Иерархия энергий

Размещено на http://www.allbest.ru/

Контрольная работа

Иерархия энергий



Содержание

1. Построение физики по правилам НООС

2. Физические законы для систем электрического и теплового зарядов

2.1 Электрический ток

2.2 Параметр электрического сопротивления

2.3 Тепловой ток (мощность)

2.4 Температура или тепловое напряжение

2.5 Второе определение теплового тока

2.6 Параметр теплового сопротивления

2.7 Параметр тепловой ёмкости

2.8 Флуктуационный ток - это ток энергии 4-го уровня

2.9 Составной термо-электрический потенциал (СТЭП)

2.10 Сопротивление флуктуационному току

3. Блок-схема для формул основных физических законов

4. Как работает закон сохранения энергий

5. Механическая иерархия энергий. Механический эквивалент тепла

6. Закон сохранения и преобразования энергий. Интегральный и дифференциальный процессы

Литература

физический электрический тепло энергия



1. Построение физики по правилам НООС

Термин "внутренняя энергия" в данной работе будет обозначаться термином "тепловая энергия", для того чтобы не возникало двусмысленности.

В физике существует теорема Нетёр, которая выделяет некоторые "симметрии физической системы", каждой из которых соответствует закон сохранения.

В процессе изучения релаксаций была найдена некоторая иерархия "симметрий физической системы". Перечислим их:

1. Время.

2. Электрический заряд.

3. Тепловая энергия.

4. Диффузия.

Тепловой энергии в современной физике соответствует понятие "энергия" любого типа, из-за существования законов сохранения-преобразования энергии. Мы не будем это свойство оспаривать, просто будем считать, что к тепловой энергии возможно преобразовать другие типы энергии.

Это свойство (преобразование энергии на более высоком уровне иерархии) мы сможем обнаружить и для других уровней иерархии.

Необходима была терминология.

Рассматривая систему с НООС (см 4.2.) , проведя анализ трёх релаксаций, мы разработали таблицу (см. таб. 6.1.) где были приведены результаты по систематизации физических процессов релаксации.

Если в модели НООС с бассейном, заряд системы - это субстанция, то в физических законах понятие субстанции трудно применить.

Так, например, для магнитных явлений трудно представить себе субстанцию: время.

Для электрического заряда вместе с отрицательным зарядом существует и положительные, и субстанцией, носителем электрического заряда будут заряды электронов и заряды ядер атомов. Потому здесь тоже сложно представить себе некую субстанцию.

Передача теплового заряда - это комплексное явление, в которое входят атомы и электроны. Атом способен накапливать тепло, то есть способен создавать потенциал, а электроны имеют способность транспортировать и передавать тепло. Всё это вместе и представляет субстанцию: тепловой заряд.

Потому термин субстанция не уместен для представления заряда системы.

У каждой системы: магнитной, электрической и тепловой имеется заряд системы и энергия системы.

Но если рассмотреть это явление, то можно получить ряд из энергий, или ряд из зарядов:

Энергии:

энергия системы 2-го уровня: электрический заряд;

энергия системы 3-го уровня: тепловой заряд;

заряды:

заряд системы 1-го уровня: время;

заряд системы 2-го уровня: электрический заряд;

заряд системы 3-го уровня: тепловой заряд;

заряд системы 4-го уровня: диффузионный заряд.

Получается, что заряд более удобен, чтобы описать иерархию. Но в то же время термин энергия более востребован.

Выходом из положения будет - дать определение:

Определение: Энергией уровня N обозначим заряд системы уровня N.

После этого мы можем построить иерархию энергий.

энергия 1-го уровня: время;

энергия 2-го уровня: электрический заряд;

энергия 3-го уровня: тепловой заряд;

энергия 4-го уровня: диффузионный заряд.

Определим субстанцию уровня, как комплексную среду, участвующую в явлении определённого уровня:

субстанция 1-го уровня - это эфир;

субстанция 2-го уровня - это электричество;

субстанция 3-го уровня - это теплота;

субстанция 4-го уровня неизвестна.

А. И. Вейник предлагал для того рода понятий как субстанция, использовать термин "элата". Элат в его теории было слишком много, и многие из элат не имели явления релаксации. Он справедливо считал, что ни одна элата не может непосредственно преобразовываться в другую. Это верно, если нет движения энергий - их токов.

Когда имеются токи, происходит преобразование энергий.

Что такое система?

Система - это опыт или схема, где мы можем наблюдать процесс релаксации. В опыте с релаксацией мы можем наблюдать систему с НООС.

