Скорости молекул и температура

Считается, что самым наглядным доказательством теплового или хаотического движения частиц вещества, таких как атомы и молекулы, является броуновское движение. Якобы единичное смещение взвешенной частицы есть результат её случайного столкновения с хаотической частицей среды. Но вот вопрос профессору на засыпку: что может толкать броуновскую частицу, если её масса в квадриллион раз больше массы частички среды?; или чему равно число частиц среды в пограничном с броуновской частицей слое, если, к примеру, масса частички тумана 6,25 на 10 в -11 степени кг,  а масса молекулы азота – 0, 465 на 10 в -25 степени кг?.. Правильный ответ: число частичек среды в пограничном с броуновской частицей слое равно примерно числу капелек росы, разместившихся на корпусе, палубах и палубных надстройках «Титаника». Можете проверить... и выбросить из головы всё, чему вас научили теоретики с математическим уклоном в развитии. (Математик всегда начинает считать, не успев подумать. И "Математика - это единственный совершенный метод водить себя за нос" (Эйнштейн)... и других - тоже.)

Единичное смещение взвешенной частицы происходит в момент прохождения через неё фронта повышенного или пониженного давления, то есть, например, фронта звуковой волны. А наблюдаемая хаотичность в движениях броуновской частицы обусловлена почти одновременным прохождением через неё множества фронтов – как прямых, идущих от источников звука, ультразвука и ИК-излучения, так и отражённых от любых поверхностей. Иначе говоря, причиной броуновского движения взвешенных частиц являются флуктуации давления в сдавленных и упругих средах. Это знание уже давно используется инженерами и врачами в технологиях управляемых диффузий. (Смотрите "Применение ультразвука в промышленности" и "Форезы".)

Средние скорости теплового движения молекул в различных газах, определенные путем вычислений через значения давления, плотности и температуры в газовых законах,  при 0 градусов Цельсия, например, равны: водорода – 1760 м/с, паров воды – 570, азота  - 450, кислорода – 425, углекислого газа – 360 м/с.

Скорости, как видим, не маленькие. Но это теоретически ожидаемые скорости, которые не мешало бы экспериментально проверить, ведь существование в окружающем нас мире таких скоростей  никак не помогает нам объяснить существование хотя бы мыльных пузырей. Однако таких экспериментов еще не было, если не считать сенсационный (скорости молекул на два порядка ниже ожидаемых), но весьма сомнительный опыт Мучулаева. Опыт  же нобелевского лауреата Отто Штерна – опыт измерения скорости  атомов серебра  в вакууме –  вообще к теме не относится, так как атомы серебра в этом опыте могут просто "отстреливаться" из серебра на нагретой спирали, поэтому и весь опыт может говорить только об интенсивности и амплитуде колебательных движений нагретых атомов серебра.

Сейчас вашему вниманию будет предложен универсальный прибор для измерения скоростей различных газов и паров жидкостей, проще которого уже, скорее всего, и не придумать.

Главное «рабочее тело» этого прибора – прозрачная стеклянная трубка длиной 2 метра, имеющая на заднем конце загиб под прямым углом. На переднем конце у трубки имеется сужение с небольшим отверстием, которое перекрывается эл. магнитным клапаном. Задний конец трубки соединен с большим резервуаром. Из трубки и резервуара откачан воздух, то есть создан вакуум в трубке с большим запасом. Из колбы, в которой находится сжиженный газ или жидкость, пары или испарившиеся молекулы газа по трубке подводятся к этому клапану. На катушку клапана подается переменный ток, и подпружиненный клапан начинает отсекать «порции» молекул, поступающих в стеклянную трубку. Вот и весь прибор, и его принцип.

Универсальность этого метода и прибора состоит в том, что молекулы любых газов и паров жидкостей различных температур и давлений, попав в вакуум и имея возможность к расширению занимаемого ими объема, словно натыкаются на непреодолимое препятствие, останавливаются и конденсируются прямо у переднего конца трубки. А вот внутренняя поверхность загиба трубки или «мишень» остается сухой. Прозрачность трубки позволяет нам это видеть. Однако первыми увидели это явление ещё Томсон и Джоуль.

Но что может мгновенно остановить  стремительные молекулы в вакууме?.. Гравитация?.. Эфир?.. Думается, что это ни то и ни другое. Молекулы просто могут вываливаться через отверстие клапана в пустоту стеклянной трубки, как картошка из мешка. То есть, у частиц жидкостей и газов нет способности к самостоятельному движению, поэтому хаотического движения молекул на теоретических скоростях в действительности тоже просто нет.

