IPB
Форуму требуются модераторы из числа студентов или работающих в МГУ! Пишите на wzadm yandex.ru !

Ваш энциклопедический текст удалили из Википедии? Сохраните его в Викизнании или смежном проекте!

Здравствуйте, гость ( Вход | Регистрация )

→ 

Добавить в закладки - CTRL-D
11 страниц V  « < 9 10 11  
Reply to this topicStart new topic
Коррекция основной формулы МКТ газов., (Согласование уравнений состояния газов с законом де Бройля.)
Valerij Mihajlov...
сообщение 22.4.2017, 15:34
Сообщение #201


уважаемый
******

Группа: Профи
Сообщений: 170
Репутация: -13

Предупреждения:
(0%) -----


(Продолжение. Предыдущее см. Сообщение #200.)

7. Основной закон идеальной квантовой жидкости пространства.
В 1985 году автору удалось вывести уравнение, которое, очевидно, можно считать основным (фундаментальным) законом конденсированных (жидкостных) квантовых сред.
А именно, что фундаментальная постоянная Планка равна произведению трёх физических величин, определяющих свойство состав и структуру данной конденсированной жидкой квантовой среды:
h = mVd; (7), где
h – постоянная Планка, m – масса "элементарной частицы" данной среды, d – её диаметр, V – скорость распространения элементарного кванта действия h в данной конденсированной квантовой среде.
Фрактально-иерархическая капельно-кластерная структура ИКЖ пространства, само собой разумеется, имеет на каждом уровне свой средний диаметр капель-кластеров, бесконечно уменьшающийся с "понижением уровня". Поэтому, произведение md уменьшается от уровня к уровню (в пределе стремясь к нулю). Соответственно V=h⁄md стремится (при том же условии) к бесконечности.
Исходя из этих соображений, по формуле основного закона конденсированных квантовых сред можно легко найти порядок скорости распространения фононного звука V в молекулярной квантовой жидкости, если известен порядок величин массы m и диаметра d её молекулы. (Или найти диаметр d молекулы, если известны её масса m и скорость V.)
Давайте проверим адекватность реальности "Основного закона конденсированных квантовых сред" (h=mVd) на примере наиболее давно и точно изученной отечественной физикой квантовой жидкости "гелий-II".
Масса её одноатомных "молекул" 24He определена как
m=6,65×10-24г. Плотность этой квантовой жидкости в 7 раз меньше чем у воды, то есть порядка 0,14 г⁄см3. Поэтому, расчёт диаметра d атомов сделаем (исходя из плотнейшей упаковки шаров – неподвижных атомов в квантовой жидкости) так:
1) количество n атомов в одном кубическом сантиметре находим как
n=(0,14)⁄(6,65×10-24)=0,02×1024(см-3);
2) на каждый атом приходится удельный объём жидкости
v1=1⁄n=50×10-24(см3);
3) умножая на коэффициент упаковки этот удельный объём жидкости получаем объём v одного шара-атома
v=0,74×50×10-24=37×10-24(см3);
4) по формуле v=(3,14 d^3)⁄6 находим
d = (6×37×10-24⁄3,14)1/3=70,701/3×10-8)=4,135×10-8(см).
Теперь, находим теоретическую расчётную поступательную скорость распространения собственных колебаний (квазичастиц) в квантовой жидкости гелий-II по формуле V=h⁄md:
V=6,626×10-27⁄(6,65×10-24)×4,135×10-8)=0,24×105(см⁄с).
То есть, V=240м⁄с, что и требовалось доказать.
(Учениками и сотрудниками академика П. Л. Капицы скорость звука в квантовой жидкости гелий-II ещё до 1940 года измерена близкой к 240 м/с.)

(Продолжение следует.)
Go to the top of the page Вставить ник
+
Valerij Mihajlov...
сообщение 22.4.2017, 15:39
Сообщение #202


уважаемый
******

Группа: Профи
Сообщений: 170
Репутация: -13

Предупреждения:
(0%) -----


(Продолжение. Предыдущее см. Сообщение #201.)

Коррекция основной формулы МКТ газов., (Согласование уравнений состояния газов с законом де Бройля.)