В каждой системе существует своя энергия уровня: время, электрический заряд и тепловой заряд.

У каждой энергии уровня в системе с НООС имеется:

1. заряд системы;

2. энергия системы.

Заряд системы всегда совпадает с энергией уровня. Перечислим заряды систем:

1. для энергии уровня 1 - зарядом системы является время;

2. для энергии уровня 2 - зарядом системы является электрический заряд;

3. для энергии уровня 3 - зарядом системы является тепловой заряд, который совпадает с существующим в физике понятием тепловой энергии.

Перечислим энергии системы:

1. для энергии уровня 1 - энергией системы является электрический заряд;

2. для энергии уровня 2 - энергией системы является тепловой заряд (энергия, измеряемая в джоулях, эргах, электроновольтах…) ;

3. для энергии уровня 3 - энергией системы является диффузионный заряд.

4. для энергии уровня 4 - энергия системы неизвестна.

Термин диффузионный имеет синоним флуктуационный, потому как одного свойства недостаточно, чтобы выразить энергию четвёртого уровня.

Чётвертый уровень энергии обладает диффузионными свойствами, чтобы обеспечить движение тепла, но также обладает свойством выравнивать все флуктуации потенциалов предыдущих субстанций.

Итак, четвёртый уровень энергии: диффузионный, флуктуационный, выравнивающий.

Каждому уровню энергий (кроме 4-й) соответствует свой процесс релаксации:

Для 1-го уровня энергии - магнитная релаксация. Эфир, как субстанция относится к первому уровню. Зарядом системы является время. Энергия системы - электрический заряд.

Для 2-го уровня энергии - электрическая релаксация. Электричество, как субстанция относится ко второму уровню. Зарядом системы является электрический заряд. Энергией системы является тепловой заряд (тепловая энергия).

Для 3-го уровня энергии - тепловая релаксация. Тепло, как субстанция относится к третьему уровню. Зарядом системы является тепловой заряд. Энергией системы является диффузионный заряд.

Четвёртый уровень не имеет своей собственной релаксации, наблюдаемой в физическом опыте, но он необходим, для того, чтобы объяснить движение тепла.

Данная иерархия относится к среде, то есть к эфиру. В эфире формируется кадр Вселенной. Иерархию энергий, принадлежащих к среде, назовём тепловой.

Движение в кадре изучается физикой в разделе "механика".

Для механического движение также свойственны законы сохранения движения, потому мы можем создать подобную иерархию энергий уровня. Иерархию энергий уровня, принадлежащих к движению, назовём механической. Механическая иерархия энергий выглядит так:

Энергий 1-го уровня - время .

Энергий 2-го уровня - координата .

Энергий 3-го уровня - механическая энергия .

Эта иерархия описывает раздел физики: "механика".

Получилось, что мы построили 2 иерархии энергий: для кадра Вселенной - среды (эфира, вакуума, электронов и атомов) - тепловую иерархию и для движения тел в кадре Вселенной, состоящих из атомов - механическую иерархию.

Каждая из иерархий опирается на энергию 1-го уровня - время. Время - это основа для построения физики по правилам систем с НООС.

Эфир, или вакуум обладает двойными свойствами - он может распространять или хранить свои энергию и в пространстве (электричество) и во времени (магнетизм).

Поэтому определим локализацию энергии для тепловой иерархии энергий:

1. Время - энергия 1-го уровня - локализован во времени (В).

2. Электрический заряд - энергия 2-го уровня - локализована в пространстве (П).

3. Тепловой заряд - энергия 3-го уровня - имеет двойную локализацию - в пространстве и во времени (ВП) .

4. Диффузионный заряд - энергия 4-го уровня - поддерживает все 3 варианта локализации: (В), (П), (ВП).

В физике уже существует некоторая терминология: "электричество" и "магнетизм". Выразим идею о локализации зарядов систем через эти термины:

1. Время - энергия 1-го уровня - локализована во времени (В) - это "магнитная" энергия.

2. Электрический заряд - энергия 2-го уровня - локализована в пространстве (П) - это "электрическая" энергия.

3. Тепловая энергия - энергия 3-го уровня - имеет двойную локализацию - в пространстве и во времени (ВП) - это "составная электро-магнитная" энергия.

4. Уравнивающая - энергия 4-го уровня - поддерживает все 3 нижележащих уровня: (В), (П), (ВП).

Отметим одну деталь: так, как энергия 1-го уровня - время локализовано во времени, то она не может перемещаться во времени. Она может только "видоизменяться" во времени. Те энергии, что имеют пространственную составляющую, обладают свойством движения в пространстве за какой-то промежуток времени. Скорость такого перемещения ограничена только предельной минимальной величиной времени - квантом времени.