Эти мысли в конце концов привели к постановке и такого простого опыта. В пустую трёхлитровую банку бросаем зажжённую спичку (спичка может потухнуть ещё в полёте), закрываем банку крышкой, дожидаемся полной остановки струек дыма в банке… и плавно поворачиваем стеклянную банку вокруг вертикальной оси симметрии. Струйки дыма и, соответственно, воздух в банке поворачиваются вместе с ней, чего при хаотическом движении частиц воздуха быть никак не может. Затем, наливаем совсем немного воды в банку… Всплывшая спичка поворачивается вместе с банкой и водой, словно в банке не хаотические частицы воды, а, скажем, сахарный песок.


               
          Просто знание

Невесомые вещества – это хаосы: "Если нет веса у беспорядочно мечущейся частицы, то нет его и у целого" (Левкипп и Демокрит). Древние греки считали воздух невесомым веществом и придумали хаос. Но даже не все плазмы – это невесомые хаосы: «неорганизованная» плазма – это всем хаосам хаос; а «самоорганизованная» плазма - совсем не хаос. Последняя образуется в замкнутых объёмах или под внешним давлением и состоит из равноудалённых колеблющихся частиц. Напряжением взаимного отталкивания равноудалённых частиц «организованная» плазма способна разорвать любые оболочки или направленным действием пробить любую броню, что и используется инженерами-взрывниками уже довольно давно. Но теоретики открыли явление "мгновенной самоорганизации высокотемпературной плазмы" на токамаке только в 1987 году. (Смотрите по запросу «Самоорганизованная плазма».)

Самый яркий пример «неорганизованной» плазмы – это удалённая от поверхности огненная атмосфера Солнца или его корона; самый простой пример "организованной" плазмы - пламя свечи, обжатое атмосферным давлением. Но у хаосов нет не только ни веса, ни существенного давления, но они ещё и непрозрачны ни для звука, ни для электромагнитных колебаний. К примеру, "неорганизованная" плазма, окружающая гиперзвуковую ракету, не позволяет управлять ракетой с помощью командных импульсов.

"Все жидкости и газы на Земле имеют вес и находятся под давлением веса собственных и выше расположенных слоёв" (Архимед). Поэтому все прозрачные жидкости и газы состоят из примерно одинаковых, равноудалённых и условно неподвижных (колеблющихся или вибрирующих) частиц, находящихся в состоянии взаимного отталкивания и относительного (или чуткого) равновесия и взаимно отталкивающихся в газах на расстояниях много больших, чем в жидкостях. Отсюда: давление в любой точке естественного водоёма или атмосферы равно напряжению взаимного отталкивания равноудалённых частиц в этой точке, и по силе оно равно весу всех частиц над этой точкой. Уберите атмосферное давление, и капля воды тут же исчезнет, разлетевшись на молекулы, а аквариум с водой словно взорвётся. И повинно в том будет как раз-таки «напряжение взаимного отталкивания равноудалённых частиц». (Смотрите по запросу "Современный Архимед. Трактат "О плавающих телах" и «К физике антигравитонов. Не фантастика"». Там есть опыты, позволяющие буквально увидеть неподвижность колеблющихся частиц в жидкостях, в газах и в твёрдых веществах. Особенно показателен опыт по мгновенному замерзании переохлаждённой воды при её встряхивании в пластиковой бутылке. Многие его знают... но не понимают.)

Жизненно важная способность атомов и молекул к движению взаимного отталкивания пропорциональна температуре. А температура – это «опосредованное мерило» интенсивности атомных и внутриатомных движений и величины гравитационных моментов (квантов, импульсов) атомов, передающихся от атома к атому путём индукции.

Гравитационные моменты у более возбуждённых атомов больше, а у «менее горячих» - меньше. Этими моментами атомы словно дёргают ядерные спутники друг у друга, понуждая сами себя к взаимному отталкиванию, к синхронности движений и к равновесию. Так осуществляется встречный индукционный или индуктивный теплообмен в природе и в гравитационной физике. (О квантовой природе тяготения и отталкивания, электромагнетизма и прочего всего смотрите по запросу «Гравитационная физика. Атом».)



На фото из Инета опыт, моделирующий тучеобразование. На крышке банки лёд. Эту банку тоже можно поворачивать и наблюдать поворачивание тумана и воды вместе с банкой. И делать это лучше в темноте, направив на банку узкий пучок света. Повторяю: воды в банке должно быть совсем немного.

Оппоненты, ау-у!..


Возникли вопросы?.. Да? Смотрите здесь: "Асимметричное тестирование теоретической физики": http://proza.ru/2021/04/01/309