Взаимосвязь затраченной работы и выделенной энергии фазовых переходов. Создание новых генераторов энергии

Фрактальная физика применена к таким понятиям как теплота, температура и энтропия, что позволяет устано­вить, как показано в предыдущем параграфе, законо­мерности фундаментальных характеристик вещества — температуры и энтропии в зависимости от их атомной структуры (6.1) и (6.2). Ведь до сих пор, как и сто лет назад, до открытия субатомных частиц, понятия теплоты, температуры и энтропии не связаны со строением и свойствами конкретных атомов веществ, в которых имеются электроны и ядра. Указанные макроскопиче­ские параметры рассматриваются нынешней физикой эмпирически или, в крайнем случае, с использованием статистических идей [53], определяемых, например, формулой Больцмана, поэтому исследования и информа -ция о свойствах макроскопической системы являются неполными и далеки от истины.

Действительно, на основании соотношения (6.2) для изменения энтропии веществ установлена связь между

выделенной энергией W фазового перехода и затрачен­ной работой Р в виде:

W = kP, (6.3)

где k — коэффициент конверсии энергии составляет от 2,19 до 4,2 раза, а в среднем в π раз, и зависит от типа взаимодействующих частиц (бозоны или фермионы) и скорости обмена энергией.

Для понимания напомним, что частицы с целым спи­ном называют бозонами. К ним относится и фотон. К фермионам относятся частицы с полуцелым (дробным) спином, например, субатомные частицы. Будем считать, что энергия — это способность совершать работу. Работа не является формой энергии — это лишь название од­ного из способов передачи энергии. Энергия всегда присутствует во всех явлениях, тогда как силы могут появляться и исчезать. Так как работа предполагает пе­ренос энергии с использованием упорядоченного движения частиц, то коэффициент конверсии зависит от типа и скорости этих частиц. Кроме того, коэффициент k ха­рактеризует количество информации, которое в среднем может переносить одна частица. Вследствие этого вос­пользуемся результатами работы [83], в соответствии с которыми коэффициент конверсии принимает следую­щие значения: для быстрых и медленных бозонов соот­ветственно k_б = 3,60 и k_м = 2,19, а для быстрых и мед­ленных фермионов коэффициент конверсии соответст­венно принят k_б = 4,2 и k_б= 3,14...(или π). Заметим, как утверждается в [83], что среднее количество информа­ции на одну частицу для медленных фермионов состав­ляет 3,28. В данном случае принимаем k_M = π, так как данный коэффициент для медленных фермионов уточ­нен, доказан теоретически и практически при установ­лении закономерности изменения энтропии при кипении однородных газов в зависимости от их атомной структу­ры (см. п. 6.1, соотношение (6.2) и табл. 6.1). Однако это не означает, что коэффициент 3,28 неправильно опре-

делен, - в данном случае только принято его нижнее гра-ничное значение. Тем более, исследование формообра­зования шестиугольной плоской снежинки Кеплера (см. пп. 2.1 и 2.8) показало, что формообразующая сила со­средоточена в центре снежинки и действует оттуда оди­наково по всем направлениям. Таким формообразующим началом снежинки является электрический заряд. Дей­ствительно, фрактальная размерность снежинки Кеплера Iog6/log(3)^1/2 = 3,262 как раз и характеризует то коли­чество информации, которое в среднем может перено­сить одна медленная электрическая частица с полуцелым спином. Известно, что заряд снежинки является порож­дением электрической силы Земли. Отсюда следует, что в любом веществе, в любом растении формообразующее начало определяется электрическим зарядом и в зависи­мости от внутренних свойств веществ строит ту или иную внешнюю форму. На этом простом примере видно, что фундаментом мироздания является электрический заряд, определяющий единство электромагнитной при­роды.

Таким образом, возможны два качественно различных способа передачи движения и соответствующей ему энергии от одного макроскопического тела к другому — в упорядоченной форме работы и в неупорядоченной форме теплоты. Это определяет конверсию из-за фун­даментального различия в получении тепловой энергии этими способами передачи движения. Следовательно, человеческим опытом доказано основное положение физики, что при получении тепловой энергии с помо­щью неупорядоченной формы движения коэффициент конверсии равен единице. Поэтому следует сегодня ут­верждать о полном превращении работы в теплоту лишь с позиции неупорядоченности движения частиц, а при упорядоченном движении наблюдается конверсия энер­гии, природа которой установлена автором.