2. Физические законы для систем электрического и теплового зарядов

После того, как мы рассмотрели направление по построению иерархии энергий, рассмотрим ряд законов физики и попытаемся записать их в упрощённой форме, для того, чтобы более ясно были видны аналогии.

Так, как многие физические величины будут иметь вид разности потенциалов, то они первоначально будут представлены в работе со знаком Д.



2.1 Электрический ток

Параметр электрический ток определяется следующим выражением:

(01)

Q - электрический заряд; ф - время.

Электрический ток определяется как количество электрического заряда переносимого в замкнутой электрической цепи в единицу времени.

Единица электрического тока:

Электрический ток можно представлять как разность нескольких электрических токов. Такая идея соответствует теории электрических цепей согласно принципу "наложения цепей". Тогда (01) будет иметь вид:

(02)

2.2 Параметр электрического сопротивления

Параметр электрического сопротивления определяется законом Ома:

(03)



Если вся мощность электрической цепи уходит на образование тепла, то электрическое сопротивление определяет способность электрической цепи создавать тепловой ток. Об этом свойстве сообщает нам следующая формула:

(04)

Где ДP - мощность, или тепловой ток.

2.3 Тепловой ток ( мощность)

Если электрическая энергия преобразовывается только в тепло, то мощность электрической цепи эквивалентна тепловому току.

Тепловой ток определяется следующим выражением:

(05)

Единица измерения теплового тока:

Тепловой ток показывает, сколько тепловой энергии протекает в пространство из тепловой цепи в единицу времени. Здесь и далее в физику будет вводиться теория теплового заряда. Эта теория будет рассматриваться как противовес "теории квантов" и термодинамики, построенной с использованием понятия "энтропия". Основное отличие теории теплового заряда в том, что температура признаётся потенциалом, тепловая энергия (заряд системы уровня № 3) признаётся тепловым зарядом.



2.4 Температура или тепловое напряжение

Согласно иерархии энергий, закон Фурье определяет более высокий уровень энергии (3-й), чем закон Ома (2-й). Оба закона аналогичны друг другу и определяют явления тока: электрического - в случае закона Ома, и теплового - в случае закона Фурье. Закон Фурье имеет вид аналогичный закону Ома,

(06)

R_И - тепловое сопротивление

ДT - температурное напряжение (температурный напор)

ДP - тепловой ток.

потому определим тепловое напряжение (температурный напор):

(07)

Где И - энергия 4-го уровня.

E - тепловой заряд (энергия уровня 3), измеряется в джоулях, эргах, электроновольтах.

Единица измерения теплового напряжения или температурного напора:



Тепловое напряжение (температурный напор) определяет сколько энергии 4 -го уровня приходится на единицу теплового заряда.

Здесь введена новая физическая величина - энергии 4-го уровня И , которая определяет уравнивающую (диффузионную) энергию уровня 4. Для И определена новая единица измерения: Фурье.

1 Фурье = 1 Кельвин • 1 Джоуль

Выражение для энергии 4-го уровня:

(08)

Где E - тепловой заряд (или энергия 3-го уровня) , измеряемый в Джоулях. ?T - тепловое напряжение (тепловой напор), измеряемый в Кельвинах. И - энергия 4-го уровня, измеряемая в Фурье.

Физический смысл уравнивающей энергии (энергии 4-го уровня):

Основной закон Вселенной - это процесс диффузии, который ведёт к снижению основных потенциалов: магнитного (ДI) , электрического (ДU) и теплового (ДT). Существует электрическое поле, магнитное поле и тепловое поле. Несмотря на то, что тепловое поле в некоторых источниках отрицается, возможно методами аналогий найти тепловое поле и обнаружить у него свойства похожие на свойства магнитного и электрического поля.

Во Вселенной тепловые токи - это потоки электромагнитной энергии от звёзд. Тепловые потоки всегда связаны с "составным электро-магнитным" потенциалом, то есть с излучением. Свет - это тепловой ток.

2.5 Второе определение теплового тока

Параметр "тепловой ток" или мощность был определён в 2.3.. Определим его ещё раз, применительно к тепловой цепи.



(09)

E - тепловой заряд, измеряемый в джоулях, эргах, электроновольтах.

ф - время в секундах.

2.6 Параметр теплового сопротивления

Параметр теплового сопротивления определяется следующим выражением (законом Фурье):

(10)

R_И - тепловое сопротивление

ДT - температурное напряжение (температурный напор)

ДP - тепловой ток.