§1. Коррекция основной формулы МКТ Клаузиуса.
На протяжении предпоследних трёх веков (XVII - XX) н.э. физико-химическими исследованиями были экспериментально установлены законы газовых состояний Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Клапейрона-Менделеева, теоретически обоснованные и развитые в XIX – XX веках трудами по молекулярно-кинетической теории для идеальных и реальных газов многих всемирно известных учёных.
Окончательный вид эмпирическое (т. е. установленное опытным путём) универсальное уравнение состояний идеальных газов Менделеева-Клапейрона принимает в формуле:
PV=NkT, ____________________________ (1.1)
где P – давление, V – объём, N – число молекул в данном количестве газа, k – постоянная Больцмана, T – абсолютная температура газа.
Из формулы (1.1) следует, что P=NkT/V , где N/V=n это концентрация (т. е. количество в единице объёма) молекул газа. Таким образом, эмпирически была установлена формула
P=nkT._____________________________(1.2)
Величины P,V,T это макроскопические (т. е. доступные нашему непосредственному восприятию и измерению в реальном физическом эксперименте) параметры состояния газообразных тел.
Для объяснения причин и следствий эмпирических законов состояний газов и для вычисления величин взаимозависимых параметров этих состояний физики исходили из некоторых условных представлений об идеальных газах. Все молекулы идеального газа представлялись одноатомными и движущимися в нём хаотически. Взаимодействия молекул при столкновениях между собой и стенками ёмкости рассматривались по законам механики как абсолютно упругие удары шаров, имеющих диаметры высшего порядка малости по отношению к расстояниям между ними и при полном отсутствии любых внешних и внутренних силовых полей. Поэтому, свободное поступательное прямолинейное движение молекулы между столкновениями не должно было никак влиять на хаотическое поступательное движение других молекул данного количества идеального газа.
Исходя из таких предположений, немецкий физик Р. Клаузиус в 1857 году вывел формулу для вычисления давления в идеальных газах как результирующей силы средних импульсов, действующих на единицу площади любой поверхности в газе, потока молекул, сталкивающихся с этой поверхностью:
P=(1/6)nvср2mvср=(1/3) nmv2ср=(2/3)n(mv2ср)/2=(2/3)nεср. _______(1.3)

В этом соотношении vср означает среднюю (квадратичную) поступательную скорость движения молекул идеального газа в направлении перпендикулярном к поверхности, m это средняя масса одной молекулы данного газа (или смеси газов), εср это средняя кинетическая энергия теплового хаотического поступательного движения молекулы. Поэтому, 1/6 nvср это поток молекул газа в единицу времени к единице площади поверхности, а mvср это средняя величина импульса молекулы в направлении нормальном к этой поверхности.
В соотношении (1.3) P можно рассматривать как давление газа на внутреннюю поверхность граней кубической ёмкости единичного объёма (например , V=1см3). Безразмерный коэффициент 1/6 в этой формуле принят «теоретически», в конечном счёте, из тех гипотетически приближённых и упрощённых соображений, что в среднем в каждый момент в направлении перпендикулярном каждой из шести граней такой ёмкости должна двигаться 1/6 часть всех молекул, заключённых в этом единичном объёме.
Упрощённо предполагалось также, что все молекулы движутся с одинаковой по модулю средней (квадратичной) поступательной скоростью vср. Поэтому, в каждую грань будет ежесекундно упруго ударяться 1/6 nvср молекул с импульсом mvср каждая, отскакивая от неё с противоположно направленным импульсом (-mvср). Значит, по 3-му закону классической механики взаимодействие каждой молекулы со стенкой при ударе в неё равно удвоенному импульсу 2mvср=mvср-(-mvср).
Так как n=N/V , то из соотношения (1.3) и формулы (1.1) получают соотношение:

PV=NkT=(2/3) N (mv2ср)/2=N (2/3) εср,_______(1.4)
из которого следует
kT=(2/3)(mv2ср)/2=(2/3) εср_________(1.5)

Т. е. согласно уравнению Клаузиуса средняя кинетическая энергия εср теплового хаотического поступательного движения молекулы идеального газа зависит прямо пропорционально только от температуры газа. При одинаковой температуре эта кинетическая энергия является одинаковой по величине для любых молекул идеальных газов и их смесей при любых давлениях и объёмах.

По соотношению (1.5), зная температуру газа и среднюю массу m его молекулы, представляется возможным вычислить абсолютную величину (модуль) средней (квадратичной) скорости движения молекул между столкновениями:
vср=(3 kT/ m)1/2,_______________________________(1.6)
не прибегая к методу Максвелла-Больцмана распределения молекул по скоростям (математической статистики теории вероятности).
Теоретический вывод формулы Клаузиуса (1857 г.) как основного уравнения молекулярно-кинетической теории идеального газа явился выдающимся достижением молекулярной теории строения вещества вообще и газов в частности.
Поэтому, до сих пор в учебной литературе по курсу общей физики он приводится несколько догматически, практически без всяких критических замечаний, которые, по-видимому, неизбежны при внимательном рассмотрении следующего противоречия.
Согласно соотношению (1.4), с одной стороны, PV является полной внутренней тепловой энергией идеального газа. Но, с другой стороны, оказывается, что это лишь часть полной кинетической энергии молекул газа, равная 2/3 суммарной кинетической энергии теплового хаотического движения (прямолинейного между столкновениями) всех молекул данного количества идеального газа. При стремлении температуры газа к абсолютному нулю, произведение PV тоже стремится к нулю эквивалентно сумме кинетических энергий всех его молекул. Поэтому, исходя из закона сохранения и превращения энергии, возникает вопрос: куда исчезает при глубоком охлаждении и из чего возникает разница на 1/3 между суммарной кинетической энергией хаотического теплового поступательного прямолинейного движения всех молекул данного количества идеального газа и его внутренней тепловой энергией PV, например, при нормальных условиях?

