7.4. Как работает закон сохранения энергий.
Известно, что в физике существует закон сохранения энергии. К нему пришли очень не простым путём. Но теория НООС требует от него отказаться. Сделаем обзор существующей физической теории. Даётся следующее определение:
Энергия (др.-греч. ἐνέργεια — действие, деятельность, сила, мощь) — скалярная физическая величина, являющаяся единой мерой различных форм движения и взаимодействия материи, мерой перехода движения материи из одних форм в другие.
После того, как мы рассмотрели системы с НООС, то можно сказать, что не получается единой меры. Получается – структура, иерархия.
Также спорным в определении об энергии является утверждение о «различных формах движения». Как мы уже говорили, в эфире, то есть в неподвижном кадре Вселенной, не существует движения, однако «какие-то энергии» уже существуют. И потому магнитное поле признаётся неким «псевдо-движением», замёрзшим движением.
В современной физике есть один недостаток: все разделы физики пытаются привести к «механической системе». Потому и существует раздел, называемый «квантовой механикой». Этот раздел, практически ничего физического не описывает, так как не соответствует физической модели мира «кинематограф» (см. главу 11.2.).
Так, например, «механическая теория» МКТ (молекулярно кинетическая теория), практически закрыла глаза исследователям на тот факт, что тепло переносится электронами. Механика продолжает главенствовать в физике, что является серьёзной ошибкой.
Следующее утверждение об энергии, взятое из учебников:
«Введение понятия энергии удобно тем, что в случае, если физическая система является замкнутой, то её энергия сохраняется в этой системе на протяжении времени, в течение которого система будет являться замкнутой. Это утверждение носит название закона сохранения энергии.»
На это можно возразить:
1. В замкнутых системах нет релаксаций, потому как нет токов системы.
2. В природе замкнутых систем не существует.
То, есть, можно сделать вывод, что описание энергии в замкнутой системе – это ложное учение. Можно добиться только частично замкнутой системы, но тогда нет токов (утечек), и тогда мы не можем наблюдать преобразование энергий друг в друга.
Замкнутые системы поддерживают старую идею об единой энергии и механизмах её сохранения.
В системах с НООС мы обнаружили всего 4 уровня энергий:
1. время – энергия 1-го уровня;
2. электрический заряд – энергия 2-го уровня;
3. тепловой заряд – энергия 3-го уровня;
4. диффузионный заряд – энергия 4-го уровня;
Рис. 7.3. Блок схема для физических законов релаксаций (систем с НООС).
Отношение каждой энергии (в иерархии) ко времени даёт такую характеристику, как ток соответствующей энергии. Это можно выразить в виде первой производной энергии по времени.
На рисунке 7.3. показаны законы трёх основных релаксаций: магнитной (самоиндукция), электрической и тепловой.
На рис. 7.3. возможно заметить, что для эфирного тока первая производная по времени равна 1. Её обозначили как IQ. Это значит, что энергия уровня 1 имеет локализацию во времени, а эфир движется вне времени.
Движущийся вне времени эфир – характеризуется магнитным полем. Магнитное поле всегда сопутствует некоторым объектам из атомов, и присутствует при движении заряженных частиц, заряженных атомов.
Определение:
Псевдо – движение – это когда некоторая среда отображает потоки движения, сами же эти потоки не движутся, а значит, обладают твёрдостью. Про магнитное поле можно сказать, что оно соответствует эфиру всегда находящемуся в состоянии псевдо - движения. Эфир твёрд, но способен изменять форму потоков с предельной скоростью – со скоростью света. Знакомый нам свет – это эфирные (электромагнитные волны), которые возникают при колебаниях в эфире, когда энергия эфира в процессе колебаний преобразуется то в магнитную форму, когда энергия локализована во времени, то в электрическую форму, когда энергия локализована в пространстве.
И потому эфир – это пространственно - временная среда, способная локализовать свою энергию или в пространстве или во времени. При колебательном процессе эфир локализует свою энергию и в пространстве и во времени, что соответствует электромагнитным волнам, что соответствует тепловому полю.
