шарик, начинаем палец (ладошку) двигать так, чтобы в конце шарик был прижат самым кончиком пальца. Далее наступает момент, когда шарик резко выскакивает из-под пальца. Это происходит под действием внутренних сил его упругости. То же самое происходит и с отдельными атомами.
При этих условиях из структуры ЭТ выдавливаются механически со скоростью инструмена, а их возвращене происходит с несравненно большей скоростью, т.е. с той, с которой происходит излучение тепловой энергии.
Только в данном случае проиходит процесс обратный излучению.
В результате, даже если в зоне освободившейся от сжатия восстановление структуры атомов и молекул происходит не полностью, в ней происходит накопление ЭТ.
На этом основные представления по ТТЭ заканчиваю.