Единица измерения теплового сопротивления:

Размерность единицы теплового сопротивления:



2.7 Параметр тепловой ёмкости

Параметр тепловой ёмкости определяется следующим выражением:

(11)

Где

E - тепловая энергия (заряд системы 3-го уровня) или тепловой заряд.

?T - разность температурных потенциалов.

Размерность единицы тепловой ёмкости:

В тепловой цепи, при наличии R_И C_И - цепочки, вычисляется параметр постоянной времени ф_T .

(12)

Размерность постоянной времени ф_T - секунда.

2.8 Флуктуационный ток - это ток энергии 4-го уровня

Обычно преобразование энергий происходит на более высоком уровне иерархии энергий. Как мы видим, 4-й уровень самый высокий, и энергии более низших уровней:

Магнитная (заряд системы: время),

Электрическая (заряд системы: электрический заряд),

Тепловая (заряд системы: тепловой заряд), - могут преобразовываться друг в друга именно на 4-м уровне энергии. Как мы знаем, энергия - величина интегральная, и может накапливаться в "накопителях" или "интеграторах". Но доставка энергии идёт в потоке. И в самом потоке может происходит процесс преобразования энергий.

Определение:

Ток энергии 4-го уровня называется флуктуационным (или диффузионным) током. Он возникает в результате существования и изменения (движения) флуктуаций 3-х потенциалов: магнитного ДI, электрического ДU и теплового ДT . Флуктуационный ток определяется следующим выражением:

(2.13)

Единица измерения флуктуационного тока:

Флуктуационный ток показывает сколько энергии 4-го уровня протекает в пространстве в единицу времени.

Флуктуационный ток имеет вид:

(14)



2.9 Составной термо-электрический потенциал (СТЭП)

Если рассматривать энергию 4 - го уровня по отношению к электрическому заряду, то возможно вывести ещё один вид потенциала:

(15)

Введём новую единицу для ?F, и назовём её "составной термо-электрический потенциал" (СТЭП).

Потенциал СТЭП присутствует в явлениях, где происходит теплообмен посредством электрического тока. СТЭП показывает: сколько энергии уровня 4 переносит электрический заряд.

?F измеряется в единицах: Кельвин • Вольт.

?F возможно вывести из потенциалов других видов. Например:

(16)

Потенциал СТЭП имеет термоэлектрическую природу, так, как имеет вид произведения электрического напряжения на температурное напряжение.

Потенциалы СТЭП влияют на явления переноса теплового заряда (заряд системы уровня 3) в условиях электрического тока из среды в среду.

Физический смысл потенциала СТЭП: потенциал СТЭП - это удельная величина отношения энергии 4-го уровня к электрическому заряду.

Тепловой заряд или энергия 3-го уровня (джоуль, эрг, электроно-вольт…) не является чем-то особенным, чего не знает современная физика. Тепловой заряд имеет синтетический вид: электроны способны переносить тепловую энергию, а ядра атомов способны накапливать эту энергию, изменяя размер атома : температурный потенциал - температуру. Отдельных представителей теплового заряда найти невозможно. Явление передачи теплового заряда - комплексное, и возможно там, где есть электроны и атомы.

Явления передачи теплового заряда в природе существуют комплексно. Об этом свидетельствуют потоки электронов - электрического тока в космическом пространстве при теплопередаче между космическими объектами. Такие же процессы происходит в вакуумном диоде - при отсутствии анодного напряжения, происходит ток электронов от горячего катода к холодному аноду. Этот ток заряжает анод отрицательно, по отношению к катоду.

2.10 Сопротивление флуктуационному току

Очень многие физические явления становятся понятными, после того, как мы начинаем рассматривать, протекающий флуктуационный ток. Флуктуационный ток позволяет рассматривать тепловые, электрические и магнитные явления в комплексе. Найдём выражение для сопротивления флуктуационному току:

(17)

Отсюда следует:

(18)

Из выражения (14)

(14)



Следует:

(19)

Потому, сопротивление флуктационному току имеет вид:

(20)

Отсюда проводимость флуктуационному току S_F равна:

(21)



3. Блок-схема для формул основных физических законов

На рисунке 1. изобразим блок-схему, определяющие основные физические законы для иерархии энергий и их потенциалов.

Рис. 1. Блок-схема основных физических законов для энергий, потенциалов, токов.

Обозначения для рисунка 1.:

ф - время (Секунда).

Q - электрический заряд или (Кулон).

?I - электрический ток (Ампер).

?U - напряжение - электрическая разность потенциалов (Вольт).