7.5.
Механическая иерархия энергий.
Механический эквивалент тепла.
В физике параллельно существуют две
иерархии энергий: тепловая и механическая
(см. главу 7.1.) . Так, например, изучая
колебания в контуре из катушки и
конденсатора, можно обнаружить
механическую аналогию процесса
колебаний.
Если аналогию рассмотрим
детально, то получим следующую схему:
Рис. 7.4. Механическая иерархия энергий.
Так, как мы уже знакомы с «тепловой» иерархией энергий, то теперь мы можем поискать энергетические признаки в «механической» иерархии энергий. Первый вопрос: существуют ли процессы релаксации – процессы, когда энергия уходит в окружающую среду. Сразу выясняем, что у Скорости есть такой процесс «трение», который может быть релаксацией, если Скорость при торможении убывает во времени по экспоненте. К сожалению, этот процесс нигде не изучался.
А про трение утверждают что: трение – это сила. Сам закон об инерциальном движении должен звучать так:
Тело
движется равномерно и прямолинейно,
если нет препятствия среды (трения) к
движению. При воздействии трения,
Скорость должна экспоненциально убывать
во времени в процессе релаксации.
Второй
вопрос: существует ли у энергии 2-го
уровня (координаты) поле? Очевидно, для
сложного механического движения, такого
как поток воды, например, можно составить
полевую схему.
Для потенциала второго
уровня Силы процесс релаксации – это
изменение Силы во времени при отдаче
окружающей среде энергии координаты
(заряд системы уровня №2). Возможно ли
этот процесс связать с деформацией?
Существует ли у энергии системы 3-го
уровня (механической энергии) поле? Пока
у механической энергетической системы
вопросов больше чем ответов.
Первое,
что можно заметить – это тот факт, что
в основании тепловой и механической
иерархии лежит энергия уровня №1 -
время.
Но в тепловой иерархии потоки
проходят через площадку…
В механической
иерархии энергия суммируется по
пройденному расстоянию.
Механическая
иерархия энергий описывает движение
тел, состоящих из атомов.
Тепловая
иерархия энергий описывает энергию,
локализованную в среде.
Механическая
иерархия в своём составе имеет механическую
силу, гравитационную силу и массу.
Тепловая иерархия в своём составе имеет
силы: кулоновского магнитного
взаимодействия, кулоновского электрического
взаимодействия, тепловые силы в виде
разницы давлений. Тепловая иерархия в
массе не нуждается. В тепловой иерархии
есть физическая величина подобная массе
(и располагается во втором уровне) –
это индуктивность.
У той и у другой
иерархии есть выход на потенциалы. И
если не знать принципа, по которому
энергии преобразуются друг в друга (а
тем самым реализуется закон сохранения
энергии 4 уровня… ), то возникает идея
всю энергию надо приводить к виду
тепловой энергии ( энергии 3-го уровня
) тепловой иерархии, а значит, нужен
механический эквивалент тепла.
Из
истории физики: начиная с 1843 года Джоуль
ищет подтверждение принципа сохранения
энергии и пытается вычислить механический
эквивалент тепла. В работах 1847—1850 годов
даёт ещё более точный механический
эквивалент тепла.
Так что же создаёт
Джоуль?
На рис. 7.5. изображена блок –
схема показывающая связь механической
и тепловой иерархий энергий через
механический эквивалент тепла Джеймса
Прескотта Джоуля.
Рис.
7.5. Отображение Джоулева механико-теплового
эквивалента.
Джоулев механический эквивалент тепла создаёт в физике полную путаницу.
Приведём пример:
Движется электрический заряд. Это явление сопровождается магнитным полем.
Современная физика утверждает, что электрический заряд ещё имеет и массу, а значит обладает механической энергией. Все энергии суммируются.
Это значит, что энергии среды (тепловая иерархия) складываются с энергией движения (механическая иерархия).
