Адкрыццё У Сферы Малекулярнай Фізікі.

Тут я прыводжу сваю ідэю, прэтэндуючую на адкрыццё. Ва ўсякім выпадку, нідзе я не сустракаў нават намёку на яе. Ідэя ставіцца да з'явы выпарэння, а менавіта, адкрывае зусім новы фактар у якасці галоўнай прычыны астуджэння вадкасці ў працэсе яе выпарэння. Класічнае тлумачэнне такое: з вадкасці вылятаюць толькі найбольш хуткія малекулы, тыя, якія здольныя пераадолець сілы межмолекулярных прыцягнення. У выніку змяншаецца сярэдняя хуткасць малекул, якія засталіся. Такім чынам, паніжаецца тэмпература цела, якая знаходзіцца ў залежнасці ад хуткасці.

Але калі ледзь больш уважліва прыгледзецца да працэсу выпарэння, то бачны яшчэ адзін, больш важны, калі не асноўнай, фактар астуджэння. Аб гэтай з'яве (фактары) не напісана ні ў адным дапаможніку па фізіцы. З класічнай тэорыі варта лагічны выснову аб тым, што якая выпараецца малекула не змяншае амаль да нуля сваю хуткасць і хуткасць вытолкнувшей яе малекулы. А гэта не дакладна.

У павярхоўных пластах вадкасці малекулы размешчаны на вялікіх адлегласцях, чым у глыбокіх пластах. Гэта выклікае з'ява павярхоўнага нацяжэння.

паверхню вадкасці

Малекула 1 V1

V2

малекула 2

V3

малекула 3

Мал. 1.

Самым верагодным для выпарэння-выштурхоўвання малекулы 1 (гл. Мал. 1) з'яўляецца яе соударение з малекулай 2, якая ляжыць разам з малекулай 1 на перпендыкуляр да паверхні вадкасці і мае мінімальную Тангенцыйная складнік хуткасці. Пасля сутыкнення на адлегласці, большым двух радыусаў малекулы, сілы ўзаемнага адштурхвання змяняюцца растуць сіламі ўзаемнага прыцягнення. Гэтыя сілы памяншаюць амаль да нуля хуткасць і тэмпературу па шкале Кельвіна не толькі якая выляцела малекулы 1, але і той малекулы 2, якая засталася ў вадкасці. Малекула 2 не паспявае перадаць сваю кінэтычную энергію суседняй малекуле 3: яе «спыняе» якая выпараецца малекула 1. Верагодныя выпадкі адначасовага прыцягнення малекулы 1 малекулай пара. У гэтым выпадку малекула 1 можа мець толькі сярэднюю хуткасць. Але ў канчатковай фазе выхаду малекулы 1, малекула 2 знізіць сваю хуткасць і тэмпературу па абсалютнай шкале Кельвіна амаль да нуля. Верагодныя яшчэ і ўдары суседніх з малекулай 2 бакавых малекул, якія памяншаюць эфект запаволення, «якія ратуюць» кінэтычную энергію малекулы 2. Але ў цэлым эфект амаль поўнага тармажэння павінен быць Значны таму, што адлегласці паміж малекуламі ў павярхоўных пластах вадкасці досыць вялікія. Пра тое, што сілы ўзаемнага прыцягнення супастаўныя з сіламі інэрцыі выпараюцца малекул, кажа з'ява павярхоўнага нацяжэння, дзякуючы якому асноўная частка малекул павярхоўнага пласта вадкасці ўтрымліваецца ўнутры яе да моманту роўнаверагодных для ўсіх малекул мацнейшага выштурхваецца сутыкнення з малекулай 2. Такім чынам, якая выпараецца малекула 1 памяншае сваю хуткасць і хуткасць малекулы 2 амаль да нуля.

