Electro-molecular theory. Basic knowledge. Молекулярно-электрическая теория. Основы.

Молекулярно-электрическая теория. Основы.

Начались эти размышления с совершенно другого и плавно переросли в нечто иное. Причём пока ответа на исходный вопрос так и НЕ дал!

Размышления о влажности воздуха и вообще газов.

При нуле градусов – 4 г воды в одном килограмме воздуха. (Насыщенный пар!) 100% относительная влажность. 0.4% удельное содержание воды в воздухе

При 20 градусах – 15 г воды на один килограмм воздуха, насыщенный пар, 1.5%, то есть почти в четыре раза большее содержание воды в воздухе.

Плотность же воздуха изменилась всего лишь на 0.0732 – 7.32 %. (Плотность газов изменяется на 1/273 на градус!)

Значит дело не в «бОльшем» пространстве между молекулами воздуха из-за его теплового расширения.

И ЧТО, вообще, вызывает «тепловое расширение»? Ясно, что возрастают некие силы ОТТАЛКИВАНИЯ!

Вот оно!

Начались, НАКОНЕЦ, базисные размышления!

Согласно молекулярно-кинетической теории теплота – это движение молекул (или атомов). В газах они летают, в жидкостях и твёрдых телах или слегка сдвигаются или колеблются около положения некого равновесия. Температура же – это как раз СТЕПЕНЬ кинетической энергии молекул. Чем больше температура, тем быстрей движутся молекулы.

Теперь простейший вопрос: Если тепло – это кинетическая энергия молекул, находящихся в хаотическом движении, то спрашивается: КАКОЙ ФИЗИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ заставляет молекулы (или атомы) двигаться быстрей, ЧТО ИХ УСКОРЯЕТ, причём ускоряет не некое поступательное движение всех молекул некого тела, а именно их «внутреннее», хаотическое движение?

Единственная подходящая ля этого сила – это сила их взаимного отталкивания. За счёт чего нейтральные, то есть НЕЗАРЯЖЕННЫЕ молекулы или атомы вещества (газа, скажем для простоты) отталкиваются друг от друга вообще, а при нагреве сильней! Допустим, что хоть они в целом электрически нейтральны, но они окружены некими электронными облаками, связанных в молекуле или атоме электронов. На большом расстоянии друг от друга (то есть на расстояниях, при которых из физические размеры роли не играют и их можно рассматривать условно как материальные точки) они являются в целом нейтральными телами. Но, когда они сближаются на некоторое расстояние, при котором их размеры становятся сравнимыми с расстоянием между их центрами, тут уже начинают действовать силы их электронных оболочек, и это обуславлливает взаимное отталкивание.

Так, что же происходит при «нагреве»?

Их электронные оболочки увеличивают свой заряд?

Нет!

Они «раздуваются»? Становятся более удалёнными от ядра атома?

Но для этого, электроны на внешних орбитах должны начать двигаться быстрей, и тогда у них становится больше скорость, а значит и кинетическая энергия.

Но опыт металлов говорит нам, что КИНЕТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ свободных (то есть слетевших с внешних орбит) электронов остаётся ПОСТОЯННОЙ в широком диапазоне температур тела от почти абсолютного нуля (- 273 градуса по Цельсию) и до 10 000 градусов!!! Нагрев, и очень большой может иметь место, а скорости свободных электронов – константы, не зависящие от температуры!

Значит и «раздувания атомов», как резиновых шариков, не происходит!

Но скорости хаотического движения атомов растут!

Снова возврат к предыдущему вопросу: За счёт чего??? За счёт рнастущих сил отталкивания, однако ни заряд, ни его размеры не изменяются!

В пользу предположения о росте сил отталкивания говорит и то, что все тела при нагреве в широком диапазоне температур сжимаются или расширяются, то есть изменяют свой объём!

Но что же вызывает при нагреве этот рост отталкивания?

НЕПОНЯТНО!

В молекулярно-кинетической теории атомы и молекулы представляются как некие маленькие упругие шарики, которые сталкиваются друг с другом и разлетаются от упругого отталкивания. При повышении иемпературы, по той же модели, они начинают двигаться быстрей, значит сталкиваются друг с другом и с большей силой и чаще, потому и разлетаются больше, и это проявляется в увеличениии объёма.

Тут происходит подмена причины следствием. Они САМИ СОБОЙ, непонятно почему, начинают двигаться быстрей и далее – всё прочее, только что упомянутое. Но это абсолютно умалчивает ПРИЧИНУ ТОГО, КАК ЭТОТ САМЫЙ НАГРЕВ их ускорил!

