E-mail: bolutenko@mail.ru Физика Главная
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Рост потребности
человечества в жнергии. Историческая справка.
2. Современная наука о строении
вещества, энергии и её изменении в физических объектах.
2.1.
Строение вещества.
2.2.
Энергия.
2.3.
Солнечная энергия.
2.4.
Тепловая энергия.
2.4.1.Физика процесса нагревания.
2.5. Электрическая энергия.
3.1.
Источники, лежащие в основе создания теории энергии..
3.1.1.
Теория теплового расширения твёрдых тел.
3.1.2.
Теория строения атома.
3.1.3.
Теория строения вещества.
3.1.4.
Теория строения эфира.
3.1.5. Теория передачи и приёма
энергии.
3.2. Теория
энергии вещества.
3.2.1.Что такое энергия?
3.2.2. Излучение и поглощение энергии.
3.3. Выводы.
4. Солнечная, тепловая и электрическая
энергий в свете теории энергии.
4.1.
Солнечная энергия.
4.2.
Тепловая энергия.
4.3.
Электрическая энергия.
4.4. Выводы.
A1. Рост потребности человечества в
энергии. Историческая справка.
Путь развития и освоения энергии человеком,
можно условно поделить на пять этапов [1]:
Самый первый этап начинается с зарождения
человечества и продлится до 5-6 века н. э. В этом этапе самое значимое
достижение – освоение огня: сначала просто его поддержание, потом добывание и
наконец запасание впрок, энергетического ресурса огня, дров. Появление огня
дало огромный скачек для человека. Изменилось питание человека, появилось
освещение и тепло.
Долгий период времени человек мог
только поддерживать огонь. Его добывали от горящего леса который мог загореться
от молний. Огонь мог поддерживаться столетиями и даже тысячелетиями.
Второй период примерно был между
7 и 17 в н.э. На этом этапе использовалась движущая энергия воды и ветра. Было
создано много специальных, некоторые достаточно сложные сооружения, которые
требовали совместного творческого процесса и труда. В основе большинства
конструкций было колесо.
Мускульная сила в этот период
стало уходить на второй план и стала цениться дороже. Лошадь заменяла примерно
10 человек, а водяная и ветряная мельница до 100. Этот этап является активным
переходом с ручного труда на машинный. Создаются множество станков: прядильные,
ткацкие, маслобойные, лесопильные бумагодельные и другие.
Третий период с 18 до начала 20 века.
В этот период из-за большого развития станкостроения начинается энергетический
кризис. Решение найдено с помощью "движущей силы огня". Была создана
первая беспрерывно работающая паровая установка для откачки воды из шахт.
Начинается бурный рост
промышленности. Создаются паровые двигатели, они ставятся на колеса и
появляются самоходные установки, пароходы и многое другое. Но низкий КПД и
большой расход топлива паровых установок не могут удовлетворить все потребности
быстро растущей экономики.
Четвертый этап начинается с 20
века и продолжается сейчас, его можно назвать золотая эра электричества. Хотя
открыто электричество было давно еще в 7 веке, но использование его началось
намного позже. Благодаря ему и созданным на его основе приборам, человечеству
открылось много возможностей. Электричество имеет ряд преимуществ: быстро и без
потерь передается на большие расстояния, может быть преобразовано в другую
энергию и имеет большой спектр применения.
Электричество плотно и надолго
вошло в нашу жизнь. Благодаря электричеству освоено большинство трудно
доступных мест пригодных для жизни. Без электричества невозможно представить
жизнь современного человека.
Пятый период это развитие атомной
энергетики. Сейчас он только формируется и может бурное развитие получит в
следующем столетии
В атомной энергетике получение
электричества происходит с помощью паровых турбин, у которых кпд очень низок.
Поэтому рентабельность атомной энергетики желает оставлять лучшего. В связи с
ростом более доступных и дешевых источников энергии, к которым относится
альтернативная энергетика, атомные электростанции могут быть убыточны.
Потребление энергии телом
человека так же значительно увеличилось. Развитие энергетики непосредственно
связано с эволюцией жизни человека. И дальнейшее ее развитие покажет как будет
развиваться человечество.
A2. Современная наука о строении вещества,
энергии и её изменении в физических объектах.
2.1.
Строение вещества.
Вещество — одна из форм материи, состоящая
из фермионов или содержащая фермионы наряду с бозонами;
обладает массой покоя, в отличие от некоторых типов полей, как
например электромагнитное [2].
Обычно (при сравнительно
низких температурах и плотностях) вещество состоит из частиц, среди
которых чаще всего встречаются электроны, протоны и нейтроны. Последние два образуют
атомные ядра, а все вместе — атомы (атомное вещество), из которых —
молекулы, кристаллы и так далее. В некоторых условиях, как например
в нейтронных звёздах, могут существовать достаточно необычные виды
вещества.
Все вещества могут
расширяться, сжиматься, превращаться в газ, жидкость или твёрдое тело. Их можно
смешивать, получая новые вещества.
Каждому веществу присущ набор
специфических свойств — объективных характеристик, которые определяют
индивидуальность конкретного вещества и тем самым позволяют отличить его от
всех других веществ. К наиболее характерным физико-химическим свойствам
относятся константы — плотность, температура
плавления, температура кипения, термодинамические характеристики,
параметры кристаллической структуры, химические свойства.
Почти все химические вещества в принципе
могут существовать в трёх агрегатных состояниях — твёрдом, жидком и
газообразном. Так, лёд, жидкая вода и водяной пар — это твёрдое, жидкое и
газообразное состояния одного и того же химического вещества — воды H2O.
Твёрдая, жидкая и газообразная формы не являются индивидуальными
характеристиками химических веществ, а соответствуют лишь различным, зависящим
от внешних физических условий состояниям существования химических веществ.
Поэтому нельзя приписывать воде только признак жидкости, кислороду —
признак газа, а хлориду натрия — признак твёрдого состояния. Каждое из
этих (и всех других веществ) при изменении условий может перейти в любое другое
из трёх агрегатных состояний.
При переходе от идеальных
моделей твёрдого, жидкого и газообразного состояний к реальным состояниям
вещества обнаруживается несколько пограничных промежуточных типов,
общеизвестными из которых являются аморфное (стеклообразное) состояние,
состояние жидкого кристалла и высокоэластичное (полимерное) состояние. В связи
с этим часто пользуются более широким понятием «фаза».
В физике рассматривается
четвёртое агрегатное состояние вещества — плазма, частично или
полностью ионизованное вещество, в котором плотность положительных и
отрицательных зарядов одинакова (плазма электронейтральна).
В химии веществом называется
вид материи с определёнными химическими свойствами — способностью
участвовать в химических реакциях определенным образом.
Все химические вещества
состоят из частиц — атомов, ионов или молекул; при
этом молекула может быть определена, как наименьшая частица химического
вещества, обладающая всеми его химическими свойствами. Фактически химические
соединения могут быть представлены не только молекулами, но и другими
частицами, которые могут менять свой состав. Химические свойства веществ, в
отличие от физических, не зависят от агрегатного состояния, таким образом
лед и вода — одно и то же вещество с точки зрения химии. Химическое
вещество характеризуется своим составом и структурой, вещества с одним и тем же
химическим составом, могут быть разными из-за разной структуры —
например, белый фосфор и чёрный фосфор.
2.2. Энергия.
Энергия — действие, деятельность, сила, мощь — скалярная
физическая величина, являющаяся единой мерой различных форм движения и
взаимодействия материи, мерой перехода движения материи из одних форм в другие [3]. Введение понятия
энергии удобно тем, что в случае, если физическая система является
замкнутой, то её энергия сохраняется в этой системе на протяжении времени,
в течение которого система будет являться замкнутой. Это утверждение носит
название закона сохранения энергии.
С фундаментальной точки
зрения энергия представляет собой один из трёх (наравне с
импульсом и моментом импульса) аддитивных
интегралов движения (то есть сохраняющихся во
времени величин), связанный, согласно теореме Нётер, с
однородностью времени, то есть независимостью законов, описывающих
движение, от времени.
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Механика различает потенциальную энергию (или, в
более общем случае, энергию взаимодействия тел или их частей между
собой или с внешними полями) и кинетическую
энергию (энергия движения). Их сумма называется полной механической энергией.
Энергией обладают все виды
полей. По этому признаку различают: электромагнитную (разделяемую иногда на
электрическую и магнитную энергии), гравитационную (тяготения) и атомную
(ядерную) энергии.
Термодинамика рассматривает внутреннюю
энергию и иные термодинамические потенциалы.