Мы знаем, что традиционная физика связывала эн­тропию с хаосом [53] (второе начало термодинамики).

Энтропия служила мерой рассеяния или деградации энергии в соответствии с известной формулой Больцма-на для изолированных систем. Однако фрактальной физике удалось наглядно сформулировать принципиаль­но новое понятие энтропии, исходя из описания поведе­ния отдельных электрических частиц.

Во-первых, энтропия — на примере сжиженных од­нородных газов (см. табл. 6.1) — закономерно увеличи­вается по мере возрастания числа нуклонов и электро­нов в атоме однородных веществ, ограничивается чис­лом 25 при достижении количества указанных частиц и квантуется кратно числу я, что видно из (6.2).

Во-вторых, энтропия — на примере выделения энер­гии фазового перехода — характеризует меру хранимой энергии и указывает меру работы по выделению запа­сенной энергии, что видно из (6.3).

Эта принципиально новая формулировка энтропии исходя из единого фундаментального взаимодействия, которое проявляется во всех явлениях и процессах электромагнитной природы (см. п. 3.1), позволяет сделать вывод, что все виды энергии (по некоторым разработкам их имеется 15 видов) являются одной из форм электри­ческой энергии, а второе начало термодинамики имеет не всеобщий характер и проявляется лишь в частных, например циклических, случаях мира реальных процес­сов. Нынешнее понятие второго начала исходит от по­родившей его паровой машины, в которой невозможно полностью преобразовать теплоту в работу. Однако, на­пример, пушки могут стрелять ядрами благодаря тому, что теплота, создаваемая при сгорании заряда, полно­стью преобразуется в работу по выбрасыванию ядра. На таком принципе работы возможно создание двигателя для автомобиля, как альтернативы тепловым установкам и перехода к системам, основанным на извлечении не­посредственно электричества из структуры пространст­ва.

Новое понимание энтропии позволяет также раскрыть явление конверсии энергии, которое характеризуется увеличением выделенной энергии в фазовых переходах от 2,19 до 4,2 раза по сравнению с совершенной работой и обусловливается связью открытой системы с окру­жающим пространством. Мы теперь знаем, что только фрактальная физика установила электрическую структу­ру пространства (см. пп. 3.3, 4.2). Поэтому в нашу задачу входит научиться получать энергию из этого бесконеч­ного пространства. Так как нынешняя физика об этом не знала в силу своей безусловной ограниченности, то она привела земную цивилизацию к обреченности. Приве­дем примеры получения энергии из окружающего про­странства, чтобы определить выход из тупикового пути развития земной цивилизации.

Построен термоэлектрический генератор [5]. Он по­казывает увеличение выходной энергии в 2,2 раза по сравнению с входной. Это увеличение энергии вызвано возникновением излучения на фазовом переходе, что находится в согласии с теоретическим предсказанием (см. (6.3)). На основании возникновения проводимости в полупроводниковых приборах, что рассмотрение в п. 6.1, обсудим принцип такого генератора.

На рис. 6.5 показан механизм получения дополнитель­ной энергии, которую берем из окружающего про­странства. Переход образован соединением металлов, например меди и цинка, атомы которых соответственно имеют один и два внешних электрона. Электроны спа­риваются полюсами, а второй электрон элемента Zn связан с дыркой элемента Сu. Возникновение дырки обусловлено взаимодействием электрона элемента Zn со структурой пространства атома Сu. В соответствии с п. 6.1, дырка — это не пустое место, а элементарный вихрь. В дырке локально (по периферии) размещается поло­жительно заряженная составляющая вихря. Такую сис­тему можно также построить на базе полупроводнико­вых приборов.