?T - температура - тепловая разность потенциалов (Кельвин).

Е - энергия 3-го уровня или тепловой заряд (Джоуль).

И - энергия 4-го уровня - (Фурье).

?F - составной термоэлектрический потенциал - (Вольт • Кельвин)

?G - флуктуационный ток - (Ампер • Вольт • Кельвин)

?P - тепловой ток или мощность - (Ватт) или (Ампер • Вольт)

Рассмотрим уровни.

Для каждого уровня энергии (кроме 4-го), при рассмотрении процесса релаксации, существует заряд системы и энергия системы.

Заряд системы совпадает с уровнем энергии.

Рассмотрим отдельно каждый уровень:

1-й уровень.

Энергия 1-го уровня: время (секунда).

Субстанция для 1-го уровня энергии - эфир.

Потенциал для энергии 1-го уровня: электрический ток (ампер).

При релаксации энергии 1-го уровня, для системы с НООС имеем:

- заряд системы: время (секунда);

- энергия системы: электрический заряд (кулон).

2-й уровень.

Энергия 2-го уровня: электрический заряд (кулон).

Потенциал для энергии 2-го уровня: электрическое напряжение (вольт).

При релаксации энергии 2-го уровня, для системы с НООС имеем:

- заряд системы: электрический заряд (кулон);

- энергия системы: тепловая энергия (джоуль).

3-й уровень.

Энергия 3-го уровня: тепловой заряд (джоуль).

Потенциал для энергии 3-го уровня: температурный напор (кельвин).

При релаксации энергии 3-го уровня, для системы с НООС имеем:

- заряд системы: тепловой заряд (джоуль);

- энергия системы: диффузионная энергия (фурье).

4-й уровень.

Энергия 4-го уровня: диффузионный заряд (фурье).

На 4-м уровне - заряд системы: диффузионный заряд (фурье).

На 4-м уровне - энергия системы: неизвестна.

Потенциал для системы 4-го уровня: неизвестен.

Перечислим потенциалы всех 3-х уровней:

1-й уровень - временной (или магнитный) потенциал: электрический ток. Единица измерения электрического тока - Ампер.

2-й уровень - электрический потенциал. Единица измерения разности электрических потенциалов - Вольт.

3-й уровень - тепловой потенциал или температурный напор. Единица измерения разности тепловых потенциалов - Кельвин.

Для всех трёх уровней энергий существует 3 процесса релаксации:

1. Для временного потенциала - катушка с током, замкнутая через резистор.

2. Для электрического потенциала - заряженный конденсатор замкнут через резистор.

3. Для теплового потенциала - процесс остывания нагретого тела. (Закон Ньютона-Рихмана.)

Все 3 явления являются аналогиями.

Все 3 явления имеют в качестве решения одинаковое дифференциальное уравнение.

Графическим решением этого уравнения является: зависимость потенциала от прошедшего времени - график падающей (убывающей) экспоненты.

Все три явления в механике проявляют силы. Силы описываются полями.

Первому потенциалу соответствует магнитное поле.

Второму потенциалу соответствует электрическое поле.

Третьему потенциалу соответствует тепловое поле.

4-го потенциала экспериментально не обнаружено.

Основные потенциалы:

?I - электрический ток,

?U - электрическое напряжение,

?T - температурный напор, или тепловое напряжение.



Составные потенциалы:

Составной термо-электрический потенциал:

(22)

Составной электро-магнитный потенциал:

(23)

Составной термо-магнитный потенциал:

(24)

Составной термоэлектрический потенциал преобразуется в ток ( разность токов). Пример: термопара.

Составной электромагнитный потенциал преобразуется в тепло ( разность температур). Пример: излучение звёзд, планет и спутников. Так, например, излучение Солнца нагревает Землю посредством разности составных электромагнитных потенциалов. И в то же время любая разность температур создаёт излучение электромагнитного поля - инфракрасное излучение.

Составной термомагнитный потенциал преобразуется в напряжение ( разность напряжений). Пример: магнитный гидродинамический генератор.

Следует заметить, что все токовые потенциалы ( ?I, ?G, ?P ) всегда имеют числовое значение, если движение (перенос) в системе существует.

Потому, такие единица как ?I, ?G, ?P имеет смысл обозначать без знака ?, так, как мы уже привыкли I, G, P. На рисунке 2 отобразим это изменение.



Рис. 2. Блок-схема основных физических законов для энергий, потенциалов, токов. Параметры переноса (токи) здесь обозначены без знака Д.