В химии рассматриваются
такие величины, как энергия связи и энтальпия, имеющие
размерность энергии, отнесённой к количеству вещества.
Энергия взрыва иногда
измеряется в тротиловом эквиваленте.
Кинетическая энергия — энергия
механической системы, зависящая от скоростей движения её точек. Часто выделяют
кинетическую энергию поступательного и вращательного движения..
Более строго, кинетическая энергия есть разность между полной энергией системы
и её энергией покоя; таким образом, кинетическая энергия — часть
полной энергии, обусловленная движением.
Потенциальная энергия — скалярная
физическая величина, характеризует запас энергии некоего тела (или материальной
точки), находящегося в потенциальном силовом поле, который идёт на приобретение
(изменение) кинетической энергии тела за счёт работы сил поля. Другое
определение: потенциальная энергия — это функция координат, являющаяся
слагаемым в лагранжиане системы, и описывающая взаимодействие элементов
системы.
Потенциальная энергия
принимается равной нулю для некоторой конфигурации тел в пространстве, выбор
которой определяется удобством дальнейших вычислений. Процесс выбора данной
конфигурации называется нормировкой потенциальной
энергии.
Гравитационная
энергия — потенциальная энергия системы тел (частиц),
обусловленная их взаимным тяготением. Гравитационно-связанная система — система, в которой
гравитационная энергия больше суммы всех остальных видов энергий (помимо энергии
покоя). Общепринята шкала, согласно которой для любой системы тел, находящихся
на конечных расстояниях, гравитационная энергия отрицательна, а для бесконечно
удалённых, то есть для гравитационно не взаимодействующих тел, гравитационная
энергия равна нулю. Полная энергия системы, равная сумме гравитационной
и кинетической энергии постоянна, для изолированной системы гравитационная
энергия является энергией связи. Системы с положительной полной энергией не
могут быть стационарными.
Ядерная энергия (атомная энергия) — это
энергия, содержащаяся в атомных ядрах и выделяемая при ядерных
реакциях.
Внутренняя энергия тела— это
сумма энергий молекулярных взаимодействий и тепловых движений молекул.
Внутреннюю энергию тела нельзя измерить напрямую. Внутренняя энергия является
однозначной функцией состояния системы. Это означает, что всякий раз, когда
система оказывается в данном состоянии, её внутренняя энергия принимает
присущее этому состоянию значение, независимо от предыстории системы.
Следовательно, изменение внутренней энергии при переходе из одного состояния в
другое будет всегда равно разности между её значениями в конечном и начальном
состояниях, независимо от пути, по которому совершался переход.
Химический потенциал — один из
термодинамических параметров системы, а именно энергия добавления одной частицы
в систему без совершения работы.
Взрыв — физический или/и химический
быстропротекающий процесс с выделением значительной энергии в небольшом
объёме за короткий промежуток времени, приводящий к ударным, вибрационным
и тепловым воздействиям на окружающую среду и высокоскоростному расширению
газов.
При химическом взрыве, кроме
газов, могут образовываться и твёрдые высокодисперсные частицы, взвесь которых
называют продуктами взрыва. Энергию взрыва иногда измеряют в тротиловом эквиваленте — мере
энерговыделения высокоэнергетических событий, выраженной в количестве
тринитротолуола, выделяющем при взрыве равное количество энергии.
Энергия вакуума — энергия, равномерно распределённая
в вакууме и вызывающая отталкивание между любыми материальными объектами во
Вселенной с силой, прямо пропорциональной их массе и расстоянию между ними.
Обладает крайне низкой плотностью.
Осмотическая энергия — работа, которую надо
произвести, чтобы повысить концентрацию молекул или ионов в растворе.
Энергия является мерой способности
физической системы совершить работу.
2.3. Солнечная энергия.
Солнечная энергия – энергия от Солнца в форме радиации и света [4]. Эта энергия в
значительной мере управляет климатом и погодой, и является основой жизни.
Технология, контролирующая солнечную энергию, называется солнечной энергетикой.
В верхние слои атмосферы Земли постоянно поступает 174 ПВт солнечного
излучения (инсоляции). Около 6 % инсоляции отражается от атмосферы, 16 % поглощается ею. Средние
слои атмосферы в зависимости от погодных условий (облака, пыль, атмосферные
загрязнения) отражают до 20 % инсоляции и поглощают 3 %.
Атмосфера не только уменьшает количество
солнечной энергии, достигающей поверхности Земли, но и диффундирует около 20 % с того что поступает, и фильтрует
часть его спектра. После прохождения атмосферы около половины инсоляции
находится в видимой части спектра. Вторая половина находится преимущественно в
инфракрасной части спектра. Только незначительная часть этой инсоляции
приходится на ультрафиолетовое излучение.
Солнечное излучение поглощается
поверхностью суши, океанами (покрывают около 71 % поверхности земного шара) и
атмосферой. Абсорбция солнечной энергии через атмосферную конвекцию, испарение и конденсацию водяного пара является движущей
силой круговорота воды и управляет ветрами. Солнечные
лучи, абсорбированные океаном и сушей, поддерживает среднюю температуру на
поверхности Земли, что ныне составляет 14 C. Благодаря фотосинтезу растений солнечная энергия может превращаться в химическую,
которая хранится в виде пищи, древесины и биомассы, которая в конце концов
превращается в ископаемое топливо.
Солнечная энергия является источником
энергии ветра, воды, тепла морей, биомассы, а также причиной образования на
протяжении тысячелетий торфа, бурого и каменного угля, нефти и природного газа,
однако эта опосредованная энергия и накопленная в течение тысяч и миллионов
лет. Энергию Солнца можно использовать и непосредственно, как источник
электроэнергии и тепла. Для этого нужно создать устройства, которые
концентрируют энергию Солнца на малых площадях и в малых объемах.
Солнечная энергия – это полезная
энергия, которая генерируется солнцем в форме электрической или тепловой
энергии [5]. Солнечная энергия улавливается различными
способами, наиболее распространенным из которых является использование
фотоэлектрических солнечных панелей, которые преобразуют солнечное излучение в
полезное электричество. Кроме использования фотоэлектрических элементов для
генерации электроэнергии, солнечная энергия используется не только для
электроснабжения, но и для выработки тепловой энергии, для отопления или
горячего водоснабжения.
Солнечная энергия – это чистый, недорогой, возобновляемый источник энергии,
её можно использовать практически везде, любая точка мира, где солнечный свет
попадает на поверхность земли, является потенциальным местом для генерации
солнечной энергии. А поскольку солнечная энергия исходит от Солнца, она
представляет собой безграничный источник энергии.
2.4. Тепловая
энергия.
Тепловая энергия — форма энергии,
связанная с движением атомов, молекул или других частиц, из которых
состоит тело [6]. Тепловая энергия — неточный термин. Теплота,
как и работа является не видом энергии, а только способом её передачи. По сути,
тепловая энергия — это суммарная кинетическая энергия структурных
элементов вещества (будь то атомы, молекулы или заряженные частицы). Тепловая
энергия системы плюс потенциальная энергия межатомных взаимодействий называется
внутренней энергией системы.Теплова́я эне́ргия измеряется в джоулях-ДЖ (в СИ).
Тепловая энергия
может выделяться благодаря химическим реакциям (горение), ядерным реакциям
(деление ядра, ядерный синтез), механическим взаимодействиям (трение).
Теплота может передаваться между телами с
помощью теплопроводности, конвекции или излучения.
Внутренняя энергия термодинамической
системы может изменяться двумя способами: посредством совершения работы над
системой и посредством теплообмена с окружающей средой [7]. Энергия, которую получает или теряет тело в процессе теплообмена с
окружающей средой, называется коли́чеством
теплоты́ или просто теплотой.
Теплота — это одна из основных термодинамических величин в классической
феноменологической термодинамике. Количество теплоты входит в стандартные
математические формулировки первого и второго начал термодинамики.
Для изменения внутренней
энергии системы посредством теплообмена также необходимо совершить работу.
Однако это не механическая работа, которая связана с перемещением границы
макроскопической системы. На микроскопическом уровне эта работа осуществляется
силами, действующими между молекулами на границе контакта более нагретого тела
с менее нагретым. Фактически при теплообмене энергия передаётся посредством
электромагнитного взаимодействия при столкновениях молекул. Поэтому с точки
зрения молекулярно-кинетической теории различие между работой и теплотой
проявляется только в том, что совершение механической работы требует
упорядоченного движения молекул на макроскопических масштабах, а передача
энергии от более нагретого тела менее нагретому этого не требует.
Энергия может также
передаваться излучением от одного тела к другому и без их
непосредственного контакта.