Но это не верно. Согласно физической модели «кинематограф» (см. 11.2.): движение – это изображение энергетических процессов среды.
Есть другой способ преобразования энергий. И это не суммирование. Преобразование энергий может идти через потенциалы ( в том числе и через силы). Рассмотрим, как это происходит.
7.6.
Закон сохранения и преобразования
энергий. Интегральный и дифференциальный
процессы.
Каждая энергия, если он только одного
вида, обладает свойством сложения.
Рассмотрим схему передачи и преобразования
энергий.
Схема представляет собой
передатчик энергии, приёмник энергии
и канал связи. Передача энергии происходит
на более высоком уровне иерархии.
Например, если в процессе передачи
энергии участвуют 1-й уровень энергии
(магнитное поле) и 2-й уровень энергии
(электрический заряд), то передача
энергии осуществляется на 3-м уровне на
уровне энергии (тепловой заряд).
Если при передаче энергии существуют:
токовый потенциал, электрический и
температурный напор, то передача энергии
осуществляется на 4-м уровне
(диффузионный заряд).
В этом
кроется секрет всех термо-магнито-электрических
эффектов.
Рис.
7.6. Схема преобразования и сохранения
энергии.
Процесс преобразования энергий разбивается на дифференцирующий (суммарный поток энергии более высокого уровня ), затем, интегрирующий – процесс накопления, затем выход энергии идёт через дифференцирующий процесс (потоки энергий более низких уровней в виде разностей соответствующих потенциалов). Схема преобразователя энергий (он же – устройство для сохранения энергии 4-го уровня) приведена на рисунке 7.6. Ток энергии 4-го уровня – это флуктуационный ток.
Создавая электронные устройства, например блоки питания, мы заботимся о получении высокого КПД. При проектировании, мы создаём условия для флуктационного тока, в котором стараемся большую часть энергии направить по одному каналу, например, повышая частоту (магнитный канал) или повышая напряжение импульсов (электрический канал). Такими способами возможно повысить КПД. Но так, как в блоках питания стоят вентиляторы, это значит, что имеются потери по тепловому каналу энергии. Блок схема на рис. 7.6. показывает, что энергия (4-й уровень) от передатчика поступает в виде 3-х разностей потенциалов. Процентная доля их различна. Все вместе они составляют флуктационный ток . Тут следует отметить, что величина флуктуационного тока (ток энергии уровня №4) вычисляется:
(7.29)
Это значит: здесь процесс перемножения, только не энергий, а потенциалов. Затем в интеграторе, своеобразном конденсаторе энергии, энергия 4-го уровня может накопиться. И наконец, наблюдать энергию 4-го уровня мы сможем, когда она поступит на выход в приёмник в виде 3-х разностей потенциалов. Для этого в схеме стоит второй блок , формирующий поток энергии уровня 4, который преобразуется в три разности потенциалов- ΔI2, ΔU2, ΔT2, При этом соотношения между ΔI1, ΔU1, ΔT1 и ΔI2, ΔU2, ΔT2 будут различными. А дальше, возможны потери энергии, если какая–либо разность потенциалов будет участвовать в процессе релаксации. Примечание: Следует отметить, что вход и выход энергии осуществляется в виде тока. Энергия, накопленный в блоке «накопитель» сам по себе не имеет смысла. В реальности невозможно построить идеальный интегратор, (идеальный термос или ещё что-то…) который не обладает утечками и может накапливать энергию бесконечно долго. Когда разности потенциалов в интеграторе (а это: токовые, электрические, температурные ) превышают предел, происходит пробой. Примером такого интегратора может служить грозовая туча, которая получает температурный напор в виде тепла от планеты Земля и холода из космоса. После накопления теплового заряда (заряд системы – тепловой заряд), происходит преобразование энергии в электрическую форму, а затем в ток (току соответствует энергия 1-го уровня) – пробой воздушной среды в виде молнии. Накопление энергии в интеграторе бывает иногда очень опасным процессом. Такого явления избегают, например, при эксплуатации АЭС. Закон сохранения энергии в масштабах Солнечной Системы не работает. Энергия к планете Земля приходит извне в виде гравитационного взаимодействия с Солнцем, в результате чего Земля разогреваются изнутри. Кроме того, на Землю приходит часть излучения Солнца. Эти энергии уходят от Земли в виде излучения в космос. Установившееся равновесие и определяет климат на земной поверхности. Потому, наша, земная энергия (и климат в том числе) – космического происхождения. В рамках, же некоторых экспериментов, в некоторых изолированных энергетически, системах, возможно наблюдать законы сохранения энергий и законы преобразования их друг в друга. (Имеется ввиду энергии тепловой иерархии.)