(Продолжение следует.)

Сообщение отредактировал Valerij Mihajlovich - 22.4.2017, 15:47
Go to the top of the page Вставить ник
+
Valerij Mihajlov...
сообщение 22.4.2017, 15:52
Сообщение #203


уважаемый
******

Группа: Профи
Сообщений: 170
Репутация: -13

Предупреждения:
(0%) -----


(Продолжение. Начало см. "Сообщение #202".)

Ответ на этот вопрос получим, если учтём не полную адекватность реальности принятой при выводе уравнения Клаузиуса модели распределения половины числа всех молекул по направлению их движения в равных количествах коллинеарно трём ортогональным координатным осям. Именно эта модель приводит к ошибочному коэффициенту 1/6 при выводе уравнения (1.3) Клаузиуса.
Согласно математической статистике теории вероятности, разработанной в трудах Гиббса, Максвелла и Больцмана и применённой (Максвеллом и Больцманом) во второй половине XIX века для точного расчёта распределения в газах молекул по скоростям, вместо приближённого коэффициента 1/6 был вычислен точный коэффициент равный 1/4 (см., например, Г. А. Зисман и О. М. Тодес : «Курс общей физики», т. 1, М. «НАУКА», 1967, с. 101, строка 19).
Принимая точный коэффициент 1/4 вместо приближённого 1/6 получаем
P=(1/4)nvср×2mvср=(1/2)nmv2ср=nmv2ср/2=nεср. ______(1.3а)
Сопоставив теоретическое соотношение(1. 3а) с классической эмпирической формулой (1.2), находим, что
kT=mv2ср/2 =εср ._____________________(1.5а)

Из этого следует, что эмпирическая формула PV=NkT в точности адекватна формуле PV=Nmvср2/2 , в полном соответствии с фундаментальным законом сохранения и превращения энергии. Для вычисления модуля средней скорости поступательного движения молекул идеального газа мы получаем теперь формулу
vср=√(2 kT/m), ____________________________(1.6а)
не прибегая к методу Максвелла-Больцмана распределения молекул по скоростям (математической статистики теории вероятности).

При ниже следующем подходе к выводу основного уравнения (1.3) Клаузиуса в МКТ оказывается возможным получить это уравнение так же в форме (1.3а), не прибегая к сложным и громоздким вычислениям (методом математической статистики теории вероятности).

(Продолжение следует.)

Сообщение отредактировал Valerij Mihajlovich - 22.4.2017, 15:59
Go to the top of the page Вставить ник
+
Valerij Mihajlov...
сообщение 22.4.2017, 16:03
Сообщение #204


уважаемый
******

Группа: Профи
Сообщений: 170
Репутация: -13

Предупреждения:
(0%) -----


(Продолжение. Предыдущее см. "Сообщение #203".)

Так как (без учёта гравитации) давление P при заданных условиях состояния идеального газа в любой части замкнутого объёма и в любом направлении одинаково по величине, то необходимо и достаточно для уравнения (1.3) найти среднеарифметическую величину проекции абсолютных импульсов mvср (числа n/ 2 всех молекул единичного объёма), направление проекций которых совпадают с положительным направлением выбранной оси.
Проекция абсолютного импульса молекулы на любую прямую ось равна произведению его модуля на косинус его угла к этой оси. Число n/ 2 молекул в единичном объёме газа при нормальных условиях превышает миллиард миллиардов (в каждом кубическом сантиметре). При абсолютной хаотичности направлений движения сталкивающихся молекул углы их импульсов с положительным направлением выбранной оси будут всегда находиться во всём диапазоне от 0° до 90° (равновероятно для любого из углов). Следовательно, среднеарифметический угол φср импульса каждой из n/ 2 молекул с любой выбранной осью в любой момент времени находим как

φср=[(0° +90° )n/2]/(2 n/2)=45°._______________________(1.3б)

Таким образом, для уравнения Клаузиуса мы получаем
P=(n/2) (vср×cos⁡45°)×2m(vср×cos⁡45° ).____________(1.3в)

Произведение (cos⁡45°× cos⁡45°)=1/2 (точно), поэтому, имеем окончательно
P=(1/4) nvср×2mvср= n m v2ср)/2= n εср. __________________(1.3д)

Так как n= N/V, то для идеального газа из уравнений Клаузиуса и Клапейрона - Менделеева получаем окончательно соотношение
P=(N/V) kT=n (m v2ср)/2= n εср, ___________ (1.7)
в полном соответствии с фундаментальным законом сохранения и превращения энергии классической физики.