З'ява выпарэння даводзіцца ўлічваць ва ўсіх навуках, якія вывучаюць матэрыяльны свет. Прыведзенае вышэй новае тлумачэнне прычыны астуджэння вадкасці ў працэсе яе выпарэння павінна ўнесці карысныя ўдакладненні ва ўсе разлікі, у якіх неабходна ўлічваць гэты эфект.

Сваёй ідэяй я абвяргаю класічную тэорыю выпарэння, а менавіта:

1. «Хуткасць выпарылася з вадкасці малекулы вышэй сярэдняй». Больш за 15 гадоў адсылаю сваю ідэю ў розныя навуковыя арганізацыі -без адказу. З тым жа поспехам пісаў В. В. Пуціну і Д. А. Мядзведзева з просьбай пераслаць яе для аналізу ў кампетэнтную навуковую арганізацыю. З гэтага я зрабіў выснову: абвергнуць няма чым, а пацвердзіць - рызыка для кар'еры навукоўца. 28 красавіка гэтага года я пазнаёміў са сваёй ідэяй кандыдата тэхнічных навук, спецыяліста па малекулярнай фізіцы. На першы маё пытанне: «Якая хуткасць выпарыліся малекулы?», Ён адказаў: «Вельмі высокая, вышэйшы за сярэдні». Пасля знаёмства з маёй ідэяй, ён знізіў гэтую хуткасць: «Так, магчыма, некаторыя малекулы запавольваюцца. Але ў вадкасці малекул вельмі шмат, адпаведна, вельмі шмат магчымасцяў разагнаць выпараецца малекулу да высокай хуткасці ». Я запярэчыў на гэта: «Для таго, каб разагнаць да хуткасці вышэй сярэдняй выпарыліся малекулу« 1 », трэба выпараецца малекулу« 1 »разагнаць да хуткасці, большай, чым сярэдняя, больш, чым у два разы. А гэта падзея, калі і магчыма, але настолькі малаверагодна, што ім варта занядбаць. Малекулы - «Мільянеры» па кінэтычнай энергіі павінны быць вельмі рэдкія ». Падобна фінансавай пірамідзе, энергію, якая па ланцужку прычын і следстваў з глыбіні вадкасці прыходзіць на паскарэнне выпараецца малекулы «1» - можна прадставіць у выглядзе конусу малекул з вяршыняй у малекуле «1». Чым глыбей пласт малекул, тым верагодней рассейванне гэтай гіпатэтычнай энергіі. Самае верагоднае падзея - гэта малекула з сярэдняй хуткасцю. Малекулы, якія маюць хуткасць, ледзь вялікую ці крыху меншую, чым сярэдняя - таксама не рэдкасць. Хуткасць выпараецца малекулы, значна перавышае сярэднюю, тэарэтычна павінна б быць выкліканая складанай схемай папярэдніх сутыкненняў у глыбінных пластах. Але паколькі ў глыбіні ўсё малекулы ў роўных умовах і ўсё кірунку перадачы энергіі роўнаверагодных, то верагоднасць налады мноства малекул на адзін напрамак і на адну малекулу «1» - так жа нізкая, як верагоднасць спантанна атрымаць у адвольным неізаляваныя участку аб'ёму вадкасці выдатную ад іншых участкаў тэмпературу. Самым верагодным падзеяй з'яўляецца хуткасць выпараецца малекулы, крыху больш за сярэдняй (або роўная ёй, калі ў канчатковай фазе выпарэння малекулы «1», калі на канцом яна збіраецца вярнуцца назад: хуткасць роўная нуля - яе прыцягвае малекула пара ці паветра. Такое падзея высока верагодна ць час ветру, але з меншай верагоднасцю магчыма і пры стаялай атмасферы).