8. Механическая иерархия энергий. НООС в механике.
Рассмотрим механическую иерархию энергий и выведем уравнения релаксаций для 1 и 2-го уровня энергии. (см. рис 7.4.)
8.1. НООС в механике: вывод 2-го закона Ньютона.
Первый уровень энергии – это время.
Мы уже рассмотрели магнитную релаксацию, где зарядом системы является время.
В процессе рассмотрения, была обнаружена величина: индуктивность, которая имела связь с параметрами второго уровня энергии.
То же самое можно обнаружить и в механической иерархии энергий. Масса в механической иерархии энергий полностью аналогична индуктивности.
При выводе уравнения релаксации, нам пришлось ввести 3 новых физических единицы. Точно так же придётся поступить и здесь.
1. Напишем уравнение для постоянной времени 1-го уровня энергии.
(8.01)
2. Напишем уравнение для постоянной времени 2-го уровня энергии.
(8.02)
Постоянная времени входит в уравнение релаксации для упругости.
Здесь:
(8.03)
Где k – коэффициент упругости.
Размерность для CN :
Размерность для RN :
3. Сила выражается через RN:
(8.04)
4. Аналогично индуктивности выразим массу:
(8.05)
5. После приведённых формул начнём вывод ОДУУ.
Дано:
1.Закон об инерционном токе.
Инерционный ток выражен через потенциал системы IL:
(8.06)
2. Заряд системы – время τ. Уравнение для потенциала системы (V - скорость), выраженного через заряд системы и ёмкость системы:
(8.07)
Решение:
Напишем уравнение для интегратора или основное дифференциальное уравнение управления (ОДУУ):
(8.08)
Или
(8.09)
Далее, разделим обе части на ёмкость CL.
(8.10)
далее получим результирующее дифференциальное уравнение :
(8.11)
При V0 = 0 имеем:
(8.12)
Подставим (8.05) в выражение (8.12):
(8.13)
Далее следует:
(8.14)
Ускорение:
(8.15)
Выразим левую часть уравнения как ускорение:
(8.16)
Далее:
(8.17)
Подставим (8.04) в выражение (8.17):
(8.18)
Таким образом, мы доказали, что 2-й закон Ньютона – это уравнение для системы с НООС.
8.2. Уравнение для гармонического осциллятора в механической системе.
Для того чтобы доказать релаксацию (систему с НООС) для второго уровня механической энергии необходимо знать что является потенциалом для третьего уровня механической энергии. На рис. 7.4. он не известен и обозначен пустым квадратом.
Но тем не менее мы можем вычислить уравнение для гармонического осциллятора механической системы.
Также как в случае с колебательным контуром, нам необходимы только два уравнения:
1. уравнение ОДУУ для релаксации механической энергии 1-го уровня.
(8.18)
2. уравнение, для ёмкости (CN) системы 2-го уровня, выраженной через потенциал 2-го уровня (F).
(8.03)
(8.19)
L – заряд системы 2-го уровня (координата).
СL – ёмкость системы второго уровня.
F – сила – потенциал системы второго уровня.
Из уравнения (8.18) и (8.19) получим:
(8.20)
Выразим ускорение через координату:
(8.21)
Отсюда следует:
(8.22)
Из выражения (8.03) подставим значение CN:
(8.23)
Выражение (8.23) является уравнением для гармонического осциллятора.