Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Свободная внутренняя термо-релаксация.
Если в теле создано неравенство максвелловской и планковской температур (10.2), и затем это тело предоставлено самому себе, то в нём начинается процесс самопроизвольного выравнивания этих двух температур. Этот процесс, по ходу которого состояние тела эволюционирует к термодинамически равновесному, мы будем называть свободной внутренней термо-релаксацией. Почему тело самопроизвольно стремится к термодинамическому равновесию? Ортодоксальная физика не даёт вразумительного ответа на этот вопрос, прикрываясь мистическими придумками вроде «закона неубывания энтропии». Такой трюк ничего не объясняет, а только переключает внимание с одной «непонятки» на другую, которая ещё хлеще первой. Между тем, вопрос проясняется, если учесть, что в игре участвуют две температуры – максвелловская и планковская (10.2) – а не одна, «просто температура», как это обычно полагают. В самом деле, если при взаимодействиях атомов изменялись бы энергии только в сопряжённых парах «энергии квантовых возбуждений – энергии связи» (т.е., в привычных терминах, если происходил бы только радиационный энергообмен), то, для такой ситуации, мы не усматриваем причин для того, чтобы неравновесное распределение по энергиям квантовых возбуждений самопроизвольно превращалось в равновесное. Аналогично, если, например, молекулы в газе испытывали бы только абсолютно упругие соударения, с сохранением суммы кинетических энергий до и после соударения – то, для такой ситуации, мы также не усматриваем причин для того, чтобы неравновесное распределение по кинетическим энергиям самопроизвольно превращалось в равновесное. Но эволюцию к равновесным распределениям энергий могут обеспечить взаимодействия, при которых у атомов происходят перекрёстные энергопревращения – с участием как энергий квантовых возбуждений, так и кинетических энергий. Такие взаимодействия известны: это, например, неупругие соударения частиц в газе. Они подчиняются законам сохранения энергии и импульса, но здесь допустимы определённые комбинации перераспределений энергий в обеих сопряжённых парах у участников соударения. Речь, например, об уменьшении кинетической энергии одного участника (и соответствующем увеличении его массы), и увеличении энергии квантового возбуждения у другого участника (и соответствующем уменьшении его энергии связи). Именно так, на наш взгляд, происходит столкновительное возбуждение атома. Но заметим, что задача о неупругом соударении имеет не единственное решение, а множество решений. И если перекрёстные перераспределения энергии при неупругих соударениях подчинены тем или иным правилам приоритета (программно заданным, (1.1)), то термодинамическое состояние может эволюционировать – причём, направление этой эволюции может быть задано этими правилами. Так, правила, задающие приоритет предельных случаев перекрёстных перераспределений – с минимизацией энергий квантовых возбуждений и соответствующим приростом кинетических энергий (или наоборот) – очевидно, уводили бы состояние от равновесного, поскольку усиливали бы рассогласования распределений в сопряжённых парах энергий и увеличивали бы несовпадение максвелловской и планковской температур. Нам представляется, что эволюцию состояния к равновесному обеспечивает алгоритм, по которому результатом неупругого соударения является, по возможности, выравнивание у участников как энергий тепловых квантовых возбуждений, так и кинетических энергий. Тогда распределения атомов по кинетическим энергиям и по энергиям тепловых квантовых возбуждений будут автоматически подстраиваться друг под друга, стремясь, соответственно, к максвелловскому и планковскому – и к совпадению максвелловской и планковской температур.
По логике вышеизложенного, вопрос «Что является источником теплового движения молекул?» так же нелеп, как и вопрос «Что является источником теплового возбуждения атомов?» Если тело имеет конкретную температуру выше абсолютного нуля, то, благодаря неупругим взаимодействиям, тепловое движение и тепловые возбуждения наличествуют в нём по определению, потому что они первичны, а соответствующие им температуры – вторичны. Важно отметить, что, при температуре T, наиболее вероятная, т.е. соответствующая максимуму распределения, кинетическая энергия молекулы есть kT [К5], где k – постоянная Больцмана, а наиболее вероятная энергия кванта теплового возбуждения есть 5 kT [Г18]. Значит, в процессе свободной внутренней термо-релаксации, когда максвелловская и планковская температуры (Т М и Т П, соответственно), сближаются так, чтобы стать равными при достижении равновесного состояния, максвелловская температура «подтягивается» к равновесному значению быстрее, чем планковская – что схематически иллюстрирует Рис.10.3. При этом, временем tрел свободной внутренней термо-релаксации можно назвать время, за которое исходная разность между значениями максвелловской и планковской температур уменьшится до средней величины флуктуаций температуры в равновесном состоянии.
Рис.10.3 Динамика максвелловской и планковской температур при свободной внутренней термо-релаксации.
Следует добавить, что принцип обеспечения свободной внутренней термо-релаксации – через перекрёстные превращения в двух сопряжённых парах энергии при неупругих взаимодействиях частиц – должен работать не только в газах, но и, например, в твёрдых телах. Ниже мы постараемся показать, что сама структура молекулярных кристаллов (10.7), а также механизм их теплового расширения (10.9), во многом определяются тесной связью между тепловыми квантовыми возбуждениями и тепловыми движениями молекул – главным типом которых, в данном случае, являются крутильные вибрации.
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-04-04; просмотров: 67; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.218.184.214 (0.004 с.) |