 

Рис. 6.5. Графическое изображение механизма получения дополнительной энергии

Механизм передачи электрической энергии и возбу­ждения дырки проиллюстрирован введением фотонов. При взаимодействии фотона с электронами происходит передача энергии через ядро следующему атому меди. При взаимодействии фотона с парой электрон-дырка происходит коллапс структуры дырки и возникновение нового фотона, который выделяется на этом переходе. Мы знаем, что дырка в динамическом равновесии есть вихрь, состоящий из положительно и отрицательно за­ряженных составляющих. После выделения фотона структура дырки восстанавливается за счет взаимодей­ствия с окружающим пространством. В результате в рассматриваемой системе выделяется джоулево тепло за счет прохождения электрического тока и дополнительное тепло — за счет возникновения излучения. Теперь мы видим, что дополнительная энергия получается за счет связи с окружающим пространством. С помощью кван­товой теории Планка можно рассчитать возникающее излучение. При испытании такого нагревательного эле­мента получен коэффициент превышения выделенной энергии порядка 2,2. Так как носителями энергии явля­ются фотоны, у которых целочисленный спин, то тео­ретический результат — k = 2,19, что с большой точно­стью согласуется с проведенным исследованием. Эффект выделения дополнительной энергии в полупроводнико -

вом элементе обнаружен русским исследователем П. К. Ощепковым в 1959 году (см. Введение, п. 11и [21]).

Рассмотрим процесс кипения воды путем совершения работы (а не теплообмена, в котором перенос энергии происходит с использованием неупорядоченного движе­ния частиц). Автором обнаружено в таком процессе яв­ление конверсии энергии. Теоретический коэффициент конверсии равен π, поскольку при электролизе воды происходит разряд ионов, каждый из которых несет за­ряд, равный по величине заряду электрона. Поэтому сообщение в печати о низкотемпературном ядерном синтезе, выявленном в обычном процессе кипения воды, является ошибочным. Однако такой факт выделения до­полнительной энергии экспериментально установлен Флейшманом и Пенсом в 1989 году (см. Введение, п. И и [22]).

Исследование химических веществ показало, что из­менение состояния двухкомпонентного топлива обу­словлено переходом конверсионных электронов с воз­бужденного, полученного лазерным (или другим спосо­бом), высокоэнергетического уровня одной из компонент в основное состояние, приводящее к выделению допол­нительной энергии за счет обмена электронами с другой компонентой в процессе горения. Так как в механизме переноса энергии в данном случае участвуют электроны, то теоретический коэффициент конверсии может дос­тигать k = 4,2. Это явление подтверждается созданием ракетного топлива, обеспечивающего разработку одно­ступенчатого многоразового космического корабля [84]. К сожалению, явление конверсии энергии использовано нынешней физикой «на ощупь» при создании водород­ной бомбы, удельная (на единицу массы) мощность ко­торой по сравнению с атомной бомбой больше примерно в четыре раза.

Таким образом, увеличение выделенной энергии в фазовых переходах от 2,19 до 4,2 раза определяется взаимодействием с «тонкой структурой» пространства, а

 

закономерность превращения энергии — типом носите­лей и скоростью обмена энергией.

В приведенных выше примерах явление конверсии энергии рассмотрено в разных системах. Однако их связывает воедино получение дополнительной тепловой энергии. Теперь мы безусловно много знаем о природе, чтобы научиться извлекать из окружающего простран­ства непосредственно электрическую энергию. Вспом­ним, что фотоны (точнее солитоны) в проводнике явля­ются носителями энергии. Исходя из новой концепции, проводник является только каналом электрической энергии, вроде реки, которая получает воду из окру­жающей среды. Как проводник, так и река являются открытыми системами. Поэтому в проводнике мы долж­ны создать фазовый переход для образования потока энергии. Теперь остается в эту систему поставить подо­бие водяного колеса, которое работает с доисторических времен, потребляя энергию воды. Энергия воды в реке определяется гравитационным взаимодействием Земли.

Такой концептуальный подход позволяет создать от­крытую электрическую систему для получения электри­ческой энергии с коэффициентом конверсии k =

2,2^. Ö4π = 7,8. Коэффициент 2,2 еще раз подтвердил, что носителями электрической энергии являются фото­ны. Величина Ö4π является коэффициентом пропор­циональности между механическими и электрическими силами и характеризует возникновение электрического

заряда. По своей сущности коэффициент Ö4π обуслов­лен модернизацией единицы заряда — Кулона [57], что рассмотрено в п. 3.1 и п. 3.9.