2. Лагічна выказаць здагадку, што павярхоўнае нацяжэнне ўтрымлівае ўсе малекулы, якія валодаюць сярэдняй і больш нізкай хуткасцю, усярэдзіне вадкасці (за выключэннем выпадкаў выцяжкі малекуламі пара або паветра, пралятаў паралельна паверхні вадкасці). Тады трэба зрабіць выснову, што самым верагодным падзеяй з'яўляецца выпарэнне малекулы, якая мае хуткасць, мінімальна вышэйшую за сярэднюю. Гэта значыць розніца кінэтычнай энергіі малекулы «1» і патэнцыйнай энергіі яе прыцягнення суседнімі молекулами- мінімальная. Гэта значыць, што пасля пераадолення гэтай патэнцыйнай энергіі, хуткасць - і тэмпература па абсалютнай шкале Кельвіна - у якая выляцела малекулы «1» будзе каля нуля. «А куды ж падзенецца кінэтычная энергія якая выляцела малекулы»? Гэтае пытанне задаў мне спецыяліст па малекулярнай фізіцы. Я адказаў (задумваўся раней над гэтым) - мабыць, пераходзіць у энергію ўзбуджэння атамаў, больш караткахвалевых, ня ўспрыманую чалавекам як тэмпература; можа быць, часткова выпраменьваецца ў нетепловом караткахвалевым электрамагнітным спектры.

3. 2.Скорость пакінутай ў вадкасці малекулы «2» пасля выпараецца малекулу «1» сутыкнення не застаецца ранейшай, як гэта вынікае з класічнай тэорыі, а зніжаецца амаль да нуля.

4. Паводле схемы майго апанента (ён узяў яе з падручніка), «Павярхоўныя пласты прылягаюць вельмі блізка адзін да аднаго. Вялікія толькі адлегласці паміж малекуламі ў кожным пласце ». Ён гэта выказаў у абвяржэнне майго сцвярджэння, што малекула "2" мал. «1» не паспявае перадаць сваю энергію ніжэйлеглую. А з простых меркаванняў энергетычна устойлівым павінна быць становішча слаёў у «шахматным парадку»: гэта значыць, пад (і «над») кожнай малекулай 2, 3, 4, 5 слаёў павінна знаходзіцца «дзірка». З мал. 1 энергетычна больш верагодным з'яўляецца становішча малекул «2» і »3» - праз пласт малекул. Малекула "2" ляжыць у трэцім пласце, малекула «3» - у пятым пласце, а малекула «1» - у першым пласце. У гэтым выпадку малекула "2" пасля выштурхоўваць, выпараецца малекулу «1» соударения - пралятае скрозь прамежак паміж малекуламі бліжэйшага ніжняга чацвёртага пласта да наступнага, пятага, пласту малекул - і ёй хапае адлегласці для зніжэння амаль да нуля хуткасці і тэмпературы. Якая выпараецца малекула «1». запавольваючыся амаль да нуля сама, паспявае запаволіць амаль да нуля малекулу «2». Гэта - высоковероятное падзея.

5. У навуцы вопыт і тэорыя ідуць «рука аб руку». Не сумняваюся, што "энергія Гібса», якой ацэньваюць разрыў атамных і малекулярных сувязяў - дакладна адлюстроўвае рэальныя з'явы. Але калі я змог сваёй ідэяй пераканаць спецыяліста па малекулярнай фізіцы (ён знізіў хуткасць пасля нашага дыспуту, хоць і не да нуля, але значна ніжэй сярэдняй) - значыць, у тэорыі астуджэння выпараюцца вадкасцяў ёсць слабыя месцы і прабелы. Мабыць, гэта звязана з тым, што сілы малекулярнага ўзаемадзеяння - короткодействующие, а паскарэння і запаволенні - кароткачасовыя. Імі грэбуюць, выкарыстоўваючы для разлікаў сярэднюю хуткасць малекулы. Гэта дакладна для малекул ўнутры вадкасці. Але такі падыход прывёў да памылак пры вывучэнні паводзін выпараюцца малекул.

6. Мая ідэя ліквідуе гэты прабел. Магчыма, больш глыбокае ўяўленне пра прычыны астуджэння выпараюцца вадкасцяў адкрые новае поле дзейнасці для вынаходнікаў больш эфектыўных халадзільнікаў, партатыўных кандыцыянераў і. т. п.