Количество теплоты не
является функцией состояния, и количество теплоты, полученное системой в
каком-либо процессе, зависит от способа, которым она была переведена из
начального состояния в конечное.
Что делает тело горячим [8]? Ответ может быть
проще, чем кажется. Температура объекта увеличивается, когда молекулы,
составляющие этот объект, движутся быстрее. Тепловая энергия – энергия, которой
обладает объект или система в результате движения частиц внутри объекта или
системы. Тепловая энергия – это один из различных видов энергии, где «энергия»
может быть определена как «способность выполнять работу». Работа – движение
объекта за счет приложенной силы. Система представляет собой просто
совокупность объектов в пределах некоторой границы. Поэтому тепловая энергия
может быть описана как способность чего-либо выполнять работу за счет движения
его частиц. Поскольку тепловая энергия обусловлена движением частиц, это тип
кинетической энергии, которая является энергией движения. Тепловая энергия
приводит к тому, что что-то имеет внутреннюю температуру, и эту температуру
можно измерять. Чем быстрее частицы движутся внутри объекта или системы, тем
выше регистрируемая температура. Тепловая энергия есть энергия, находящаяся в
пределах объекта или в пределах системы из-за движения частиц.
2.4.1.Физика процесса нагревания.
Нагрев — искусственный либо естественный
процесс повышения температуры материала/тела, либо за счёт внутренней энергии,
либо за счёт подведения к нему энергии извне [9]. Для подведения энергии извне используется специальное
устройство — нагреватель (нагревательный элемент), того или иного
вида и конструкции.
Нагрев тела
происходит за счёт увеличения скорости движения либо колебаний молекул и
атомов, составляющих его. Движение молекул и атомов в разных телах происходит
по-разному.
Нагрев газов
— молекулы газов беспорядочно движутся с большими скоростями (сотни м/с) по
всему объёму газа. Сталкиваясь, они отскакивают друг от друга, изменяя величину
и направление скоростей.
Нагрев
жидкостей — молекулы жидкости колеблются около равновесных положений (так как
расположены почти вплотную друг к другу) и сравнительно редко перескакивают из
одного равновесного положения в другое. Движение молекул в жидкостях является
менее свободным, чем в газах, но более свободным, чем в твердых телах.
В твёрдых
телах частицы колеблются около положения равновесия. С ростом
температуры скорость частиц увеличивается, поэтому хаотическое движение частиц
принято называть тепловым.
Тела
состоят из атомов и молекул [10]. Тепло — это результат хаотичного движения
частиц этих веществ. Нагревание тела означает, что скорость частиц
увеличивается. Говорят, что увеличивается внутренняя энергия тела.
Внутренней энергией тела называют сумму кинетической энергии (энергии движения)
образующих его частиц и их потенциальной энергии (энергии их взаимодествия).
Если изменяется кинетическая и потенциальная энергия частиц, то изменяется
и внутренняя энергия тела.
Внутреннюю энергию тела можно менять, производя
работу (натирая, деформируя, ударяя тело), а также нагревая или
охлаждая его.
Ту внутреннюю энергию, которую тело отдаёт другим
телам, не совершая при этом работы, называют количеством теплоты.
Тела, которые отдают внутреннюю энергию, называют источниками тепла.
2.5. Электрическая
энергия.
Электроэнергия — физический термин, широко
распространённый в технике и в быту для определения
количества электрической энергии, выдаваемой генератором
в электрическую сеть или получаемой из сети потребителем [11]. Основной единицей
измерения выработки и потребления электрической энергии служит киловатт-час (и
кратные ему единицы). Для более точного описания используются такие параметры,
как напряжение, частота и количество фаз (для переменного
тока), номинальный и максимальный электрический ток.
Электрическая
энергия возникает в результате движения электрического заряда и обычно
называется просто «электричеством» [12]. В конечном счете, она имеет свое
начало в электромагнитной силе: одна из четырех основных сил природы и та,
которая отвечает за поведение электрически заряженных объектов. Электрическая
энергия является результатом взаимодействия субатомных частиц с этой силой.
Электричество проявляется в таких природных явлениях, как молния и жизненно
важно на фундаментальном уровне. Способность людей генерировать, передавать и
хранить электроэнергию имеет решающее значение для современной промышленности,
технологий и, в большинстве стран, внутренней жизни.
Существует два типа электрических зарядов, называемых
положительными и отрицательными. Если два электрически заряженных объекта
приближаются друг к другу, они будут испытывать силу. Если заряды одинаковы –
как положительные, так и отрицательные – сила будет действовать, чтобы
оттолкнуть объекты друг от друга. Если у них есть разные заряды, они будут
привлекать друг друга. Это отталкивание или притяжение известно как
электромагнитная сила, и его можно использовать для создания потока
электрической энергии.
Атомы состоят из ядра, содержащего положительно
заряженные протоны, с отрицательно заряженными электронами, вращающимися вокруг
него. Обычно протоны остаются в ядре, но электроны могут двигаться от атома к
атому, позволяя им течь через материалы, такие как металлы, которые проводят
электричество. Место с избытком электронов над протонами будет иметь
отрицательный заряд; место с дефицитом будет иметь положительный заряд.
Поскольку противоположные заряды притягиваются друг к другу, электроны будут
течь из отрицательно заряженной области в положительно заряженную, если это
разрешено, создавая электрический ток.
A3. Теория энергии.
В первой половине 21 века в теоретической
физике нет никаких предположений, гипотез и теорий об энергии. Каждый человек в
джунглях и мегаполисах постоянно пользуется энергией, но физика до сих пор не
имеет никакого представления, что это такое. Глухой тупик в теоретической
физике возник из-за нежелания отказаться от полностью изжившей себя
молекулярно-кинетической теории, которая давно полностью изжила себя.
3.1. Источники, лежащие в основе создания теории
энергии.
На пустом месте теорию энергии предложить
невозможно. Разработка теории. энергии, её генерации, передачи на расстояние и
приём у потребителя стала возможной благодаря предварительному созданию теории
термического расширения стекла, теории строении атома, теории строения эфира.
теории строения вещества и теории передачи-приёма энергии в физических телах и
между ними.
3.1.1. Теория теплового расширения твёрдых тел.
Температура твёрдого тела складывается из
температуры его атомов [13]. Рассмотрим отдельно взятый атом
с одним электроном – атом водорода. Если к этому атому подводить тепло, нет
сил, в результате действия которых атом начнёт совершать тепловые колебания, то
есть изменять своё местонахождение. Но атом отреагирует на подвод к нему
внешней энергии: электрон в атоме возбудится и перейдёт из основного уровня при
комнатной температуре с наименьшей энергией на более высокий энергетический
уровень. При дальнейшем подводе тепла повторится такой переход, и электрон
перейдёт на ещё более высокий уровень. При охлаждении атома идёт обратный
процесс.
Таким образом, нагревание тела – процесс,
при котором электроны составляющих его атомов из всех атомных оболочек
устойчивого состояния, соответствующего минимально возможному значению его
энергии, переходят на более высокие атомные орбитали.
Температура тела определяется состоянием
атомных орбиталей атомов, входящих в его структуру. Или, что то же, чем более
высокие атомные орбитали занимают электроны в атомах тела, тем выше его
температура.
При переходе электронов на более высокие
орбитали увеличиваются геометрические размеры атомов, что приводит к уменьшению
силы химических связей между всеми структурными элементами тела и отдалению их
друг от друга.
Таким образом, представления о тепловом расширении
твёрдых тел как об ангармонических колебаниях атомов не соответствует
действительности и является фантазией физиков теоретиков. Природа термического
расширения любых тел заключается в повышении энергетических уровней атомных
орбиталей атомов за счёт подведения внешнего тепла. Температура тела
определяется состоянием атомных орбиталей его атомов или, что то же, уровень
атомных орбиталей атомов, составляющих тело, определяет его температуру.
3.1.2. Теория строения атома.
Когда физические объекты находятся в
каком-то замкнутом пространстве (например, в комнате) и между ними нет обмена
теплом, атомы в них находятся в стабильном состоянии [14]. В атомах нет
процессов излучения или поглощения энергии, ядра атомов вращаются с постоянной
угловой скоростью, электроны вращаются на орбитах, соответствующих температуре
пространства. Подведём итоги и рассмотрим строение атома в стабильном
состоянии.
1. Атом состоит из ядра и электронов,
которые вращаются вокруг ядра.
2. Ядро и электроны атома вращаются вокруг
оси за счёт собственного вращающегося электромагнитного поля, которое
одновременно является вращающим.
