Альтернативный взгляд на природу тепла или возврат к ТЕПЛОРОДУ!

«Молекулярно-кинетическая теория тепла явно устарела и не определяет природы тепловой энергии. Тепловые колебания атомов и молекул – это всего лишь наблюдаемое следствие, в основе которого лежит фундаментальная причина, которой мы не знаем. А может вернуться к гипотезе теплорода на новом уровне развития квантовой теории?
«Почему с увеличением температуры увеличиваются хаотические колебания (амплитуда, частота, скорость, длина пробега) атомов и молекул?».
Чтобы увеличить скорость атома и молекулы их надо каким-то способом ускорить. А ускорение может вызвать только сила F, приложенная к атому, молекуле в соответствии со школьным законом Ньютона: F=ma, где а –ускорение частицы массой m.
Так какова природа силы F, которая лежит в основе теплового возмущения вещества при его нагреве?
В.С.Леонов
Немного истории:
Тепловыми явлениями ученые и философы начали интересовать­ся еще в древности. Однако ниче­го кроме самых общих предполо­жений об этих явлениях, носив­ших обычно самый фантастиче­ский характер, ни в древности, ни в средние века высказано не было. По-настоящему учение о тепловых явлениях начало развиваться только в XVIII в. после изобрете­ния первого теплоизмерительного прибора - термометра.
Широко поддерживаемой среди физиков того времени была теория теплорода.
Румфорд сделал крупный шаг вперед, предположив, что теплота — это некое свойство самого вещества, а не что-то добавляемое к нему, он высказал предположение, что теплота это движение. Дэви был смелее Румфорда и высказал предположение, что теплота — это «своеоб­разное, вероятно, колебательное движение мельчайших частиц тел».,
Закон Дюлонга и Пти, согласно которому теплоемкость СV всех твердых тел при достаточно высокой температуре есть величина постоянная, не зависящая от температуры и составляющая около 3R25 Дж/( моль К) - значение Дюлога-Пти, был выведен в 1818г.
В начале XIX в. была создана теория теплопроводности французским ученым Жаном Батистом Фурье (1768—1830). Итогом его исследований явилась монография «Ана­литическая теория теплоты», вышедшая в свет в 1822г. Что же касается взглядов Фурье на природу теплоты, то признавал теорию теплорода.
Значимый вклад в термодинамику внес Карно, его сочинения легли в основу термодинамики, также он ввел метод циклов.Второе начало термодинамики было высказано Клаузиусом («Это предположение, выставленное мною в качестве принципа, — пишет Клаузиус в своем обобщающем труде, — встретило много возражений, и мне пришлось его неоднократно защищать».) и развито в трудах Томсона.
Дальнейшее развитие теплофизики было бы невозможно без работ Больцмана, Максвелла, Гей-Люсака, Джоуля, Авогадро, Дальтона, Клапейрона, Берцелиуса, Бойля, Мариотта, Гассенди, Эндрюса, Ван-дер-Ваальса, Гесса и др.
Возврат к теории ТЕПЛОРОДА:
Теория тепла и эксперименты И.В.Померанцева.
Наиболее убедительным доказательством правильности утверждения о существовании некинетической материальной природы тепла является разработка и успешное длительное использование устройства, основанного на этом принципе. Общепризнано, что испарившиеся атомы алюминия ведут себя так же, как молекулы идеального газа, в том числе подчиняются тем же законам распределения по скоростям. Более того, классические опыты по получению этих распределений Штерна и Ламмерта ставились именно на испаряющихся в вакууме металлах. Поэтому особенно ценно то, что созданное устройство продемонстрировало несостоятельность прежних представлений практически в тех же условиях.
Если бы были верны традиционные представления, то пучок атомов игнорировал бы прохождение границы теплового луча и не менял своего направления, поскольку по этим представлениям инфракрасное излучение, даже если и может каким-то образом механически воздействовать на движущиеся в том же направлении свободные атомы (а направление строго одно и то же — ведь и атомы, и инфракрасное (тепловое) излучение порождаются одним и тем же источником), — то это воздействие может заключаться лишь в некотором ускорении в том же направлении за счёт энергии поглощённых фотонов, но при одинаковых направлениях потока атомов и ИК-излучения никак не может сколько-нибудь существенно изменить направление движения частиц. Запыление стекла тогда бы несколько уменьшилось за счёт частичного перекрытия потока атомов диском, но не прекратилось бы совсем.
Этот изящный и практически полезный эксперимент в своё время явился более убедительным подтверждением базовых положений теории Померанцева, и наиболее твёрдым «орешком» при проверке некоторых положений электромагнитной термодинамики, не предусматривающей неизвестных общепринятой физике материальных носителей тепла.