На самом-то деле причина убыстрения их движения, то есть прибавление тепловой кинетической энергии и есть РЕЗУЛЬТАТ роста сил отталкивания между ними, а не отталкивание возникает оттого, что они быстрей начинают двигаться!

Упомянутая ПОДМЕНА ПРИЧИНЫ СЛЕДСТВИЕМ!!!

А причина, снова, в росте взаимных сил отталкивания, и последующие эффекты — увеличение скоростей и некоторое увеличение объёма есть СЛЕДСТВИЕ увеличенных сил взаимного отталкивания. Однако общепринятая кинетическая модель об этом не говорит ни слова. Тем паче, мы только что НЕ СМОГЛИ ответить, что же вызывает усиление этого отталкивания, если ни заряды оболочек, ни их размеры НЕ ИЗМЕНЯЮТСЯ!

Но ведь ЧТО-ТО ЖЕ ДОЛЖНО ИЗМЕНИТЬСЯ, иначе не было бы никакого нагрева и изменения состояния вещества!!!

ЧТО???

Молекулярно-кинетическая теории МОЛЧИТ!

Раз так, попробуем САМИ придумать ответ.

Для простоты рассмотрения возьмём просто атомы, с положительным ядром в центре и окружённые облаком вращающихся по орбитам электронов. Орбиты эти, скорее всего, не круговые, а эллиптические, согласно модели атома по Арнольду Зоммерфельду.

Сначала рассмотрим некую простенькую модель для лучшего понимания дальнейшего. Представьте себе, что у нас есть некий шарик с внутренним ядрышком в центре. Ядрышко заряжено электрически положительно. А сама облочка шарика – отрицательно, причём по величине эти заряды равны друг другу.

Подвесим два таких шарика на ниточках далеко друг от друга (В том смысле «далеко», что расстояния меджду ними будет многократно больше их размеров.)

Что будет?

Да ничего. Никакого заметного взаимовлияния.

Теперь начнём их сближать. Постепенно шарики начнут отталкиваться своими одноимённо заряженными оболочками и разойдясь, так и останутся.

Изменим чуть конструкцию шариков. Вставим в эти шарики несколько оболочек, каждую заряженную своим отрицателльным зарядом, но так, чтобы полная сумма отрицательного заряда этих концентрически расположенных друг в друге оболочек была попрежнему равна по величине заряду положительного центра. Причём все эти оболочки вертятся с разными скоростями и по разным направлениям. Если мы поставим рядом с таким шариком со множеством вращающихся оболочек некий чувствительный к изменениям электрического поля прибор, то мы обнаружим некие ПУЛЬСАЦИИ ПОЛЯ вблизи от внешней поверхности шарика.

Если мы перенесём такое изменение конструкций на оба наших шарика, то обнаружим, что они, хоть и попрежнему РАЗОШЛИСЬ, но слегка ДРОЖАТ, КОЛЕБЛЮТСЯ, ибо электрические поля их вращающихся оболочек всё время вызывают изменения внешнего поля. Оно то слабеет, то усиливатеся, и даже бывают некие мгновенные состояния, когда шарики ПРИТЯГИВАЮТСЯ друг к другу. Поэтому и колеблются. То есть мы только что увидели интересную динамику их поведения. И этот эффект усилится намного, если учесть, что оболочки эти НЕ ШАРООБРАЗНЫЕ, а представляют собой вложенные друг в друга эллипсоиды, да ещё каждый вертится в своём направлении и со своей скоростью.

То, что я нарисовал это и есть более или менее реальная модель РЕАЛЬНЫХ АТОМОВ, а не упругих резиновых шариков.

Может создаться ложное впечталение, что в этом описании модели атома заключён полный отказ от квантово-механической модели Нильса Бора! Ведь получается, что вне атома появляется некое пульсирующее поле, а оно вызывает электромагнитное излучение атома, а значит потерю энергии атомом и его коллапс! Это явно противоречит не только модели Бора, но и РЕАЛЬНОСТИ, учитывая стационарную устойчивость атома!

НЕКОИМ ОБРАЗОМ.

Это нисколько не противоречит идее Бора о стационарных орбитах, по которым движутся БЕЗ ИЗЛУЧЕНИЯ электроны.

Речь идёт о неком суммарном слабеньком излучении, вызываемом лишь обобщёнными колебаниями внешнего электрческиого поля атома КАК ЦЕЛОГО, а не какими-то квантовыми переходами электронов с одной энергетической орбиты на другую, и ни скорость, ни, соответственно, их энергия, при этом не меняется!