3. Электроны вращаются вокруг ядра
вращающим электромагнитным полем ядра.
4. Электромагнитное поле ядра расставляет
электроны по местам и поддерживает их движение.
5. Все электроны атома вращаются по
круговым орбитам, плоскости которых проходят через ядро.
6. Электроны атома являются колебательным
контуром по приёму и передаче электромагнитного излучения.
7. Электрон универсален, его колебательный
контур поочерёдно может быть передатчиком и приёмником электромагнитного
излучения.
8. Угловая скорость вращения электронов на
всех орбитах атома постоянная.
9. Окружные скорости зависят от радиуса
орбиты и изменяются от минимума до максимума на каждом обороте электрона.
10. Окружная скорость электронов у
различных химических элементов всегда постоянная и равная.
11. Абсолютно все электроны Вселенной
имеют идентичное устройство, колебательный контур их настроен на одну волну
передачи-приёма энергии.
12. Орбиты электронов располагаются на
силовых линиях вращающего электромагнитного поля ядра.
13. Вращающее электромагнитное поле атома
образуют протоны ядра, каждый протон – одну группу силовых линий.
14. Электрон движется по круговой орбите
на своей силовой линии поля с более
ярко выраженной напряженностью.
15. Все электроны атома имеют одинаковое
направление вращения.
16. Электроны занимают места на своих
орбитах по принципу минимума потенциальной энергии атома.
17. Электроны располагаются по всей сфере
электромагнитного поля, образованного ядром.
18. На каждом обороте ядра изменяется
мощность вращающего электромагнитного поля.
19. Во время поглощения энергии мощность электромагнитного
поля увеличивается, и силовые линии удаляются от ядра, при излучении энергии
мощность электромагнитного поля уменьшается, и силовые линии приближаются к
ядру.
Но, когда в пространстве, в котором
находятся физические объекты, появляется градиент температур (например,
затопили печь), все атомы пространства приступают к излучению – поглощению
энергии: переходят в мобильное состояние. Рассмотрим, что такое энергия и как
происходит обмен энергией между физическими объектами.
3.1.3. Теория строения вещества.
Проблема теоретического тупика в науке
возникла из-за парадигмы о нейтральности атомов и молекул [15]. Да, так бы и было, если бы атомы
находились в пустоте. Но абсолютно всё мировое пространство заполняет эфир.
Эфир – вселенское неподвижное мощное силовое электромагнитное поле в
нейтральном состоянии, в котором скомпенсированы положительные и отрицательные
заряды, они не проявляют электрических и магнитных свойств. Поле имеет большую
устойчивость, не подвержено никаким деформациям и свободно пропускает через
себя все движущиеся объекты. Эфир представляет безмассовую структуру, состоящую
из электрических зарядов. Нахождение материи в мощном электромагнитном поле
эфира при взаимодействии с ним приводит к изменению свойств атомов. Атомы
никогда не находятся вне поля эфира.
Связующим началом для построения структуры
любого тела является физическое поле эфира. Эфир – вселенское нематериальное
неподвижное нейтральное электромагнитное поле большой мощности, которое служит
матрицей для образования структуры всех материальных физических объектов,
придавая электронейтральным атомам их физические свойства. Эфир представляет
трёхмерную изотропную матрицу, в которой формируются многообразие атомов всех
химических соединений, газов, жидкостей и твёрдых тел, а также их смесей.
Эфир имеет первостепенное значение в
формировании структуры всех физических объектов во всех агрегатных состояниях.
Именно, не химический состав, а структура твёрдых тел, жидкостей и газов
ответственна за комплекс физико-химических свойств каждого объекта природы.
Не эфир встраивается в структуру
вещества, а наоборот, вещество в виде атомов располагается в структурной сетке
эфира. В матрице эфира атомы любого вещества располагаются по принципу
минимальной потенциальной энергии. Вещество в результате взаимодействия со
структурой эфира приобретает присущие ему физические свойства. Эфир –
нематериальная субстанция, состоит из структурной сетки положительных и
отрицательных зарядов, не имеет массы и не сопротивляется движению материи.
Структуру и свойства каждого агрегатного состояния вещества определяет эфир
влиянием своего электромагнитного поля.
Как же устроено всё многообразие
физических объектов во всех трёх агрегатных состояниях? Что же связывает в
единый блок все физические объекты? Таким средством является коллективная
химическая связь. Теория строения атома, изложенная в работе [14], позволяет
по-иному взглянуть на теории химических связей. Так как электрон никогда
спонтанно не покидает атом, рушатся все представления о ковалентных, ионных и
металлических химических связях, которые рассматривают оторванную от вещества
одну или две молекулы. Молекулы электронейтральны, но электронейтральные
молекулы не способны создать никакого тела.
В коллективной химической связи все атомы
физического объекта и эфира взаимодействуют друг с другом, создавая физическое
поле, в котором занимают положения с минимальной потенциальной энергией для
всего тела.
Эфир служит матрицей для построения
физических тел: в поле эфира эфиром и атомами физического объекта образуется
коллективная химическая связь. При взаимодействии зарядов вещества и эфира
образуется нейтральное устойчивое электромагнитное поле, в котором каждый атом
вещества находится в отдельной ячейке эфира. В трёхмерной сетке эфира атомы
располагаются так, что в зависимости от химического состава образуются газы,
жидкости и твёрдые тела во всём их разнообразии.
Таким образом, физическое поле
материальных тел: газа, жидкости и твёрдого тела – результат взаимодействия
тела с эфиром. Атомы в физических объектах не притягиваются между собой и не
отталкиваются, а встраиваются в структурную сетку эфира по принципу
минимального потенциального состояния. В результате формируются свойства
физических объектов – тела приобретают прочность, образуются единственно
возможная структура для данного химического состава.
Фактически, все физические тела состоят не
из молекул, а из атомов. Отдельную молекул никто никогда не выделил, да её и
выделить невозможно. Причиной построения структуры всех веществ и их смесей
является минимальная потенциальная энергия, она определяет стехиометрический
состав, соответствующий химическим формулам веществ. Но химическая формула – не
молекула. Атомы в структуре физических тел отстоят друг от друга на такие
большие расстояния, что нельзя говорить об их объединении в какую-либо общую
структуру. Атомы в структуре газов, жидкостей и твёрдых тел не объединяются:
каждый атом занимает отдельную ячейку эфира, его положение определяется
электростатическим взаимодействием коллективной химической связи. Атомы любого
физического объекта образуют структуру, связующим звеном которой является
коллективная химическая связь. Любой физический объект – одна большая молекула.
Коллективная химическая связь, в которой
участвуют атомы химического соединения и электромагнитное поле эфира, является
единственной универсальной химической связью во всех агрегатных состояниях
вещества. Все физические объекты построены одинаково: в матрице эфира
располагаются атомы, и не требуется отдельных теорий строения газов, жидкостей
и твёрдых тел. Эфир играет главенствующую роль в формировании структуры
материальных физических объектов.
Как следует из сущности коллективной
химической связи, в работе [16] даже нет намёка на химизм образования
коллективной связи. Название «химическая» было дано в далёком 1977 году в силу
традиции, так как названия «физическая связь» не существовало. Коллективная
связь атомов физического объекта в среде эфира – не химическая, а физическая связь
[17].
Любое вещество состоит только из атомов,
электроны которых никогда, ни при каких обстоятельствах не покидают свой атом.
Матрицей для атомов является непрерывное электромагнитное поле эфира.
Взаимодействие электромагнитного поля эфира и электромагнитного поля атомов
вещества и создаёт структуру любого физического объекта. Поэтому коллективную
связь атомов в твёрдых телах, жидкостях и газах некорректно называть
«химической».
Атомы в любом физическом объекте в одном
блоке удерживает коллективная
электромагнитная связь. Принцип построения структуры твёрдых тел, жидкостей и
газов – взаимодействие атомов и эфира со стремлением создать структуру с
минимальной потенциальной энергией.
Фактически коллективная связь атомов при
взаимодействии с эфиром остаётся прежней, только изменяется название в
соответствие с сущностью связи. Никаких других связей в физических объектах
нет. Электромагнитная связь атомов в твёрдых телах, жидкостях и газах –
единственная связь в физических объектах.
3.1.4. Теория строения эфира.
Все теории, гипотезы и модели эфира
наделяли его массой, которая считалась неотъемлемым свойством эфира [18]. В отличие от общепринятого
взгляда на эфир от древности до настоящего времени, предлагается чисто
энергетическая теория строения эфира. Эфир представляет безмассовую структуру,
состоящую из электрических зарядов.
