Напечатать документ Послать нам письмо Сохранить документ Форумы сайта Вернуться к предыдущей
АКАДЕМИЯ ТРИНИТАРИЗМА На главную страницу
Дискуссии - Наука

В.А. Кулигин, М.В. Корнева, Г.А. Кулигина
Что такое «теплота»?

Oб авторе - В.А. Кулигин
Oб авторе - М.В. Корнева
Oб авторе - Г.А. Кулигина

 

Аннотация.

Эта статья является развитием и переосмыслением более ранних наших работ. Мы пришли к радикальным выводам, которые неизбежно повлекут за собой изменение многих научных направлений, а не только термодинамики. Не останутся без изменений электродинамика, квантовые теории, физика твердого тела, химия и другие научные разделы. Мы попытаемся в этой статье обсудить содержание понятия «тепло» и следствия, вытекающие из отказа от основных положений МКТ. В статье обсуждаются проблемы передачи тепловой энергии, формы ее «сохранения» молекулами веществ. Показано, что теплота это особая самостоятельная форма энергии, отличная от энергии гравитационного поля и энергии электромагнитных волн. Это позволяет дать ясные объяснения тем явлениям, которые ранее не имели удовлетворительного объяснения.


1. Введение

Содержание термина «тепло» у любого человека не вызывает непонимания. Человек легко отделяет «теплое» от «холодного» на эмпирическом уровне. Однако ученые так и не пришли к глубокому пониманию природы тепла. Следствием этого факта являются многочисленные противоречия в МКТ. Как бывает в истории науки «новым» часто оказывается давно забытое «старое». Поэтому мы приведем краткую историю науки «термодинамика».

История теплоты, как физического термина, начинается с понятия «флогистон». Термин «флогистон» введён в 1667 году Иоганном Бехером и в 1703 году Георгом Шталем, чтобы дать объяснение процессов горения и переноса тепла от горячих тел к холодным. Флогистон представляли как невесомый флюид, улетучивавшийся из вещества при сжигании. Теория флогистона давно опровергнута современной наукой. Однако, понятие «флогистон», как невесомый поток тепла, было весьма продуктивным. Опираясь на это понятие, физики вывели уравнение теплопроводности. Флогистон, как мы видим, уже тогда внес свой важный вклад в развитие термодинамики.

Благодаря последующим исследованиям Лавуазье, Бертоле и других ученых химические и термодинамические явления получили новые объяснения без использования понятия «флогистон». Этот термин надолго покинул науку. Из известных учёных того времени дольше всех оставался верным теории флогистона Дж. Пристли. Он до своей смерти в 1803 году ревностно выступал в защиту флогистона, несмотря на открытия эпохи химической революции, полностью опровергавшие эту теорию. Возможно, он интуитивно чувствовал, что за понятием «флогистон» скрывается очень важная сторона химических и термодинамических явлений, которую не чувствуют его современники.

Потребность в термодинамике стала очевидной с момента создания первых паровых машин. Исследования Карно подтолкнули развитие традиционной классической термодинамики. Дальнейшие экспериментальные исследования показали, что все вещества состоят из частиц (атомов и молекул). Это был важный шаг от флогистона к новому пониманию микроявлений и процессов в термодинамике.

В дополнение к макроскопическому (детерминированному) описанию тепловых явлений возникла молекулярно-кинетическая теория (МКТ), претендовавшая на более глубокое объяснение. Эта теория возникла благодаря исследованиям Р. Клаузиуса (Готлиб), У. Томсона, которые внесли вклад в создание теории идеального газа. Позже в развитие молекулярно-кинетической теории внесли выдающиеся ученые Дж. Максвелл, Д. Джоуль, Л. Больцман и другие.

Классическая термодинамика - обширная наука о тепловых явлениях, в которых никогда не учитывается молекулярное строение рабочих тел [3]. Это проблема химии. Состояние любой макросистемы изначально задается макроскопическими термодинамическими показателями, характеризующими ее основные свойства. Обычно ключевыми терминами в термодинамике выступают: температура физического тела T; давление со стороны внешней среды – P; объем – V ; и внутренняя энергия - U. В термодинамике тепловые процессы описываются посредством макроскопических величин, регистрируемых специальными приборами. Приборы не реагируют на влияние отдельных молекул.

Молекулярно-кинетическая теория (МКТ) это дополнительная ветвь термодинамики (раздел статистической физики). Ее задачей является более детальное объяснение явлений на основе модели хаотического движения молекул. Статистическая физика даёт вывод термодинамики многих реальных систем: идеальных газов, реальных газов, квантовых газов, простых конденсированных сред (например, идеальных кристаллов, спиновых цепочек). В частности, она даёт явные соотношения для понятий, используемых в термодинамике: энтропии, термодинамической работы, внутренней энергии и объясняет закон неубывания энтропии. Молекулярно-кинетическая теория опирается на модель идеального газа.