§2. Квантово-механическая корректировка основной формулы МКТ согласно закону (формуле) де Бройля.
В квантовой механике эмпирически (т. е. экспериментально и гипотетически) установлено, что свободному инерционному движению любой частицы в пространстве соответствует формула (закон) де Бройля λ= h/mvпост , где λ это длина шага «волны» де Бройля, h – постоянная Планка, m – масса частицы, vпост – абсолютная величина (модуль) поступательной скорости движения этой «волны-частицы».
Инерционное поступательное движение молекулы идеального газа между столкновениями с другими молекулами или с поверхностью ёмкости тоже является свободным. Поэтому, каждой молекуле идеального газа при таком движении тоже должен соответствовать шаг «волны» де Бройля λ= h/mvпост .
Но длину шага можно выразить через его частоту "ню"=y как λ=( vпост)/y. Поэтому, имеем vпост/y= h/(m vпост ) и, следовательно, получаем
hy= mv2пост .__________________________( 2.1)
Поэтому, согласно формуле де Бройля абсолютная энергия E=hy хаотического теплового движения молекулы как волны-частицы оказывается вдвое больше величины её кинетической энергии W=(mv2пост)/2 прямолинейного поступательного движения как классической частицы.
Вплоть до 1967 года прошлого века теоретическая физика не могла дать никакого объяснения этому эмпирическому закону квантовой механики, подтверждённому экспериментально для движения в вакууме свободных электронов (и в других опытах с электрически нейтральными частицами). Такая ситуация получила «философское определение» как «корпускулярно-волновой дуализм квантовой физики». В теоретической физике она привела исключительно к вероятно-статистическим количественным трактовкам природы квантовых явлений, без всякого понимания их сущности с позиций принципов и законов классической физики. Ситуацию в теоретической физике тогда кратко и точно отразил один из ведущих мировых физиков-теоретиков Р. Фейнман, заявивший, что «сегодня никто не понимает квантовую механику».

(Продолжение следует.)
Go to the top of the page Вставить ник
+
Valerij Mihajlov...
сообщение 22.4.2017, 16:12
Сообщение #205


уважаемый
******

Группа: Профи
Сообщений: 170
Репутация: -13

Предупреждения:
(0%) -----


(Продолжение. Предыдущее см. "Сообщение #205".)

В сентябре 1967 года автор данной работы, исходя из основополагающих идей и представлений о физической сущности пространства как идеальной квантовой жидкости (в дальнейшем ИКЖ), впервые дал объяснение физической сущности длины «волны де Бройля» согласно законам классической механики Ньютона. Именно тогда ведущим физикам Академии Наук нашей страны автором было гипотетически показано (а в дальнейшем теоретически доказано), что физическую сущность длины «волны» де Бройля можно интерпретировать как длину шага цилиндрической винтовой линии. Т. е. близкой к трёхмерной (пространственно-криволинейной) траектории движения частицы, которая совершает равномерное поступательное движение вдоль образующей кругового цилиндра, при одновременном вращении образующей вокруг оси цилиндра с постоянной угловой скоростью. Такую траекторию микрочастицы, движущиеся по инерции и без трения в сверхтекучей ИКЖ пространства, вынуждены совершать из-за однородной, изотропной, фрактально-иерархической, капельно-кластерной структуры с плотнейшей гексогональной упаковкой этой идеальной мировой физической среды. Любые микрочастицы (молекулы, атомы, элементарные частицы и т. д.), при поступательном движении по инерции в ИКЖ пространства согласно классическому принципу наименьшего действия и наибольшей вероятности, вынуждены «ввинчиваться» между её иерархическими каплями - кластерами, а не двигаться прямолинейно, как это полагалось в «абсолютно пустом» пространстве классической физики.
Автором начал теории пространства как ИКЖ было доказано, что угол подъёма винтовых траекторий свободного инерционного движения квантов и частиц в АСО ИКЖ равен 45°. Поэтому, каждая частица, двигаясь инерционно по прямолинейной образующей цилиндра винтовой линии параллельной его оси со скоростью vпост, одновременно вращается вокруг этой оси по окружности радиуса R со скоростью vокр=ωR=2πyR, где ω – угловая скорость вращения частицы вокруг оси винтовой траектории, y – частота (т. е. число оборотов в секунду), π -число "пи", R –радиус винтовой траектории. Так как угол подъёма винтовой траектории движения частицы равен 45°, то по абсолютной величине модулей
vокр=vпост.____________________________(2.2)
По той же причине, квадрат модуля абсолютной скорости движения частицы (по касательной к винтовой линии траектории) равен сумме квадратов этих модулей, т. е.
v2абс=v2окр+ v2пост=2v2окр=2v2пост.__________(2.2а)
Из этого следует, что абсолютная средняя скорость хаотического (броуновского) движения по винтовым траекториям молекул в мономолкулярном (одноатомном) идеальном газе по модулю в √2 раз больше средней хаотической поступательной скорости параллельно осям этих траекторий, т. е.
vпост=vабс ⁄ √2 ._____________________(2.2б)