-- эфир – среда, заполняющее
всё мировое пространство, как между физическими объектами, так и внутри их;
-- эфир непрерывен и обладает
однородной дискретной структурой;
-- структура эфира стабильна,
в ней нет никаких искривлений и вихрей.
-- эфир – это энергия,
представляющая собой мощное электромагнитное поле;
-- электромагнитное поле
состоит из зарядов, противоположных по знаку;
-- положительные и отрицательные
заряды равновелики и находятся в узлах изотропной структурной сетки эфира;
-- положительные и
отрицательные заряды компенсируют друг друга, эфир в целом является
электронейтральным;
-- эфир – гравитационное
электромагнитное поле;
-- гравитационное поле эфира
– единственное физическое поле вселенной.
-- эфир не обладает массой и
плотностью;
-- эфир неподвижен;
-- не увлекается движущимися
телами;
-- эфир имеет высокую степень
проницаемости;
-- не оказывает материальным
телам при движении силового воздействия;
-- при движении тел не
возникает возмущения структуры эфира;
-- тело в эфире продвигается
без трения;
-- электромагнитная волна в
электромагнитном поле эфира в космосе – незатухающая волна;
-- взаимодействия зарядов
эфира и нейтрального вещества не вызывает колебания эфира;
-- вещество при движении
проходит свободно сквозь эфир без деформации его сетки.
-- среда эфира – носитель
взаимодействия;
-- при взаимодействии
электромагнитной волны и структуры эфира в эфире возникают колебания, несущие
волну;
-- упругость эфира
обеспечивает распространение электромагнитных волн;
-- эфир – универсальная среда
для всех физических и химических взаимодействий.
Эфир – вселенское неподвижное мощное
силовое электромагнитное поле в нейтральном состоянии, в нём скомпенсированы
положительные и отрицательные заряды, которые не проявляют электрических и
магнитных свойств.
Физическое поле эфира имеет большую
устойчивость, не подвержено в обычных условиях никаким деформациям и свободно
пропускает через себя все движущиеся объекты.
Взаимодействия зарядов эфира и
нейтрального вещества не вызывает колебаний эфира, но при взаимодействии
электромагнитной волны и структуры эфира в эфире возникают колебания, несущие
волну.
Гравитационное поле эфира – единственное
физическое поле вселенной. Эфир представляет безмассовую структуру, состоящую
из электрических зарядов.
3.1.5. Теория передачи и приёма энергии.
Если температура всех тел в замкнутом
пространстве равна, не происходит процессов излучения и поглощения энергии
между ними [19]. Это означает, что электроны на орбитах атомов не излучают. Но
только стоит появиться нагретому телу, например, включить электрическую
лампочку или утюг, немедленно возникает разность потенциалов состояния и
появляется тепловой поток. Неукоснительное свойство физических объектов –
выравнивание потенциалов состояния. Горячее тело излучает энергию, окружающая
среда поглощает её. Передача энергии от одного физического объекта другому
осуществляется единственным универсальным способом – через электромагнитные
волны.
Что же происходит с телами, окружающими
источник энергии и самим источником? За счёт подведённой энергии электроны
источника излучения работают как генераторы излучения, а электроны тел
окружающей среды – как приёмники излучения. Процесс теплопередачи идёт до тех
пор, пока есть разность потенциалов состояния, то есть до выравнивания
температур.
Физические объекты излучают и поглощают
энергию только поверхностью. Излучение и поглощение энергии возможно на границе
раздела между телами или внутри тела между соседними атомами при наличии
градиента температур. Чем больше поверхность излучающего или поглощающего тела,
тем интенсивнее идёт процесс.
Какова физика процессов передачи энергии в
массивных телах? Процесс излучения энергии складывается из процессов излучения
и поглощения энергии между соседними слоями атомов и теле. Электроны служат
только трансляторами энергии. При излучении энергии электроны наружного слоя
тела при вращении вокруг собственной оси на первой полуволне излучают
электромагнитные волны, а на второй полуволне поглощают энергию от электронов
рядом лежащего атома, чтобы на следующей полуволне снова излучить её. Излучение
и поглощение энергии происходит на границе двух атомных слоёв физического тела,
имеющих различные потенциалы состояния, т.е. при наличии разности потенциалов
или, что равносильно, разности температур. Так, за слоем слой, продолжается
процесс излучения горячего тела через акты излучения – поглощения до выравнивания
потенциалов состояния. По мере остывания тела уменьшается мощность излучаемой
энергии и изменяется спектр волн электромагнитных колебаний.
Таким же образом происходит поглощение
энергии, только в этом случае часть энергии идёт на выравнивание потенциалов
состояния. Каждый электрон тела периодически поглощает и излучает энергию.
Иначе не прогреется весь объём нагреваемого тела. Когда от источника тепла
нагревается первый слой атомов, он начинает излучать энергию второму слою и
т.д. Таким образом, за слоем слой тело прогревается, пока имеется источник
нагревания. Волновой состав поглощённой и излученной энергии идентичен.
Внутренняя энергия атома изменяется аналогово.
Излучение и поглощение энергии – процессы
взаимосвязанные. В случае появления разности потенциалов состояния синхронно
изменяется мощность вращающего электромагнитного поля ядра: при получении
энергии радиус силовых линий увеличивается, электроны ускоряются, их
кинетическая энергия переходит в потенциальную. Электроны работают как
резонаторы – получают электромагнитные колебания и повышают свою потенциальную
энергию. Процесс поглощения и излучения энергии – единый процесс. Каждый
электрон атома при наличии разности потенциалов после поглощения энергии
излучает её. Из-за разности потенциалов состояния потенциальная энергия
электронов переходит в кинетическую энергию путём электромагнитного излучения,
поглощается электронами с меньшей потенциальной энергией и превращается в
потенциальную энергию.
Механической моделью процесса
передачи энергии может быть переброска сыпучего материала на другое место
лопатой: нагнулся, зачерпнул, распрямился, бросил, нагнулся и т.д.
Функция электронов – принимать или
излучать электромагнитные волны. В электроне длится непрерывный процесс
получения и передачи энергии. При излучении энергии на каждом обороте электрона
вокруг собственной оси образуется полная волна: одна полуволна – получение
энергии резонатором электрона, вторая полуволна – передача энергии осциллятором
электрона. При поглощении энергии идёт противоположный процесс. Резонатор и
осциллятор электрона является одним и тем же колебательным контуром. Вращение
электрона в режиме получения и передачи энергии как раз и определяет волновую
сущность процесса передачи энергии и описывается синусоидой.
Ядро атома и электроны имеют одну и ту же
угловую скорость. На каждом обороте ядра вокруг оси изменяется мощность его
вращающего электромагнитного поля: удаление силовых линий от ядра при
поглощении энергии и приближение силовых линий к ядру при излучении энергии.
При поглощении энергии электрон ускоряется в связи с постепенным переходом на
орбиту большего радиуса и его потенциальная энергия увеличивается. Ядро атома
образует вращающее поле таким образом, что каждому протону соответствуют свои силовые
линии электромагнитного поля. По самой интенсивной, генеральной силовой линии и
движется электрон. При излучении энергии электрон замедляется и постепенно
переходит на более низкую орбиту, а его потенциальная энергия его уменьшается.
Такой цикл электрон совершает за один оборот вокруг собственной оси. Процессы
поглощения и излучения энергии состоят из импульсов полуволн, то есть имеют
дискретный характер. Направление передачи энергии всегда единое: от тела с
большей температурой к телу с меньшей температурой, или, что равносильно, от
атомов с большей потенциальной энергией к атомам с меньшей потенциальной
энергией.
Генератором и приёмником излучения
является электрон. Где бы ни был электрон: на Солнце или на Земле, в золоте или
навозе – колебательный контур его универсален. Все электроны вселенной
универсальны – имеют одинаковую частоту колебаний контура, который работает как
генератор электромагнитных волн или как их приёмник, чередуя эти действия.
Каждый электрон половину оборота вокруг
оси поглощает (излучает) энергию, а вторую половин оборота излучает (поглощает)
её. Передача энергии от одного электрона другому осуществляется дискретно –
полуволнами. Полуволна энергии, которая излучается электроном, состоит из
электромагнитных волн всех диапазонов, которые соответствуют химическому
составу и температуре излучающего объекта. Такая же вторая полуволна энергии
поглощается другим электроном.