На рисунке 2. слева мы видим составные потенциалы : I, P, G, ?F, для которых существуют законы переноса.

Для потенциала I ( электрический ток ) существует закон переноса - закон Ома:

(25)

Где R_E - электрическое сопротивление .

Для параметра P (тепловой ток или составной электро-магнитный потенциал) существует закон переноса - закон Фурье:

(26)



Где R_И - тепловое сопротивление (обратная величине теплопроводности).

Для потенциала ?F ( составного термо-электрического потенциала) существует закон переноса- закон о проводимости для флуктационного тока в условиях воздействия разности составных термо-электрических потенциалов:

(27)

Отсюда:

(28)

Где I - электрический ток.

В данном случае ток I является проводимостью для флуктуационного тока в условиях воздействия разности составных термо-электрических потенциалов.



4. Как работает закон сохранения энергий

Известно, что в физике существует закон сохранения энергии. К нему пришли очень не простым путём. Но теория НООС требует от него отказаться. Сделаем обзор существующей физической теории. Даётся следующее определение:

Энергия (др.-греч. ?нЭсгейб -- 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.

После того, как мы рассмотрели системы с НООС, то можно сказать, что не получается единой меры. Получается - структура, иерархия.

Также спорным в определении об энергии является утверждение о "различных формах движения". Как мы уже говорили, в эфире, то есть в неподвижном кадре Вселенной, не существует движения, однако "какие-то энергии" уже существуют. И потому магнитное поле признаётся неким "псевдо-движением", замёрзшим движением.

В современной физике есть один недостаток: все разделы физики пытаются привести к "механической системе". Потому и существует раздел, называемый "квантовой механикой". Этот раздел, практически ничего физического не описывает, так как не соответствует физической модели мира "кинематограф" (см. главу 11.2.).

Так, например, "механическая теория" МКТ (молекулярно кинетическая теория), практически закрыла глаза исследователям на тот факт, что тепло переносится электронами. Механика продолжает главенствовать в физике, что является серьёзной ошибкой.

Следующее утверждение об энергии, взятое из учебников:

"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."

На это можно возразить:

1. В замкнутых системах нет релаксаций, потому как нет токов системы.

2. В природе замкнутых систем не существует.

То, есть, можно сделать вывод, что описание энергии в замкнутой системе - это ложное учение. Можно добиться только частично замкнутой системы, но тогда нет токов (утечек), и тогда мы не можем наблюдать преобразование энергий друг в друга.

Замкнутые системы поддерживают старую идею об единой энергии и механизмах её сохранения.

В системах с НООС мы обнаружили всего 4 уровня энергий:

1. время - энергия 1-го уровня;

2. электрический заряд - энергия 2-го уровня;

3. тепловой заряд - энергия 3-го уровня;

4. диффузионный заряд - энергия 4-го уровня;

Рис. 3. Блок схема для физических законов релаксаций



Отношение каждой энергии (в иерархии) ко времени даёт такую характеристику, как ток соответствующей энергии. Это можно выразить в виде первой производной энергии по времени.

На рисунке 3. показаны законы трёх основных релаксаций: магнитной (самоиндукция), электрической и тепловой.

На рис. 3. возможно заметить, что для эфирного тока первая производная по времени равна 1. Её обозначили как I_Q. Это значит, что энергия уровня 1 имеет локализацию во времени, а эфир движется вне времени.

Движущийся вне времени эфир - характеризуется магнитным полем. Магнитное поле всегда сопутствует некоторым объектам из атомов, и присутствует при движении заряженных частиц, заряженных атомов.

Определение:

Псевдо - движение - это когда некоторая среда отображает потоки движения, сами же эти потоки не движутся, а значит, обладают твёрдостью. Про магнитное поле можно сказать, что оно соответствует эфиру всегда находящемуся в состоянии псевдо - движения. Эфир твёрд, но способен изменять форму потоков с предельной скоростью - со скоростью света. Знакомый нам свет - это эфирные (электромагнитные волны), которые возникают при колебаниях в эфире, когда энергия эфира в процессе колебаний преобразуется то в магнитную форму, когда энергия локализована во времени, то в электрическую форму, когда энергия локализована в пространстве.

И потому эфир - это пространственно - временная среда, способная локализовать свою энергию или в пространстве или во времени. При колебательном процессе эфир локализует свою энергию и в пространстве и во времени, что соответствует электромагнитным волнам, что соответствует тепловому полю.