Эта частота пульсаций характеризует лишь ИНТРЕФЕРЕНЦИЮ пульсирующих полей электронных оболочек, их взаимовлияние , обусловленное суммарной КОНФИГУРАЦИЕЙ электронных облочек. Для любых атомов любого вещества, взятого при одной и той же температуре, эта частота пульсаций ОДНА И ТА ЖЕ.

А при нагреве?

Нагрев, это поглощение энергии НЕ отдельными электронами в оболочках, а целыми коллективами их, приводящее к ИЗМЕНЕИИЮ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ДРУГ ОТНОСИТЕЛЬНО ДРУГА КОНФИГУРАЦИИ. То есть происходит ИЗМЕНЕНИЕ взаиморасположения оболочек так, что суммарные пульсации всего атома учащаются!

Это и есть ТЕПЛО, то есть некая потенциальная энергия, обусловленная взаимным расположением электронных оболочек, а ЧАСТОТА ПУЛЬСАЦИЙ – ЭТО ТЕМПЕРАТУРА ТЕЛА, параметр, характеризующий величину этой потенциальной энергии возаиморасположения оболочек.

Разумеется, если речь идёт не об отдельном атоме, а о целом конгломерате, то тепловая энергия конгломерата складывается из потенциальной энергии взаиморасположения оболочек и, понятно, потенциальной энергии взаимоположения-взаимодействия атомов конгломерата.

Учащение пульсаций внешнего электрического поля всех атомов в теле вещества, приводит к усилению их взаимного отталкивания, что в свою очередь и вызывает их расширение. Усиления отталкивания приводит также к повышению скоростей атомов, особенно для газов.

Это и есть провозглашённая несколько лет тому назад МОЛЕКУЛЯРНО-ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ТЕОРИИ, долженствующая заменить общепринятую, но неверную молекулярно-кинетическую теорию.

Резюмируя:

Теплота – это определённое суммарное взаимоотношение, суммарная конфигурация электронных облочек атома.

Изменение тепловой энергии атома до известного предела НЕ является переходом внутренних электронов с одной орбиты на другую, а лишь изменением взаиморасположения электронных орбит атома. Здесь наблюдается лишь плавное, не скачкообразное, изменение излучаемой частоты пульсаций электрического поля атома как целого. Лишь при достаточно высоких температурах начинаются уже перестройки собственно электронных орбит, то есть квантовый, скачкообразный переход электронов с одной орбиты на другую и при этом появляется уже «характеристическое» излучение атомов в соответствии с их специфическими электронными облочками, что создаёт некие линии на спектре. В этом — отличие плавного, не квантового изменения внутренней конфигурации электронных орбит при более низких температурах.

Все атомы любых веществ при определённой температуре пульсируют в среднем с одной и той же частотой.

Снова, речь НИКОИМ ОБРАЗОМ не идёт об электронных переходах с одной орбиты на другую, а о суммарной «конфигурационной» пульсации внешнего электрического поля атомов.

Даже при температурах, близких к абсолютному нулю, это внешнее поле атомов ПРОДОЛЖАЕТ пульсировать с определённой частотой, что в нынешней научной номенклатуре называется «нулевыми колебаниями».

По мере поглощения атомами энергии, ДО КВАНТОВОГО УРОВНЯ, то есть НЕ вызывающих каких-либо электронных переходов, а лишь плавную перестройку внутренней конфигурации орбит, происходит изменение и частоты пульсаций: ниже температура – пульсации урежаются и силы взаимного отталкивания уменьшаются. Тело уменьшает свой объём (если, разумеется, не происходит образование неких аномальных конгломератов, кристаллов, при которых атомы в среднем удаляются друг от друга). При «нагреве, ДОквантово-излучающем», происходит плавная перестройка взаиморасположения электронных орбит и частота пульсаций при этом возрастает.

Это, кстати, и объясняет наличие непрерывного спектра инфракрасного излучения тел при относительно низких температурах вплоть до абсолютного нуля.

Представляется, что такая модель лучше объясняет множество явлений, нежели упруго-шариковая модель молекулярно-кинетической теории, котораа вообще не объясняет, ПОЧЕМУ атомы или молекулы начинают двигаться быстрей при нагреве.

Faciant meliora potentes!

Пусть сделает лучше, КТО МОЖЕТ!

11 VI 2022

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход /  Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход /  Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход /  Изменить )

Connecting to %s