Электроны горячего тела излучают не
конкретную электромагнитную волну, а импульсы энергии, в который входят все
волны излучающего объекта, состав которых определяется температурой излучения и
химическим составом. Если частота электромагнитных волн излучения больше
частоты вращения атома вокруг собственной оси, в импульс полуволны энергии
входит количество излучаемых волн, равное соотношению частоты волны и частоты
вращения атома вокруг оси. Если частота передаваемой волны меньше частоты
вращения атома вокруг оси, волна передаётся дискретными отрезками. Так как
дискретные отрезки волны передаются разными электронами со сдвигом во времени,
поглощаемая волна воспринимается как непрерывная.
Теоретическая физика не может ответить на
вопрос: почему электрон не излучает? А может ли в электрической цепи течь ток,
если нет разности потенциалов? Так и в электроне атома: если нет разности
потенциалов состояния физических тел, т.е. тела находятся при одинаковой
температуре, электрон излучать не будет. Также электрон не излучает на
полуволне поглощения.
Тело излучает кинетическую энергию
посредством колебательного контура электронов на границе сред. Тело с большей
потенциальной энергией электронов отдаёт энергию другому телу, пока их
температуры не выровняются. Таким образом, при ускорении электрон не излучает
энергии, а расходует её на ускорение для того, чтобы следуя за полем, подняться
в течение полуоборота атома на более высокую орбиту и приобрести потенциальную
энергию. На втором полуобороте электрон излучает энергию.
При охлаждении тела идёт
обратный процесс: электроны замедляются и излучают потенциальную энергию,
превращая её в кинетическую. Дальность распространения электромагнитных волн
определяется мощностью излучения.
С ростом температуры при переходе
электронов на более высокие орбиты вслед за электромагнитным полем, при равной
круговой скорости электроны, находящиеся на более высоких орбитах будут иметь
большую скорость и, соответственно, кинетическую энергию. Орбиты электронов
располагаются на таких расстояниях от ядра, чтобы обеспечивать стабильно
устойчивое состояние атома. Орбиты атома – плавающие. Атом, переходя в иные
условия, реагирует на них: происходят изменения в ядре и в положении
электронов. Ядро, приобретая дополнительную энергию, увеличивает мощность
электромагнитного поля, его силовые линии удаляются от ядра. Все электроны
атома, поглощая энергию, по спиральной орбите следуют за полем согласованно все
сразу. Потенциальная энергия атома изменяется аналогово. Абсолютные скорости
электронов возрастают. с ростом температуры увеличиваются геометрические
размеры атома.
Во время получения атомом внешней энергии
никаких переходов (перескоков) электронов на другую орбиту нет. Все электроны
атома постоянно находятся на своих орбитах, так же, как и небесные тела. Все
ядра атомов любого физического тела имеют одинаковую скорость вращения вокруг
собственной оси и, соответственно, равную угловую скорость вращающего
электромагнитного поля. Это равносильно равенству угловых скоростей электронов.
Благодаря равенству угловых скоростей колебательный контур электронов настроен
на одну всеобщую частоту, что обеспечивает возможность передачи – приёма
энергии. Электрон не может аккумулировать энергию: получил и немедленно должен
отдать. Часть энергии расходуется на выравнивание потенциальной энергии с
соседним электроном. Выравнивание температуры между горячим и холодным телами
длится до тех пор, пока не наступит динамического равновесия. Электроны ранее
горячего тела, теряя скорость, перестают излучать. Физической моделью передачи
энергии от тела к телу могут быть сообщающиеся сосуды.
Непреложным фактом является процесс
получения Землёй энергии Солнца. Но, если электромагнитное излучение Солнца
доходит до Земли и нагревает все физические
объекты, значит, в космосе и на Земле есть среда, в которой способны
распространяться электромагнитные волны. Можно возражать против наличия такого
физического поля, если рассматривать процесс поглощения – излучения в условиях
воздушного пространства. Но, излучение Солнца неопровержимо доказывает, что
такое всеобъемлющее физическое поле существует. Физическая среда – необходимое
условие для распространения электромагнитных волн.
Из житейского опыта известно, что
солнечные лучи способны нагревать абсолютно все материалы. Этот факт
свидетельствует, что механизм поглощения энергии у всех физических объектов
универсальный, способный аккумулировать солнечную энергию, превращая её в
потенциальную энергию электронов. Атомы всех тел имеют идентичные устройства
передачи и приёма энергии. Электроны имеют одинаковый колебательный контур,
который способен работать в режиме осциллятора или резонатора.
Такой объект, как Солнце, имея
восполняемое внутреннее тепло, постоянно генерируют через электроны
электромагнитные волны энергии. Электроны атомов, которые находятся на
поверхности Солнца, излучают непрерывный мощный поток электромагнитных волн.
Разница температур Земли и Солнца огромная, поэтому поток энергии имеет большую
мощность. Электромагнитные волны Солнца достигают Земли. Более слабые
генераторы – электроны в телах, имеющих низкую температуру. Если сравнивать
свечу, стекловаренную или мартеновскую печь, ядерный взрыв, мощности их
электромагнитного излучения будут разительно отличаться и распространяться на
различные расстояния.
Любая теория, по которой в микромире
осуществляется массоперенос на расстояние, не соответствует истине.
Массоперенос возможен в макромире, когда ветер поднимает пыль или двигает
барханы в пустыне. Если рассуждать о стакане горячего чая, который остывает,
теплота – это волна или корпускула, такая дискуссия вполне уместна. Но, если
речь идёт об излучении Солнца, совершенно ясно, что фотоны, входя в плотные
слои атмосферы, сгорят мгновенно, как сгорают микрометеориты (подающие звёзды)
или обломки космических кораблей.
Теплота – часть спектра электромагнитных
колебаний в инфракрасном диапазоне. Теплота – свойство органов осязания
представителей фауны и флоры. Теплота – уровень потенциальной энергии тела,
который определяется положением орбит электронов над ядром атомов. Мерой
потенциального состояния тела служит температура, введённая человеком для
оценки внутренней энергии тела.
Тепло или холодно при какой-нибудь
температуре, зависит от физиологии представителей фауны. Белым медведям тепло
во льдах Северного ледовитого океана, пингвинам – во льдах Антарктиды.
Неорганической природе всё равно, какая температура окружающей среды. Теплота –
состояние тела, в котором электроны атомов имеют большую потенциальную энергию,
чем потенциальная энергия электронов в атомах окружающей среды. Если тёплое
тело поместить в более тёплую среду, оно окажется холодным. Нагревание
увеличивает потенциальную энергию тела, охлаждение уменьшает её до тех пор,
пока разность потенциалов состояния будет равна нулю.
Теплота тела определяется не хаотическим
тепловым движением частиц в нём. Теплота – понятие относительное. Всегда тёплым
будет тело, которое излучает энергию в окружающую среду, и, наоборот, холодным,
которое поглощает энергию. Таким образом, теплота, это не скорость
беспорядочного теплового движения частиц физического объекта, а состояние, в
котором тело излучает энергию [14].
Теплота – это излучение энергии
посредством электромагнитных волн.
3.2. Теория энергии вещества.
3.2.1.Что такое энергия?
Что же такое энергия? Наука пока не знает
точно, что такое энергия.
Существуют два вида энергии: в состоянии
покоя и в движении – потенциальная энергия и кинетическая энергия.
Потенциальная энергия физического объекта – его внутренняя энергия, уровень
потенциальной энергии определяется высотой электронов над ядром. Кинетическая
энергия – энергия в движении в виде электромагнитных волн как средство передачи
энергии от одного физического объекта к другому. Кинетическая энергия атомов –
электромагнитные волны, которые возникают только при разности потенциалов
состояния между физическими объектами. Потенциальная энергии – внутренняя
энергия физических объектов. Потенциальная энергия переходит от горячего тела к
холодному посредством излучения энергии при разности потенциалов состояния..
Потенциальная энергия – это потенциал состояния
атома, который определяется высотой орбит атома относительно ядра. В метрологии
потенциал состояния атомов характеризуется температурой физического тела.
Потенциальная энергия атомов стабильна до возникновения разности потенциалов
состояния. Кинетическую энергию, представляющую собой электромагнитные волны,
сберечь нельзя, она после выработки должна быть сразу использована.
Электростанции и радиостанции генерируют кинетическую энергию в виде
электромагнитных волн, которую можно по проводам или беспроводным способом
передать потребителям, чтобы превратить в энергию световую, тепловую,
механическую, звуковую.