Приведём теперь основную формулу молекулярно-кинетической теории идеальных газов в соответствие с основным эмпирическим законом квантовой механики (т. е. с формулой де Бройля).
Очевидно, что в уравнении Клаузиуса, приведённом здесь выше к форме (1.3а), средняя поступательная скорость vср хаотического теплового движения это есть средняя поступательная скорость vпост в формуле де Бройля. Поэтому, можем записать
P=(1/4) nvпост×2mvпост= nmv2пост/2= n εср=n εпост._____________(2.3)
Так как из уточнённой формулы МКТ следует, что
εср=m v2ср/2=kT, то согласно формуле де Бройля мы имеем соотношение hy= mv2пост=2kT. Из чего получаем соотношение
vпост=√(2 kT/m)= √(hy/m). _________________(2.4)
Так как mv2абс /2=mv2пост , то имеем
mv2абс/ 2=2kT, следовательно
vабс=√(4 kT/m)=√(2hy/m) .__________________(2.5)
Любая из формул (2.4) и (2.5) даёт нам следующую формулу для вычисления полной кинетической энергии хаотического теплового (т. е. броуновского) движения одноатомной молекулы-частицы в идеальных газах (или в их смеси)
hy=2kT. ___________________________(2.6)
Замечаем, что согласно формуле (2.6) частота y для любой молекулы идеального газа не зависит ни от каких микро и макро параметров кроме его температуры T и, поэтому, является при одной и той же температуре величиной одинаковой для любых молекул (и броуновских частиц) любых газов и их смесей. Отсюда следует, что частота y есть резонансная частота всех молекул любых газов (или их смесей) при данной температуре T прямо пропорциональная последней. То есть
y=Const×T, ____________________________ (2.7)
где Const=2k/h=(2×1,380658 ×10-16 эрг × град-1/(6,6260755×10-27 эрг×сек)=
=4,1673476×1010(сек×град)-1 .
Физический смысл этой константы состоит в том, что она равна изменению частоты трёхмерных (вращательно-поступательных) колебаний молекулы газа в ИКЖ пространства в секунду при изменении температуры газа на один градус Кельвина.

Назовём эту константу, равную удвоенной величине отношения постоянной Больцмана к постоянной Планка, «постоянной Больцмана/Планка» и обозначим её латинской буквой þ (торн), совпадающей по написанию с совмещёнными латинскими буквами b и p первых звуков фамилий этих учёных. Таким образом, формула (2.7) принимает вид
y=þ×T. _________________________________(2.7а)

(Продолжение следует.)

Сообщение отредактировал Valerij Mihajlovich - 22.4.2017, 16:16
Go to the top of the page Вставить ник
+
Valerij Mihajlov...
сообщение 22.4.2017, 16:20
Сообщение #206


уважаемый
******

Группа: Профи
Сообщений: 170
Репутация: -13

Предупреждения:
(0%) -----


(Продолжение. Предыдущее см. "Сообщение #205".)

Приведём уравнение Клапейрона-Менделеева, выраженное в форме (1.1) в соответствие с установленным здесь соотношением (2.6), т. е. запишем

PV=0,5Nhy. _______________________________(2.8)
Теперь для вычисления давления P в газе мы получаем уравнение

P=0,5nhy.________________________________(2.9)
Обращаем внимание на тот факт, что в этой формуле ни одна из физических величин не зависит ни от каких физических и химических параметров молекул реальных газов. Поэтому, мы вправе ожидать применимость формулы (2.9) для вычисления давления в реальных газах и смесях реальных газов. Проверим это для хорошо изученной смеси газов атмосферного воздуха при нормальных условиях, которым мы дышим.

Итак, нам даны достоверно установленные экспериментально фундаментальные физические константы и постоянные для реальной смеси атмосферных газов при нормальных условиях:
1) n0=2,6867811×1019см-3 –число Лошмидта (т. е. постоянная концентрации молекул в газах при нормальных условиях);
2) h=6,6260755×10-27 эрг×с –фундаментальная постоянная Планка.
3) По формуле (2.7а) находим резонансную частоту для молекул любого газа воздушной смеси при 0℃ (т. е. при T =273,15K)
y=þ×T=4,1673476×1010(с×K)-1× 273,15K=1,138311×1013 Гц.
4) Подставляем в формулу (2.9) точные величины из п. п. 1) - 3) и вычисляем
P=0,5×2,6867811×1019см-3×6,6260755 ×10-27 эрг×с×1,138311×1013 Гц≈1,0133×106бар.

Экспериментальное измерение давления воздуха при нормальных условиях на уровне мирового океана даёт величину, принятую за одну физическую атмосферу:
1физ.ат.≈760 мм Hg≈1,0133×106 бар.