Постановка задачи. Был долгий исторический путь от флогистона к колебаниям молекул. Так что же есть понятие ТЕПЛОТА? Какое содержание мы в него сегодня вкладываем? Копаясь в интернете, мы обнаружили много определений (на любой вкус):

ТЕПЛОТА. В строгом смысле ТЕПЛОТА представляет собой один из способов передачи энергии, и физический смысл имеет лишь количество энергии, переданное системе, но слово «тепло-» входит в такие устоявшиеся научные понятия, как поток тепла, теплоёмкость, теплота фазового перехода, теплота химической реакции, теплопроводность и пр.

ТЕПЛОТА — это кинетическая часть внутренней энергии вещества, определяемая интенсивным хаотическим движением молекул и атомов, из которых это вещество состоит. Мерой интенсивности движения молекул является температура.

ТЕПЛОТА. Форма беспорядочного (теплового) движения образующих тело ч-ц (молекул, атомов, эл-нов, фотонов и т. д.); количеств. мерой Т. служит количество теплоты, т. е. кол-во энергии, получаемой или отдаваемой системой при теплообмене (при неизменных внеш. параметрах системы: объёме и др.).

ТЕПЛОТА с точки зрения термодинамики – это энергия молекулярного движения.
Физ. Энергия, создаваемая беспорядочным движением частиц тела (атомов, молекул и т. п.) и проявляющаяся в его нагревании.

ТЕПЛОТА это энергия, полученная в результате изменения температуры. Теплота передается от более теплого тела к более холодному. Теплота — это температурная составляющая передачи энергии при работе машинных систем.

ТЕПЛОТА кинетическая часть внутренней энергии вещества, определяемая интенсивным хаотическим движением молекул и атомов, из которых это вещество состоит.( ru.wikipedia.org).

ТЕПЛОТА, физ., физическая причина, вызывающая в нас своеобразное тепловое ощущение; та же причина, действуя на тела, вызывает увеличение их объема (расширение) или переход из одного состояния в другое (из твердого в жидкое и газообразное). (Энциклопедия Кольера).

Итак, теплота — это либо способ передачи энергии, либо кинетическая часть внутренней энергии вещества, либо энергия, создаваемая беспорядочным движением частиц тела, либо физическая причина, вызывающая в нас своеобразное тепловое ощущение, либо энергия т.д.

Попробуем разобраться.

………………………


Итак:

1 Мы показали, что математическая модель идеального газа не соответствует той интерпретации, которую в нее пытаются вложить физики. Постулируемые параметры идеального газа несовместимы со стохастической теорией.

2 Мы показали, что условия доказательства канонического распределение Гиббса таковы, что каноническое распределение с физической точки зрения не применимо к реальному газу. Поэтому некоторые следствия незаконного применения распределения Гиббса (например, Максвелловское распределение молекул газа по скоростям) не является корректным

3 Мы показали, что для реализации стохастических процессов необходимо вводить неупругое взаимодействие между молекулами и неупругое взаимодействие молекул с окружающей средой. Таким образом, понятие «внутренняя энергия» должно включать в себя не только кинетические энергии молекул, но и потенциальные энергии межмолекулярного взаимодействия и взаимодействия со средой.

4 Дальнейший теоретический и экспериментальный анализ показал, что «тепловая энергия» является самостоятельным видом энергии. Она стоит в одном ряду с энергий электромагнитного поля и электромагнитных волн в электродинамике, с кинетической и потенциальной энергией в механике, с энергией гравитационных полей и взаимодействий, с ядерной энергией и т.д. Она обладает своими специфическими свойствами. Например, в природе отсутствует «тепловое радиационное» излучение, а сама тепловая энергия не распространяется в форме волновых процессов и не обладает мгновенным действием на расстоянии.

5 Чтобы дать физическое объяснение эффекту «накопления тепла и превращения его в потенциальную внутреннюю энергию», была выдвинута гипотеза о том, что любые инерциальные материальные объекты окружены специфической «оболочкой». Гипотеза опирается на анализ электродинамики. «Оболочка» способна поглощать (аккумулировать) тепло, преобразуя его в потенциальную энергию теплового поля, и отдавать тепловую энергию другим телам. Это позволяет описать новый подход к тепловому (силовому) взаимодействию, по-новому подойти к пониманию содержания «внутренняя энергия» частиц (внутренняя потенциальная энергия) и дать объективное объяснение фазовым переходам первого рода и другим явлениям термодинамики.


Полный текст доступен в формате PDF (521Кб)


В.А. Кулигин, М.В. Корнева, Г.А. Кулигина, Что такое «теплота»? // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.26036, 20.01.2020

[Обсуждение на форуме «Публицистика»]

В начало документа

© Академия Тринитаризма
info@trinitas.ru