Атом является переносчиком (транслятором)
энергии и одновременно её хранителем в виде потенциальной энергии, величина
которой определяется потенциалом состояния атома. В виде потенциальной энергию
сохраняют атомы за счёт положения электронов относительно ядра: чем дальше
электроны от ядра, тем выше их потенциальная энергия. Если нет разности
потенциалов состояния у соседних атомов, потенциальная энергия сохраняется
сколь угодно долго, пока не появится разность потенциалов. При наличии разности
потенциалов, электроны атома с более высоким потенциалом состояния теряют свою
потенциальную энергию и излучают её в виде электромагнитных волн. Внутренняя
потенциальная энергия атома переходит в кинетическую энергию. Электроны
соседнего атома поглощают кинетическую энергию и превращают её в потенциальную.
Излучаемая электронами кинетическая энергия – средство выравнивания потенциалов
состояния соседних атомов, что равносильно выравниванию температуры между
горячим и холодным телами.
Таким образом, потенциальная энергия –
состояние атома, определяемое положением орбит вращения электронов.
Кинетическая энергия – электромагнитное излучение как средство передачи энергии
от тела к телу для выравнивания их потенциалов состояния.
Энергия присуща каждому физическому телу
(объекту). Подпитка внутренней энергии физических объектов происходит за счёт
внешних источников: солнечной энергии, тепловой энергии сжигания топлива или
внутренней энергии других тел. Таким образом, энергия может быть в покое
(потенциальная энергия) и в движении (кинетическая энергия).
Электромагнитная волна – способ передачи
потенциальной энергии путём превращения её в кинетическую от одного атома
другому, имеющему меньшую потенциальную энергию, посредством колебательного
контура электронов. Электрон формирует и излучает электромагнитные волны.
Поглощающий электрон своим колебательным контуром принимает электромагнитные
волны, часть кинетической энергии превращает в свою потенциальную, остальную
энергию передаёт дальше соседнему атому при наличии разности потенциалов
состояния.
Энергия не может быть передана от тела к
телу материальными частицами: квантами, фотонами, электронами. Все теории и
гипотезы, в которых материальные частица используются как средство передачи
энергии, не соответствуют действительности. Единственным средством передачи
энергии тепловой, световой, ультрафиолетового излучения, электрического тока и,
тем более, радиоволн, является электромагнитные волны
3.2.2. Излучение и поглощение энергии.
Излучение и поглощение энергии – процессы
взаимосвязанные. В случае появления разности потенциалов состояния синхронно
изменяется мощность вращающего электромагнитного поля ядра: при получении
энергии радиус силовых линий увеличивается, электроны ускоряются, их
кинетическая энергия переходит в потенциальную. Электроны работают как
резонаторы – получают электромагнитные колебания и повышают свою потенциальную
энергию. Процесс поглощения и излучения энергии – единый процесс. Каждый
электрон атома при наличии разности потенциалов после поглощения энергии
излучает её. Из-за разности потенциалов состояния потенциальная энергия
электронов переходит в кинетическую энергию путём электромагнитного излучения,
поглощается электронами с меньшей потенциальной энергией и превращается в
потенциальную энергию.
Механической моделью процесса
передачи энергии может быть переброска сыпучего материала на другое место
лопатой: нагнулся, зачерпнул, распрямился, бросил, нагнулся и т.д.
Функция электронов – принимать или
излучать электромагнитные волны. В электроне длится непрерывный процесс
получения и передачи энергии. При излучении энергии на каждом обороте электрона
вокруг собственной оси образуется полная волна: одна полуволна – получение
энергии резонатором электрона, вторая полуволна – передача энергии осциллятором
электрона. При поглощении энергии идёт противоположный процесс. Резонатор и
осциллятор электрона является одним и тем же колебательным контуром. Вращение
электрона в режиме получения и передачи энергии как раз и определяет волновую
сущность процесса передачи энергии и описывается синусоидой.
Ядро атома и электроны имеют одну и ту же
угловую скорость. На каждом обороте ядра вокруг оси изменяется мощность его
вращающего электромагнитного поля: удаление силовых линий от ядра при
поглощении энергии и приближение силовых линий к ядру при излучении энергии.
При поглощении энергии электрон ускоряется в связи с постепенным переходом на
орбиту большего радиуса и его потенциальная энергия увеличивается. Ядро атома
образует вращающее поле таким образом, что каждому протону соответствуют свои
силовые линии электромагнитного поля. По самой интенсивной, генеральной силовой
линии и движется электрон. При излучении энергии электрон замедляется и
постепенно переходит на более низкую орбиту, а его потенциальная энергия его
уменьшается. Такой цикл электрон совершает за один оборот вокруг собственной
оси. Процессы поглощения и излучения энергии состоят из импульсов полуволн, то
есть имеют дискретный характер. Направление передачи энергии всегда единое: от
тела с большей температурой к телу с меньшей температурой, или, что
равносильно, от атомов с большей потенциальной энергией к атомам с меньшей
потенциальной энергией.
Генератором и приёмником излучения
является электрон. Где бы ни был электрон: на Солнце или на Земле, в золоте или
навозе – колебательный контур его универсален. Все электроны вселенной
универсальны – имеют одинаковую частоту колебаний контура, который работает как
генератор электромагнитных волн или как их приёмник, чередуя эти действия.
Каждый электрон половину оборота вокруг
оси поглощает (излучает) энергию, а вторую половин оборота излучает (поглощает)
её. Передача энергии от одного электрона другому осуществляется дискретно –
полуволнами. Полуволна энергии, которая излучается электроном, состоит из
электромагнитных волн всех диапазонов, которые соответствуют химическому
составу и температуре излучающего объекта. Такая же вторая полуволна энергии
поглощается другим электроном.
Электроны горячего тела излучают не
конкретную электромагнитную волну, а импульсы энергии, в который входят все
волны излучающего объекта, состав которых определяется температурой излучения и
химическим составом. Если частота электромагнитных волн излучения больше
частоты вращения атома вокруг собственной оси, в импульс полуволны энергии
входит количество излучаемых волн, равное соотношению частоты волны и частоты
вращения атома вокруг оси. Если частота передаваемой волны меньше частоты
вращения атома вокруг оси, волна передаётся дискретными отрезками. Так как
дискретные отрезки волны передаются разными электронами со сдвигом во времени,
поглощаемая волна воспринимается как непрерывная.
Теоретическая физика не может ответить на
вопрос: почему электрон не излучает? А может ли в электрической цепи течь ток,
если нет разности потенциалов? Так и в электроне атома: если нет разности
потенциалов состояния физических тел, т.е. тела находятся при одинаковой
температуре, электрон излучать не будет. Также электрон не излучает на
полуволне поглощения.
Тело излучает кинетическую энергию
посредством колебательного контура электронов на границе сред. Тело с большей
потенциальной энергией электронов отдаёт энергию другому телу, пока их
температуры не выровняются. Таким образом, при ускорении электрон не излучает
энергии, а расходует её на ускорение для того, чтобы следуя за полем, подняться
в течение полуоборота атома на более высокую орбиту и приобрести потенциальную
энергию. На втором полуобороте электрон излучает энергию.
При охлаждении тела идёт
обратный процесс: электроны замедляются и излучают потенциальную энергию,
превращая её в кинетическую. Дальность распространения электромагнитных волн определяется
мощностью излучения.
С ростом температуры при переходе
электронов на более высокие орбиты вслед за электромагнитным полем, при равной
круговой скорости электроны, находящиеся на более высоких орбитах будут иметь
большую скорость и, соответственно, кинетическую энергию. Орбиты электронов
располагаются на таких расстояниях от ядра, чтобы обеспечивать стабильно
устойчивое состояние атома. Орбиты атома – плавающие. Атом, переходя в иные
условия, реагирует на них: происходят изменения в ядре и в положении
электронов. Ядро, приобретая дополнительную энергию, увеличивает мощность
электромагнитного поля, его силовые линии удаляются от ядра. Все электроны
атома, поглощая энергию, по спиральной орбите следуют за полем согласованно все
сразу. Потенциальная энергия атома изменяется аналогово. Абсолютные скорости
электронов возрастают. С ростом температуры увеличиваются геометрические
размеры атома.
Во время получения атомом внешней энергии
никаких переходов (перескоков) электронов на другую орбиту нет. Все электроны
атома постоянно находятся на своих орбитах, так же, как и небесные тела. Все
ядра атомов любого физического тела имеют одинаковую скорость вращения вокруг
собственной оси и, соответственно, равную угловую скорость вращающего
электромагнитного поля. Это равносильно равенству угловых скоростей электронов.