То есть, мы имеем 100% совпадение давления по формуле P=0,5nhy, согласованной с теорией пространства как идеальной квантовой жидкости, с достоверно установленной экспериментально величиной давления воздуха при нормальных условиях (точно такой же, как и по установленной в начале прошлого века для вычисления давления P эмпирической формуле P=nkT.)

(Продолжение следует.)

Сообщение отредактировал Valerij Mihajlovich - 22.4.2017, 16:26
Go to the top of the page Вставить ник
+
Valerij Mihajlov...
сообщение 22.4.2017, 16:24
Сообщение #207


уважаемый
******

Группа: Профи
Сообщений: 170
Репутация: -13

Предупреждения:
(0%) -----


(Продолжение. Предыдущее см. "Сообщение #206".)

§3. Расчёт скорости звука в реальных мономолекулярных газах и их смесях по резонансной частоте и средней молекулярной массе.
Скорость распространения звука в воздухе (как в реальной смеси атмосферных газов) при нормальных условиях многократно измерена экспериментально и признана равной 331,45 м/с. Но со времени Ньютона и до наших дней не удавалось теоретически вывести формулу для расчёта скорости звука в газах. Экспериментально измеренная скорость поступательного движения молекул в газах хорошо совпадала с расчётной по МКТ и распределению Максвелла-Больцмана молекул по скоростям, но оказывалась почти в полтора раза выше фактически измеряемой скорости распространения звука в этих газах. Поэтому, для приближённого вычисления скорости звука в различных газах при различных состояниях в учебниках до сих пор приводятся исключительно надуманно "аналогичные" (неадекватные реальности) теории, исходящие из представления о газе как о непрерывной сплошной среде, а не дискретно-молекулярной (в которой расстояния между молекулами при нормальных условиях во много раз превышают размеры самих молекул). В таких теориях для вычисления скорости C звука в реальных газах, например, выводится формула C=√(γkT/m ), в которой коэффициент γ (гамма) должен для каждого данного газа при каждом данном состоянии определяться экспериментально. Самым "простым" способом его определения является экспериментальное измерение сначала скорости распространения звука C в этом газе при этом же состоянии, затем подстановка этой скорости и остальных известных величин в эту же формулу. После чего, вычисляя и подставляя этот коэффициент в ту же самую формулу эта «теория» даёт сто процентное «совпадение с экспериментом». Но фактически это есть не что иное, как стопроцентная тавтология и софистика.

Коррекция основной формулы Клаузиуса МКТ и эмпирического уравнения состояния газов Клапейрона-Менделеева, исходя из начал теории пространства как идеальной квантовой жидкости (ИКЖ), позволяет получить простую универсальную формулу для вычисления скорости звука при различных состояниях реальных атмосферных газов и любых известных и неизвестных смесей последних, если известны (или заданы) только их температура и объёмная плотность массы (по которой для них легко вычисляется средняя молекулярная масса µ).

Действительно, согласно формуле (2. 1) hy= mv2пост это, по существу, абсолютная величина кванта энергии плотности её потока – «вектора Умова», коллинеарного поступательной скорости молекулы газа вдоль оси винтовой траектории её средней абсолютной скорости хаотического теплового (броуновского) движения между столкновениями с другими молекулами. Модуль проекции этого вектора на любую неподвижную относительно данного объёма газа ось будет равен произведению его абсолютной величины на косинус его угла с этой осью. Как уже говорилось выше при корректировке основной формулы МКТ Клаузиуса в виде (1.3в), среднеарифметическая величина этого угла для любой молекулы равна 45º. Так как cos45°=1/√2 , то получаем hy/√2= mC2, где
C=√[hy/(√2 m)] __________________________________(3.1)
это и есть скорость распространения вынужденных (звуковых) колебаний молекул в газе при собственной резонансной частоте равной y (при данной температуре газа T).

Проверим соответствие вычисленных по этой формуле скоростей звука в различных атмосферных газах при нормальных условиях установленным экспериментально скоростям распространения звука в них. Так как средняя масса m молекулы газа (или смеси газов) равна произведению молекулярной массы на 1 а.е.м. (атомную единицу массы) то вычислим сначала постоянный при одинаковых заданных (например, нормальных) условиях для любых газов коэффициент
A=√[hν/(√2 ×а.е.м)]=√[hþT/(√2×а.е.м)]=
=√[6,6260755 ×10-27 эрг×с×4,1673476×1010(с×K)-1×273,15K / (1,4142135 ×1,660 540 2 × 10 -24 г)].

Вычислив, получаем A=1792,2 м/с.
Теперь для вычисления скорости звука в любом газе (или в их смеси) при нормальных условиях нам достаточно разделить коэффициент А на √µ , где µ это среднеарифметическая молекулярная масса для данного мономолекулярного газа или для любой смеси газов.

Например, для такой достоверно изученной смеси атмосферных газов как сухой воздух при нормальных условиях µ=28,9644. Поэтому, получаем расчётную скорость звука для этой смеси газов
C=1792,2 /√28,9644=333,0076(м/с). Эта величина менее чем на половину процента отличяется от экспериментальной.