7. Да выпуску падручнікаў раней падыходзілі больш строга. Быў адзін афіцыйны варыянт і ўсё ў ім адпавядала думку афіцыйнай навукі.

8. Вось падручнік 1976 гады, 9 клас, 68 стр .: «Калі тэмпература сталая, то ператварэнне вадкасці ў пар не вядзе да павелічэння кінэтычнай энергіі малекул, але суправаджаецца павелічэннем іх патэнцыйнай энергіі. Бо сярэдняе адлегласць паміж малекуламі газу ў шмат разоў больш, чым паміж малекуламі вадкасці. Акрамя таго, павелічэнне аб'ёму пры пераходзе рэчывы з вадкага стану ў газападобнае,

9.

10. патрабуе здзяйснення працы супраць сіл знешняга ціску. Тут паказваецца дакладнае кірунак разлікаў: «Колькасць цеплыні, неабходнае для ператварэння пры сталай тэмпературы 1 кг. вадкасці ў пар, называюць удзельнай цеплынёй параўтварэння ». Мабыць, пры адсутнасці знешніх цеплавых крыніц, на гэтую велічыню падае энергія (і - тэмпература) пры выпарэнні кожнага кілаграма вадкасці.

11. Але нідзе не пазначаны мой - не рэдкі, а высоковероятный варыянт: малекула выпарылася, яе хуткасць і хуткасць пакінутай ў вадкасці малекулы амаль абнуліць, патэнцыйная энергія іх узаемадзеяння знікла. Куды ж падзелася энергія? Гэтае пытанне майго суразмоўцы не толькі і не столькі яго, колькі - усёй непрапрацаваны з маёй верагоднай пункту гледжання фізікі. У энергію ўзбуджэння атама, у электрамагнітнае выпраменьванне хіба не можа перайсьці? У даведніку па фізіцы, па якім я рыхтаваўся да паступлення ў політэхнічны інстытут, (скончыў у 1983 году), намаляваная тая ж схема і дадзена тое ж тлумачэнне, што даў мне нядаўна спецыяліст. Але ў маім школьным падручніку дадзена найпадрабязнае тлумачэнне і схема некалькі іншыя: стр. 84. З гэтага тлумачэння атрымліваецца, што сіламі ўзаемадзеяння з малекуламі пара можна занядбаць, так як яго шчыльнасць ў звычайных умовах у шмат разоў менш шчыльнасці вадкасці. «На малекулу 1 на паверхні вадкасці дзейнічае сіла адштурхвання з боку малекулы 2 і сіла прыцягнення з боку якія ляжаць у глыбіні малекул 3,4,5, і.г д. На малекулу 2 дзейнічае сіла прыцягнення з боку якія ляжаць у глыбіні малекул 4, 5, 6, і. т. д. і сіла адштурхвання з боку малекулы 3. Але, акрамя таго, дзейнічае яшчэ сіла адштурхвання з боку малекулы 1. У выніку, адлегласці паміж малекуламі 1 и2 ў сярэднім больш адлегласці паміж малекуламі 2 і 3 (малекулы 1, 2, 3 , 4, 5 і. т. д. - ляжаць на перпендыкуляр да паверхні вадкасці, а нумарацыя - як на мал. 1 - расце ўглыб). Адлегласць 2 - 3 больш адлегласці 3 -4 і. т. д. да таго часу, пакуль не перастане адбівацца блізкасць малекулы да паверхні ». У гэтым выразнае ўздзеянне падрабязным доказе атрымалася, што адлегласць паміж малекулай 1 верхняга «пласта» і малекулай 2 пад ёй - мал. 1 -Больш за ўсё. Гэтага больш, чым дастаткова для тармажэння малекулы 2 з мал. 1 - да нуля. 404118 г. Волжскі, 30 м - ён, дом40, кВ. 17.