Благодаря равенству угловых скоростей колебательный контур электронов настроен
на одну всеобщую частоту, что обеспечивает возможность передачи – приёма
энергии. Электрон не может аккумулировать энергию: получил и немедленно должен
отдать. Часть энергии расходуется на выравнивание потенциальной энергии с
соседним электроном. Выравнивание температуры между горячим и холодным телами
длится до тех пор, пока не наступит динамического равновесия. Электроны ранее
горячего тела, теряя скорость, перестают излучать. Физической моделью передачи
энергии от тела к телу могут быть сообщающиеся сосуды.
Абсолютно все материалы, независимо от
того, проводники они, полупроводники или диэлектрики, успешно поглощают и
излучают электромагнитные волны в диапазоне от инфракрасных до
ультрафиолетовых.
Изучение закономерностей распространения
света привело физику к признанию существования мирового эфира, или, в новой
терминологии, физического вакуума. Мировой эфир – универсальная среда,
заполняющая всё пространство, в том числе промежутки между атомами и молекулами
в телах.
Непреложным фактом является процесс
получения Землёй энергии Солнца. Но, если электромагнитное излучение Солнца
доходит до Земли и нагревает все физические объекты, значит, в космосе и на
Земле есть среда, в которой способны распространяться электромагнитные волны.
Можно возражать против наличия такого физического поля, если рассматривать
процесс поглощения – излучения в условиях воздушного пространства. Но,
излучение Солнца неопровержимо доказывает, что такое всеобъемлющее физическое
поле существует. Физическая среда – необходимое условие для распространения
электромагнитных волн.
3.3. Выводы.
1. Разработана теория энергии
вещества.
2. Высота электронов над
ядром атомов характеризует уровень потенциальной энергии вещества.
3. Состояние потенциальной
энергии тела метрологчески выражается его температурой.
4. Электромагнитная волна – кинетическая
энергия, посредством которой тело с большей потенциальной энергией передаёт
эергию телу с меньшей потенциальной энергией.
5. При возникновении разности
потенциалов состояния реализуется процесс передачи энергии.
6. Колебательный контур электронов
служит передатчиком или приёмником электромагнитной волны.
A4. Солнечная, тепловая и электрическая
энергий в свете теории энергии.
Потенциальная и кинетическая энергии всех
веществ универсальны. Природа солнечной, тепловой, и электрической энергии одна и та же. Названия видов энергии связаны
со способом её получения или назначения.
4.1. Солнечная энергия.
В отличие от других видов энергии вещества
солнечная энергия приходит на Землю в готовом виде.
Поверхностный слой атомов Солнца имеет
высокую потенциальную энергию, это значит, что электроны всех атомов, входящих
в солнечное вещество, находятся на высоких орбитах вращения вокруг ядер. У
атомов солнечного вещества относительно
потенциального состояния атомов вещества Земли имеется разность потенциалов, и
электроны поверхностного слоя Солнца генерируют свою потенциальную энергию в
кинетическую посредством
электромагнитных волн.
В связи с тем, что эфир представляет собой
безмассовую структуру, электромагнитные волны солнечного вещества без потерь
достигают Земли, где поглощаются поверхностными атомами всех веществ.
Поглощающий электрон своим колебательным контуром принимает электромагнитные
волны, часть кинетической энергии превращает в свою потенциальную, остальную
энергию передаёт дальше соседнему атому при наличии разности потенциалов
состояния.
4.2. Тепловая энергия.
Тепловая энергия генерируется путём
сжигания углеводородов: природного газа, каменного угля, дров, торфа, продуктов
переработки нефти и других горючих веществ. При сгорании топлива образуются
продукты горения.
Что же такое огонь? В результате
окислительных реакций в процессе горения атомы продуктов горения повышают свою
потенциальную энергию. Приятно посидеть у костра, у открытой дверки печки или
камина. Ласкающие тело лучи не дарит непосредственно огонь: их излучают атомы с
высокой потенциальной энергией, превращая её в кинетическую – электромагнитные
волны. Электромагнитные волны, попадая на кожу человека, повышают потенциальную
энергию атомов тела.
Для
обогрева помещений и для потребностей производства тепловая энергия передаётся
по трубам. Теплоносителем может быть вода или пар.
Потенциальную энергию любого
физического объекта можно передать другому объекту только посредством
электромагнитных волн.
4.3. Электрическая
энергия.
При пересечении магнитных линий магнита
намоткой генератора возникает электрическая энергия. Что же происходит в
обмотке генератора? Электроны атомов обмотки переходят на высокий уровень по синусоидальному
закону от нуля через максимум снова до нуля
Синусоида с частотой 50 Гц,
которая фиксируется осциллографом во всей электросети, не имеет никакого
отношения к электрическому току. Это уровень энергии, которая передаётся в
электрическую сеть в каждый момент времени.
Длина волны синусоиды
передачи энергии в сеть равна длине окружности, которую проходит обмотка ротора
генератора за один оборот. После передачи импульса энергии в сеть продолжается
холостой ход ротора.
Ток переменный не потому, что
изменяется его направление, изменяется только величина тока во времени.
Переменный ток не изменят своего направления, при изменении направления ток ни
куда бы не пришёл.
4.4. Выводы.
1. Потенциальная и
кинетическая энергии всех веществ универсальны. Природа солнечной, тепловой, и
электрической энергии одна и та же.
2. Движущей силой излучения
Солнца является разность потенциалов солнечного вещества и вещества Земли.
3. Энергию Солнца излучаю
колебательные контуры атомов солнечного вещества, и поглощают колебательные
контуры вещества Земли.
4. Огонь при горении топлива
– продукты горения, в атомах которых электроны имеют высокую потенциальную
энергию, вращаются вокруг ядра по высоким орбитам и излучают энергию в виде
электромагнитных волн.
5. Потенциальную энергию
любого физического объекта можно передать другому объекту только посредством
электромагнитных волн.
6. При пересечении силовых
линий магнита
обмоткой генератора в обмотке
электроны атомов переходят на высокий уровень потенциальной энергии по синусоидальному
закону от нуля через максимум снова до нуля
7. Синусоида с частотой 50
Гц, которая фиксируется осциллографом во всей электросети, не имеет никакого
отношения к электрическому току. Это уровень энергии, которая передаётся в
электрическую сеть в каждый момент времени.
8. Переменный ток не изменят
своего направления, при изменении направления ток ни куда бы не пришёл.
Изменяется величина тока только во времени.
A5. Общие выводы.
1. Разработана теория энергии
вещества.
2. Высота электронов над
ядром атомов характеризует уровень потенциальной энергии вещества.
3. Электромагнитная волна –
кинетическая энергия, посредством которой тело с большей потенциальной энергией
передаёт эергию телу с меньшей потенциальной энергией.
4. Потенциальная и
кинетическая энергии всех веществ универсальны. Природа солнечной, тепловой, и
электрической энергии одна и та же.
5. Потенциальную энергию
любого физического объекта можно передать другому объекту только посредством
электромагнитных волн.
6. Синусоида с частотой 50
Гц, которая фиксируется осциллографом во всей электросети, не имеет никакого
отношения к электрическому току. Это уровень энергии, которая передаётся в
электрическую сеть в каждый момент времени.
A6. ССЫЛКИ НА ИСТОЧНИКИ
[2] https://ru.wikipedia.org/wiki/Вещество
[3] https://ru.wikipedia.org/wiki/Энергия
[4] https://ru.wikipedia.org/wiki/Солнечная_энергия
[5] https://solar-e.ru/blog/chto-nuzhno-znat-o-solnechnoy-energii/
[7] https://ru.wikipedia.org/wiki/Теплота
[8] https://studwork.org/spravochnik/fizika/teplovaya-energiya
[9] https://ru.wikipedia.org/wiki/Нагрев
[10] https://www.yaklass.ru/p/fizika/8-klass/teplovye-iavleniia-12324/teplovoe-dvizhenie-termometr-sviaz-temperatury-tela-so-skorostiu-dvizheni_-12325/re-0baaaba3-7405-4eb9-8654-31dcafac3463[11] https://ru.wikipedia.org/wiki/Электроэнергия
[12] http://stab-techno.ru/chto-takoe-elektricheskaya-energiya/
[13] А. И. Болутенко. http://ngipoteza.narod.ru/glass11.htm
[14] А. И. Болутенко. http://ngipoteza.narod.ru/phys2.htm
[15] А. И. Болутенко. http://ngipoteza.narod.ru/phys10.htm
[16] А. И. Болутенко. http://ngipoteza.narod.ru/phys3.htm
[17] А. И. Болутенко. http://ngipoteza.narod.ru/phys14.htm
[18] А. И. Болутенко. http://ngipoteza.narod.ru/phys4.htm
[19] А. И. Болутенко. http://ngipoteza.narod.ru/phys15.htm
30.10.2020