(Продолжение следует.)
Go to the top of the page Вставить ник
+
Valerij Mihajlov...
сообщение 22.4.2017, 16:32
Сообщение #208


уважаемый
******

Группа: Профи
Сообщений: 170
Репутация: -13

Предупреждения:
(0%) -----


(Окончание изложения темы. Предыдущее см. "Сообщение #207".)


Проверим адекватность реальности теоретически выведенной здесь формулы для вычисления скорости звука C в мономолекулярных газах, составляющих (все вместе) более 99, 99% атмосферы Земли, при нормальных условиях.

1. Азот. Составляет 78,084% объёма воздуха.
(√µ=√28,0134≈5,2928).
C=√[hν/(√2 m)]=A/√µ≈1792,2/5,2928≈338,6 (м/с).
Экспериментально C=334м/с. (Отклонение меньше 1,4%.)

2. Кислород. Составляет 20,9476% объёма воздуха.
(√µ = √31,9988≈5,6567)
C=√[hν/(√2 m)]=A/√µ≈1792,2 /5,6567≈316,8(м/с).
Экспериментально C=316 м/с. (Отклонение меньше 0,3%.)

3. Аргон. (Инертный одноатомный газ.) Составляет 0,934 % объёма воздуха.
(√µ = √39,948 ≈6,32)
C=√[hν/(√2 m)]=A/√µ≈1792,2 /6,32≈283,6 (м/с).
Экспериментально C=319 м/с. (Отклонение меньше 13%.)

4. Углекислый газ. Составляет 0,0314 % объёма воздуха.
(√µ = √44,00995)≈4,4921)
C=√[hν/(√2 m)]=A/√µ≈(1792,2 /6,634≈270,2 (м/с).
Экспериментально C=259 м/с. (Отклонение меньше 5%.)

5. Неон. (Инертный одноатомный газ.) Составляет 0,001818 % объёма воздуха.
(√µ = √20,179 ≈4,4921).
C=√[hν/(√2 m)]=A/√µ≈1792,2/4,4921≈399 (м/с).
Экспериментально C=433,4 м/с. (Отклонение меньше 9%.)

6. Гелий. (Инертный одноатомный газ.) Составляет 0,000524 % объёма воздуха.
(√µ = √4,0026 ≈2,00065)
C=√[hν/(√2 m)]=A/√µ≈1792,2 /2,00065≈895,8 (м/с).
Экспериментально C=965 м/с/. (Отклонение меньше 8%.)

7. Метан. Составляет 0,0002 % объёма воздуха.
(√µ = √16,04303≈4,0054)
C=√[hν/(√2 m)]=A/√µ≈1792,2 /4,0054≈447,4 (м/с).
Экспериментально C=430 м/с. (Отклонение 4%.)

8. Водород. Составляет 0,00005 % объёма воздуха.
(√µ = √2,01594 ≈1,4198)
C=√[hν/(√2 m)]=A/√µ≈1792,2/1,4198≈1262,3 (м/с).
Экспериментально C=1284 м/с. (Отклонение меньше 2%.)

9. Закись азота. Составляет 0,00005 % объёма воздуха.
(√µ = √44,0128≈6,6342)
C=√[hν/(√2 m)]=A/√µ≈1792,2/6,6342≈270,1(м/с).
Экспериментально C=263 м/с. (Отклонение меньше 3%.)

10. Воздух. (Сухой.)
(√µ = √28,9644 ≈5,3819)
C=√[hν/(√2 m)]=A/√µ≈1792,2/5,3819≈333 (м/с).
Экспериментально C=331,45 м/с. (Отклонение меньше 0,5%.)

ЗАМЕЧАНИЯ
Мы видим, что экспериментально измеренная скорость звука в одно-, двух- (и более) атомных мономолекулярных газах отличается от расчётной для них в пределах от 1% до 5%, при том, что в их воздушной смеси это отличие составляет менее 0,5%. Очевидно, это легко объясняется тем, что только в открытом воздухе можно точно измерить скорость звука экспериментально в сколь угодно протяжённом во всех горизонтальных направлениях объёме при нормальных условиях. Мономолекулярные газы в таких протяжённых открытых объёмах (при нормальных условиях) получить невозможно.
Поэтому, в различных лабораториях в различных экспериментах получают различные значения скорости распространения звука при "нормальных условиях".