В своём анализе Померанцев приходит к предположению о приоритете энергии над скоростью . Анализируя распределение скоростей и энергий по векторной модели он делает вывод о наличии в газе двух «энергетических слоёв», которые он называет первым, или верхним, и вторым, или нижним. Нижний энергетический слой он связывает с механической энергией молекул газа (а в его модели «механическая энергия» тождественна кинетической, ибо для потенциальной там просто нет условий). Верхний энергетический слой связывается с «тепловой аурой» — это то самое материальное тепло некинетической природы на которое Померанцев опирается, говоря о свойствах «физического вакуума». Наконец сравнивая теоретическое распределение Больцмана с экспериментальными распределениями Штерна и Ламмерта, Померанцев делает окончательный вывод: «Первична энергия, вторична скорость». Этот же вывод он подтверждает приходя к следующему заключению: «это указывает на наличие тепловой энергетической среды, как самостоятельного объекта Природы».
Теория тепла Ю.В.Сопова.
Ю.В.Сопов приводит весьма развёрнутую и аргументированную критику МКТ, «убийственных» вопросов к МКТ более чем достаточно.
Вводится и подробно рассматривается концепция глобул, прежде всего в газах. Интересно разделение вещества на «материальную» (точнее было бы сказать «массивную») и «тепловую энергетическую» составляющие. При этом «энергетическая» составляющая тоже материальна, однако запас энергии на единицу массы у неё на много порядков больше, чем у «массивной» составляющей. В ходе дальнейшего изложения автор убедительно объясняет многое из того, что традиционная МКТ объяснить не способна, в том числе и присутствие на небе облаков в известном каждому виде — как достаточно чётко ограниченных и весьма долгоживущих образований. Подход автора к оценке справедливости теорий — "хорошая теория прежде всего должна объяснять естественные явления природы. Если же теория не может объяснить такие явления, а зиждится лишь на специально организованных лабораторных опытах и весьма узком классе технических примеров, то такая теория как минимум сырая и применима лишь к частным случаям, а скорее всего вообще мало связана с реальностью".
Выдвинутые Соповым предположения о глобулярном строении газов оказались весьма близки к истине. Объясняется это именно правильным подходом автора к критериям жизненности теории.
Теория А.Й.Вейника.
А.Вейник (1968) ввел понятие “термический заряд”, благодаря чему стало возможным включить в процесс систематизации физических величин тепловую форму движения и отказаться от терминологии, присущей теории теплорода. Это позволило ему модифицировать закон теплопроводности Фурье, предложить изменение единиц измерений теплоёмкости, термического сопротивления и показать на многочисленных примерах, что все эти нововведения приводят к естественной и понятной трактовке целого ряда явлений в термодинамике. А.Вейник резко выступил против той роли, какую играет в современной термодинамике понятие “энтропия“, что, по его мнению, тормозит развитие не только термодинамики, но и всей физики.
А.Вейник отделил упорядоченную тепловую форму движения, являющуюся такой же элементарной формой движения, как и все прочие (как механическая, гидравлическая, электрическая и т.д.), от неупорядоченной тепловой формы движения диссипации, в которую переходят все формы движения в реальных необратимых процессах вследствие наличия сопротивления трения.
Не встретив понимания своих основных идей в области термодинамики, в частности, по отношению к термину “термический заряд“, А.Вейник (1991) сменил терминологию. “...чтобы подчеркнуть специальный физический смысл, вкладываемый Общей теорией в термические явления, я предлагаю принять для них новое наименование вермические явления. Оно происходит от немецкого слова die Waеrme - теплота, тепло, жар“.
«Мир (и человек) устроен совсем не так, как мы думаем. Чем глубже я проникался этой мыслью и чем дальше продвигался на пути раскрытия реальной картины мира, тем неуютнее мне становилось и тем меньшее понимание я встречал со стороны своих ученых коллег».
А.И. Вейник, 1991
Теория тепла М.В.Матосова.
Представлен анализ состояния центральных разделов физики, среди которых: физика биосферы, учение об энергии, теория твердого тела, физика контактных явлений, термодинамика, атомная и квантовая физика, теория света, рассмотрены возможные подходы комплексного характера к решению накопившихся сложных проблем. Введено понятие термона ("термо" - тепло) как общего названия всех дискретных электромагнитных образований - носителей энергии. Предложено рассматривать тепловую энергию тел как энергию частиц электромагнитного происхождения, т. е. термонов. Исходя из этих представлений обоснована необходимость перехода от концепции механической природы теплоты к концепции теплорода. С учетом корпускулярной природы излучений представлена интерпретация волновых свойств термонов.