5. Механическая иерархия энергий. Механический эквивалент тепла

В физике параллельно существуют две иерархии энергий: тепловая и механическая. Так, например, изучая колебания в контуре из катушки и конденсатора, можно обнаружить механическую аналогию процесса колебаний. Если аналогию рассмотрим детально, то получим следующую схему:

Рис. 4. Механическая иерархия энергий.

Так, как мы уже знакомы с "тепловой" иерархией энергий, то теперь мы можем поискать энергетические признаки в "механической" иерархии энергий. Первый вопрос: существуют ли процессы релаксации - процессы, когда энергия уходит в окружающую среду. Сразу выясняем, что у Скорости есть такой процесс "трение", который может быть релаксацией, если Скорость при торможении убывает во времени по экспоненте. К сожалению, этот процесс нигде не изучался.

А про трение утверждают что: трение - это сила. Сам закон об инерциальном движении должен звучать так:

Тело движется равномерно и прямолинейно, если нет препятствия среды (трения) к движению. При воздействии трения, Скорость должна экспоненциально убывать во времени в процессе релаксации. Второй вопрос: существует ли у энергии 2-го уровня (координаты) поле? Очевидно, для сложного механического движения, такого как поток воды, например, можно составить полевую схему. Для потенциала второго уровня Силы процесс релаксации - это изменение Силы во времени при отдаче окружающей среде энергии координаты (заряд системы уровня №2). Возможно ли этот процесс связать с деформацией? Существует ли у энергии системы 3-го уровня (механической энергии) поле? Пока у механической энергетической системы вопросов больше чем ответов. Первое, что можно заметить - это тот факт, что в основании тепловой и механической иерархии лежит энергия уровня №1 - время. Но в тепловой иерархии потоки проходят через площадку… В механической иерархии энергия суммируется по пройденному расстоянию. Механическая иерархия энергий описывает движение тел, состоящих из атомов. Тепловая иерархия энергий описывает энергию, локализованную в среде. Механическая иерархия в своём составе имеет механическую силу, гравитационную силу и массу. Тепловая иерархия в своём составе имеет силы: кулоновского магнитного взаимодействия, кулоновского электрического взаимодействия, тепловые силы в виде разницы давлений. Тепловая иерархия в массе не нуждается. В тепловой иерархии есть физическая величина подобная массе (и располагается во втором уровне) - это индуктивность. У той и у другой иерархии есть выход на потенциалы. И если не знать принципа, по которому энергии преобразуются друг в друга (а тем самым реализуется закон сохранения энергии 4 уровня… ), то возникает идея всю энергию надо приводить к виду тепловой энергии ( энергии 3-го уровня ) тепловой иерархии, а значит, нужен механический эквивалент тепла. Из истории физики: начиная с 1843 года Джоуль ищет подтверждение принципа сохранения энергии и пытается вычислить механический эквивалент тепла. В работах 1847--1850 годов даёт ещё более точный механический эквивалент тепла. Так что же создаёт Джоуль? На рис. 5. изображена блок - схема показывающая связь механической и тепловой иерархий энергий через механический эквивалент тепла Джеймса Прескотта Джоуля.

Рис. 5. Отображение Джоулева механико-теплового эквивалента.

Джоулев механический эквивалент тепла создаёт в физике полную путаницу.

Приведём пример:

Движется электрический заряд. Это явление сопровождается магнитным полем.

Современная физика утверждает, что электрический заряд ещё имеет и массу, а значит обладает механической энергией. Все энергии суммируются.

Это значит, что энергии среды (тепловая иерархия) складываются с энергией движения (механическая иерархия).

Но это не верно. Согласно физической модели "кинематограф" (см. 11.2.): движение - это изображение энергетических процессов среды.

Есть другой способ преобразования энергий. И это не суммирование. Преобразование энергий может идти через потенциалы ( в том числе и через силы). Рассмотрим, как это происходит.



6. Закон сохранения и преобразования энергий. Интегральный и дифференциальный процессы

Каждая энергия, если он только одного вида, обладает свойством сложения. Рассмотрим схему передачи и преобразования энергий. Схема представляет собой передатчик энергии, приёмник энергии и канал связи. Передача энергии происходит на более высоком уровне иерархии. Например, если в процессе передачи энергии участвуют 1-й уровень энергии (магнитное поле) и 2-й уровень энергии (электрический заряд), то передача энергии осуществляется на 3-м уровне на уровне энергии (тепловой заряд). Если при передаче энергии существуют: токовый потенциал, электрический и температурный напор, то передача энергии осуществляется на 4-м уровне (диффузионный заряд). В этом кроется секрет всех термо-магнито-электрических эффектов.

Рис. 6. Схема преобразования и сохранения энергии.