То же самое относится и к инертным газам, одноатомные молекулы которых имеют размеры в разы меньшие двух (и более) атомных молекул не инертных газов. Поэтому в инертных газах длина свободного пробега молекул между столкновениями во много раз больше, чем в не инертных. И поэтому в небольших лабораторных объёмах инертных газов скорость распространения звука в них оказывается выше расчётной для неограниченных объёмов почти на 10% при нормальных условиях ( не говоря уж об радиоактивных инертных газах).
Go to the top of the page Вставить ник
+
Valerij Mihajlov...
сообщение 22.4.2017, 17:30
Сообщение #209


уважаемый
******

Группа: Профи
Сообщений: 170
Репутация: -13

Предупреждения:
(0%) -----


СООБЩЕНИЕ

1) Изложение здесь постов #193-#201 дано автором темы в той редакции, в которой его работа опубликована в декабре 2016 года (на английском языке) в австрийском журнале
"Austrian journal of technical and natural sciences №11-12 2016(November-December)",
на страницах 53-62.
(ISSN 2310-5607)

2)Изложение здесь постов #202-#208 дано автором темы в той редакции, в которой его работа опубликована в январе 2017 года (на русском языке) в австрийском сборнике
"European Conference on Innovations in Technical and Natural Sciences". 13 th International scientific conference 19th January 2017, на страницах 152-166.
(ISBN-13 978-3-903115-73-6
ISBN-10 3-903115-73-8).
Go to the top of the page Вставить ник
+
White
сообщение 22.4.2017, 21:32
Сообщение #210


Nameless
***********

Группа: Элита
Сообщений: 2,107
Репутация: 218

Предупреждения:
(0%) -----


Дефицит внимания, а эта унылая фигня никому не нужна? Ничего, мы тут добрые (IMG:style_emoticons/default/15.gif) , поможем. (IMG:style_emoticons/default/grin.gif) Утешься вот пока:

Научно-фантастический рассказ
Тема: «Почему ненаблюдаемо восприятие?»
Большую роль в популяризации психодрамы сыграл институт социометрии, который эгоцентризм сложен. Лидерство амбивалентно дает типичный классический
реализм. Язык образов контролирует глубокий язык образов. Одиночество потенциально. Монтаж создает эйдос, подобный исследовательский подход к проблемам художественной типологии
можно обнаружить у К.Фосслера.
Флобер, описывая нервный припадок Эммы Бовари, переживает его сам: заблуждение реально имитирует латентный биографический
метод. Богатство мировой литературы от Платона до Ортеги-и-Гассета свидетельствует о том, что деонтология многопланово отражает напряженный онтологический статус искусства. Суждение, конечно, поразительно. Душа транспонирует естественный монтаж.
Параллельность стилевого развития наблюдаема. Отвечая на вопрос о взаимоотношении идеального ли и материального ци, Дай Чжень заявлял, что художественное опосредование композиционно. Интроекция монотонно иллюстрирует даосизм. Стимул имитирует эдипов комплекс.

https://yandex.ru/referats/?t=psychology+ph...tica&s=5739
Go to the top of the page Вставить ник
+
Valerij Mihajlov...
сообщение 23.4.2017, 1:07
Сообщение #211


уважаемый
******

Группа: Профи
Сообщений: 170
Репутация: -13

Предупреждения:
(0%) -----


White (Вчера, 22:32 Сообщение #210):
Цитата
Дефицит внимания, а эта унылая фигня никому не нужна? ...


Ясно, что таким анонимным продажным штатным троллям как Вы, White , ненавистна любая истина (как бы Вы её ни обзывали).
Только все эти ваши "ужимки и прыжки" ничего кроме смеха и презрения к вашей камарилье у меня уже не вызывают.

P.S.
Цитата
КАМАРИЛЬЯ (испанское camarilla, от camara - палата, двор монарха), придворная клика, заправляющая делами государства в своекорыстных целях.


Сообщение отредактировал Valerij Mihajlovich - 23.4.2017, 1:10
Go to the top of the page Вставить ник
+
Valerij Mihajlov...
сообщение 23.4.2017, 7:38
Сообщение #212


уважаемый
******

Группа: Профи
Сообщений: 170
Репутация: -13

Предупреждения:
(0%) -----


Как показано в моём "профиле", проставлено 15 отрицательных баллов "моей репутации".

"А судьи кто?"

Смотрим статистику:

1 минус поставил мне анонимный тролль zlobius.

5 минусов поставил мне самопровозглашённый "посол высокоразвитой цивилизации" Алексеич.

9 минусов выставил анонимный тролль White.

Ни один из них ни слова не написал по существу излагаемой здесь моей теории.

Полагаю, комментарии к опции "Репутация" на этом форуме МГУ излишни.

Примечание.
Возможно, был бы какой-то смысл в такой опции, если бы один и тот же пользователь имел право только один раз подряд ставить "минус" или "плюс" одному и тому же другому пользователю (если мнение первого меняется в отношении "репутации" второго).

Сообщение отредактировал Valerij Mihajlovich - 23.4.2017, 7:45
Go to the top of the page Вставить ник
+

11 страниц V  « < 9 10 11
Reply to this topicStart new topic

 

Хостится на базе технических средств проекта Викизнание! Связаться с вебмастером по e-mail: wzadm yandex ru
RSS Текстовая версия Сейчас: 27.04.2017, 12:07
Рейтинг@Mail.ru