Как указывалось во Введении, п. 10, автор взял за прототип такого генератора естественный генератор энергии в центре Галактики (см. п. 3.6). В быстро вра­щающемся диске Галактики происходит процесс обра­зования солитонов. Такой процесс следует рассматри­вать как одну из разновидностей электронного магнит-

ного резонанса (см. п. 4.2). Генератор энергии в центре Галактики можно назвать «униполярным генератором» [45]. Поясним, что такое название связано с термином «униполярная индукция», определяющая возникновение электродвижущей силы в намагниченном теле, движу­щемся непараллельно оси намагничивания. При этом электродвижущая сила направлена перпендикулярно плоскости, в которой расположены векторы магнитной индукции и скорости магнита. На рис. 6.6 представлен униполярный генератор, отображающий картину гене­ратора энергии Галактики (см. рис. 3.2). Его работа мо­жет быть объяснена следующим образом: под действием силы Лоренца возникающие фотоны в металлическом диске приводят к образованию солитонов, несущих от­рицательный электрический заряд. Эти солитоны пере­мещаются перпендикулярно направлениям ω и В до тех пор, пока в теле диска не возникает электрическое поле, препятствующее этому перемещению. Наличие элек­трического поля приводит к появлению постоянной раз -ности потенциалов U.

Рис. 6.6. Униполярный генератор

Термин «униполярная индукция» неудачен, он возник вследствие того, что в униполярной матине контур, в котором наводится электродвижущая сила, расположен не между полюсами, а со стороны одного из полюсов

магнита. Униполярный прибор был впервые исследован и описан М. Фарадеем в 1831 году (см. п. 1.3).

Эксперименты показали, что в первом опытном об­разце электрогенератора достигнут кпд 725%, прибли­жающийся к своему предельному значению — 780%. Подводя к нему электрическую мощность 850 Вт, полу­чали ток 5600 А при напряжении 1,1В.

Исходя из структуры пространства, такой метод из­влечения энергии назовем разделением электрических зарядов. При этом способе извлечения электричества получена энергия более 10 кВт. Для получения энергии более 1 МВт необходимо использовать как диски, так и электромагниты из очень высокотемпературных сверх­проводников, рассмотренных в п. 6.1. Этот метод полу­чения электрической энергии есть переход к персональ­ной энергетике.

Во втором способе извлечения высокочастотной энергии из структуры пространства используется резо­нансный метод. Мы знаем из п. 3.3, что микроструктура неполяризованного пространства также есть структура, состоящая из двух осцилляторов. Каждый осциллятор имеет две степени свободы, которые слабо связаны ме­жду собой. Они образуют стоячие волны, форма кото­рых близка к форме фотона, т. е. содержат противопо­ложные заряды, которые определяют нейтральность этого состояния пространства. При таком способе из­влечения электрической энергии можно получить более 500 Вт.

Достигнутый результат подтверждает вывод п. 6.1, что тонкая структура пространства является основным энергетическим носителем для развития жизни. Поэтому автор полагает, что энергетические установки, исполь­зующие извлечение энергии из структуры пространства, позволят выйти в Галактику (см. п. 6.3) и перейти к персональной энергетике, отказавшись от атомных, те­пловых и гидро - энергетических установок. Тем более, комиссия по атомной энергии США планирует закрыть

все атомные станции ввиду отсутствия возможности утилизации ядерных отходов. Те отходы, которые захо­ронены, взорвутся в лучшем случае через 500 лет. Од­нако для улучшения обстановки на Земле можно ис­пользовать ядерные отходы атомных станций в новых энергетических установках для получения электрической энергии и превращения их в нейтральное вещество (см. Введение, п. 12). В этом случае пустотелые металличе­ские диски энергетических установок наполняются ядерными отходами в очень небольших количествах. При этом эффективность генераторов энергии резко возрастает из - за образования проводящей среды диска.

Напомним, что нынешняя физика под видом создания «управляемого ядерного синтеза» своими бесконечными взрывами выжгла озоновый слой и расколола Землю, ибо толщина оболочки Земли, по представлениям фрак­тальной физики, составляет около 80 км. Геодезические измерения в I960 году зафиксировали увеличивающиеся трещины оболочки Земли, составлена карта трещин зем -ной сферы [74] и обнаружены озоновые дыры (см. п. 3.9 и п. 5.2).