Обоснование возможности «сверх-единичных» тепловых контактов горячих и холодных тел

ОБОСНОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ «СВЕРХ-ЕДИНИЧНЫХ» ТЕПЛОВЫХ КОНТАКТОВ ГОРЯЧИХ И ХОЛОДНЫХ ТЕЛ

 

А.А.Гришаев, независимый исследователь

 

 

Введение.

Хорошо известно, что, при тепловом контакте горячего и холодного тел, горячее охлаждается, а холодное нагревается – до тех пор, пока их температуры не сравняются. Традиционно полагают, что температура тела тем больше, чем больше в этом теле теплоты, которая имеет свойство переходить от горячих тел к холодным. Натурфилософы средневековья представляли теплоту как особую субстанцию – тепловую материю. Полную несостоятельность таких воззрений показал М.В.Ломоносов. Но, после его кончины, к этим воззрениям вернулись, добавив тепловой материи такое фантастическое свойство, как отсутствие веса, и назвав её теплородом. В дальнейшем, под давлением фактов, стало ясно, что теплота не может быть субстанцией. Теперь считается, что теплота – это одна из форм энергии, а именно, это энергия хаотического, теплового движения частиц, составляющих тело. Но, в этом понимании, теплота – или тепловая энергия – полностью унаследовала свойство переходить от горячих тел к холодным.

Апеллируя к закону сохранения энергии, полагают, что, в результате такого перехода, холодное тело приобретает тепловой энергии ровно столько, сколько горячее тело ему отдаёт – при отсутствии потерь. Из такого подхода следует принципиальная невозможность «сверх-единичных» тепловых контактов горячих и холодных тел – т.е. невозможность того, что, в результате выравнивания их температур, прирост тепловой энергии в нагревшемся теле окажется больше, чем убыль тепловой энергии в остывшем теле.

Такой подход математически безупречен, но он некорректен с физической точки зрения хотя бы потому, что здесь закон сохранения применяется лишь к одной форме энергии, хотя его следует применять для всех форм энергии в совокупности. Поэтому могут оказаться ошибочными традиционные представления – как о переходе тепловой энергии от горячих тел к холодным, так и о невозможности «сверх-единичных» тепловых контактов.

 

Заключение.

С нагреванием-остыванием тел мы повседневно сталкиваемся даже в быту – и, казалось бы, объяснение причин и самого процесса тепловой релаксации должно быть в школьных учебниках. Увы, даже в академических трудах, на темы тепловой релаксации можно узнать про релаксацию ядерных спинов, релаксацию электронов и дырок в полупроводниках – только не про выравнивание температур горячего и холодного тел при их контакте. Уравнения теплового баланса вроде (3) ничего не говорят ни о причинах тепловой релаксации, ни о том, как она происходит – эти уравнения записываются для состояния, когда процессы выравнивания температур уже закончились.

Как мы постарались показать выше, традиционный подход, основанный на концепции перехода тепловой энергии от горячего тела к холодному, оперирует не реальными тепловыми эффектами, а искусственными. Эти тепловые эффекты определяются через расчёты с использованием теплоёмкостей, значения которых специально подобраны так, чтобы в принципе исключить возможность «сверх-единичных» тепловых контактов – на чём и основана идеология калориметрического метода. Наш же подход, основанный на концепции внутренних перераспределений энергий в контактирующих горячем и холодном телах, оперирует реальными тепловыми эффектами – при этом вполне допустимы случаи «сверх-единичных» тепловых контактов, которым способствует ситуация, когда скорость изменения температуры у холодного тела больше, чем у горячего.

Согласно нашему подходу, в теплогенераторах, работающих от электрической сети, электрическая энергия отнюдь не превращается в тепловую энергию, отдаваемую затем в отапливаемое помещение. Здесь тоже имеет место контакт горячего и холодного тел, и температура холодного тела увеличивается оттого, что в нём происходят соответствующие внутренние перераспределения энергии. Вот почему для кавитационных теплогенераторов (см., например, [10]), а также для обогревателя на угольных нитях [11], возможны режимы, при которых тепловой эффект превышает количество потребляемой электроэнергии.

 

 

Ссылки.

 

1. А.К.Кикоин, И.К.Кикоин. Молекулярная физика. «Наука», М., 1976.

2. А.А.Гришаев. К вопросу о равновесном излучении.

3. А.А.Гришаев. О максвелловской и планковской температурах, тепловом равновесии и роторных теплогенераторах.

4. А.А.Гришаев. О температуре и тепловых эффектах химических реакций.

5. А.А.Гришаев. Книга «Этот «цифровой» физический мир». М., 2010.

6. Liangzao Fan. Three experiments challenging Einstein’s relativistic mechanics and traditional electromagnetic acceleration theory. Серия «Проблемы исследования Вселенной», Вып. 34. Труды Конгресса-2010 «Фундаментальные проблемы естествознания и техники», Часть III, стр.5-16. С-Пб., 2010. Также доступна на http://ivanik3.narod.ru/TO/DiHUALiangzaoFAN/3LiangzaoFAN.doc

7. А.А.Гришаев. Линейный ускоритель: очевидные свидетельства об отсутствии релятивистского роста энергии.

8. А.А.Гришаев. Универсальный подход к причинам агрегатных превращений у веществ, образующих молекулярные кристаллы.

9. А.А.Гришаев. Механизм теплового расширения у молекулярных кристаллов.

10. А.А.Гришаев. О механизме нагрева воды при гидродинамической кавитации.

11. Видео «Эпизод З. Сверх-единичные режимы карбонового обогревателя».

 

ОБОСНОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ «СВЕРХ-ЕДИНИЧНЫХ» ТЕПЛОВЫХ КОНТАКТОВ ГОРЯЧИХ И ХОЛОДНЫХ ТЕЛ

 

А.А.Гришаев, независимый исследователь

 

 

Введение.

Хорошо известно, что, при тепловом контакте горячего и холодного тел, горячее охлаждается, а холодное нагревается – до тех пор, пока их температуры не сравняются. Традиционно полагают, что температура тела тем больше, чем больше в этом теле теплоты, которая имеет свойство переходить от горячих тел к холодным. Натурфилософы средневековья представляли теплоту как особую субстанцию – тепловую материю. Полную несостоятельность таких воззрений показал М.В.Ломоносов. Но, после его кончины, к этим воззрениям вернулись, добавив тепловой материи такое фантастическое свойство, как отсутствие веса, и назвав её теплородом. В дальнейшем, под давлением фактов, стало ясно, что теплота не может быть субстанцией. Теперь считается, что теплота – это одна из форм энергии, а именно, это энергия хаотического, теплового движения частиц, составляющих тело. Но, в этом понимании, теплота – или тепловая энергия – полностью унаследовала свойство переходить от горячих тел к холодным.

Апеллируя к закону сохранения энергии, полагают, что, в результате такого перехода, холодное тело приобретает тепловой энергии ровно столько, сколько горячее тело ему отдаёт – при отсутствии потерь. Из такого подхода следует принципиальная невозможность «сверх-единичных» тепловых контактов горячих и холодных тел – т.е. невозможность того, что, в результате выравнивания их температур, прирост тепловой энергии в нагревшемся теле окажется больше, чем убыль тепловой энергии в остывшем теле.

Такой подход математически безупречен, но он некорректен с физической точки зрения хотя бы потому, что здесь закон сохранения применяется лишь к одной форме энергии, хотя его следует применять для всех форм энергии в совокупности. Поэтому могут оказаться ошибочными традиционные представления – как о переходе тепловой энергии от горячих тел к холодным, так и о невозможности «сверх-единичных» тепловых контактов.