Процесс преобразования энергий разбивается на дифференцирующий (суммарный поток энергии более высокого уровня ), затем, интегрирующий - процесс накопления, затем выход энергии идёт через дифференцирующий процесс (потоки энергий более низких уровней в виде разностей соответствующих потенциалов). Схема преобразователя энергий (он же - устройство для сохранения энергии 4-го уровня) приведена на рисунке 6. Ток энергии 4-го уровня - это флуктуационный ток.

Создавая электронные устройства, например блоки питания, мы заботимся о получении высокого КПД. При проектировании, мы создаём условия для флуктационного тока, в котором стараемся большую часть энергии направить по одному каналу, например, повышая частоту (магнитный канал) или повышая напряжение импульсов (электрический канал). Такими способами возможно повысить КПД. Но так, как в блоках питания стоят вентиляторы, это значит, что имеются потери по тепловому каналу энергии. Блок схема на рис. 6. показывает, что энергия (4-й уровень) от передатчика поступает в виде 3-х разностей потенциалов. Процентная доля их различна. Все вместе они составляют флуктационный ток . Тут следует отметить, что величина флуктуационного тока (ток энергии уровня №4) вычисляется:

(29)

Это значит: здесь процесс перемножения, только не энергий, а потенциалов. Затем в интеграторе, своеобразном конденсаторе энергии, энергия 4-го уровня может накопиться. И наконец, наблюдать энергию 4-го уровня мы сможем, когда она поступит на выход в приёмник в виде 3-х разностей потенциалов. Для этого в схеме стоит второй блок , формирующий поток энергии уровня 4, который преобразуется в три разности потенциалов- ДI2, ДU2, ДT2, При этом соотношения между ДI1, ДU1, ДT1 и ДI2, ДU2, ДT2 будут различными. А дальше, возможны потери энергии, если какая-либо разность потенциалов будет участвовать в процессе релаксации. Примечание: Следует отметить, что вход и выход энергии осуществляется в виде тока. Энергия, накопленный в блоке "накопитель" сам по себе не имеет смысла. В реальности невозможно построить идеальный интегратор, (идеальный термос или ещё что-то…) который не обладает утечками и может накапливать энергию бесконечно долго. Когда разности потенциалов в интеграторе (а это: токовые, электрические, температурные ) превышают предел, происходит пробой. Примером такого интегратора может служить грозовая туча, которая получает температурный напор в виде тепла от планеты Земля и холода из космоса. После накопления теплового заряда (заряд системы - тепловой заряд), происходит преобразование энергии в электрическую форму, а затем в ток (току соответствует энергия 1-го уровня) - пробой воздушной среды в виде молнии. Накопление энергии в интеграторе бывает иногда очень опасным процессом. Такого явления избегают, например, при эксплуатации АЭС. Закон сохранения энергии в масштабах Солнечной Системы не работает. Энергия к планете Земля приходит извне в виде гравитационного взаимодействия с Солнцем, в результате чего Земля разогреваются изнутри. Кроме того, на Землю приходит часть излучения Солнца. Эти энергии уходят от Земли в виде излучения в космос. Установившееся равновесие и определяет климат на земной поверхности. Потому, наша, земная энергия (и климат в том числе) - космического происхождения. В рамках, же некоторых экспериментов, в некоторых изолированных энергетически, системах, возможно наблюдать законы сохранения энергий и законы преобразования их друг в друга. (Имеется ввиду энергии тепловой иерархии.)



Литература

1. Калашников С. Г. Электричество. - Изд. Физматлит. 2007г.

2. Сивухин Д. В. Общий курс физики. В 5 т. Изд. МФТИ 2002, 2005 г.

2. Миткевич В. Ф. Магнитный поток и его преобразования. Изд. Академии Наук СССР, М.,Л., 1946 г.

3. Шепелев А. В. Механика. М. 2005 г.

4. Максвелл Дж. К. Трактат об электричестве и магнетизме в 2-х томах. М. Изд. Наука. 2009 г.

5. Николаев Г. В. Непротиворечивая электродинамика. Томск. 2007 г.

6. Мартинсон Л. К., Малов Ю. И. Дифференциальные уравнения математической физики. М. Изд. МГТУ им. Н. Э. Баумана 2002 г.

7. Вейник А. И. Термодинамическая пара. Изд. Наука и техника. 2003 г. 384 с.

8. Уемов А. И. Аналогия в практике научного исследования. М. Изд. Наука. 2010 г.

8. Багницкий В. Е. Новая физика электронных приборов. Изд. LAP 2014 г.

Размещено на Allbest.ru