В сравнении с молекулярно-кинетической теорией (стр. 9 )

Теперь я предлагаю сопоставить два подхода к объяснению работы тепловых насосов. Во всех тепловых насосах используется носитель тепловой энергии (газ или жидкость). Итак, что представляет собой сама тепловая энергия по двум моделям. По первой модели (МКТ) – тепловая энергия это само движение молекул носителя. Чем быстрее молекулы двигаются (летают), тем выше температура вещества и наоборот. По второй модели (ТТЭ) – тепловая энергия это некие элементы имеющие материальную структуру.

       Разберём работу тепловых насосов по первой модели, когда из относительно холодной среды тепловая энергия переносится в более тёплую. Получается, что из менее активной (подвижной) среды меньшее количество движения передаётся в более активную, т. е. в более подвижную, среду. Рассмотрим этот процесс с известной нам логичностью. При контакте двух одинаковых медленно и быстро движущихся элементов, до этого медленно движущийся элемент обычно увеличивает свою скорость, а ранее быстро движущийся элемент замедляет. Добавляя в среду быстро движущихся элементов определённое количество таких же медленно движущихся элементов, мы  создаём условия для общего замедления движения элементов. Следовательно, наблюдаемый (получаемый) нами эффект в тепловых насосах вступает по первой модели в некое логическое противоречие с тем, что мы наблюдаем в реальности. Это означает, что по МКТ мы не можем получить по такому процессу достаточно ясную картину.

       Разбирая работу тепловых насосов по второй модели, мы получаем результат, который согласуется с тем, что мы видим в реальности. То есть, если к большому скоплению неких элементов мы, даже на медленно движущимся транспорте, подвезём ещё немного таких же элементов, то в результате этих действий данных элементов станет ещё больше.

Сравните эти два подхода и оцените их на логичность.

Сопоставляя две модели молекулярных отношений, я обнаружил, что каждая из них по-своему трактует работу закона сохранения энергии. Акцентирую, не сам закон, а его работу. Это выражается в следующем.

Согласно первой модели (МКТ) закон сохранения энергии не нарушается, если молекулы газа летают у поверхности земли, т. е. в значительном гравитационном поле, причём с довольно приличными скоростями, при равновесных условиях. Равновесные условия означают одну и ту же температуру газа во всех участках его объёма. Такие условия подразумевают, что все молекулы газа имеют относительно друг друга равную внутреннюю энергию. Разницей в энергии, способствующей распределению молекул газа по высоте, можно пренебречь. Хотя, в данном случае для чистоты рассуждений, мы можем рассматривать только молекулы находящиеся на одном горизонтальном уровне. Из вышесказанного следует, что, при ударах молекул друг с другом, ни у одной из них энергии прибавляться не должно. То есть, в этом случае получается, что молекулы газа, имеющие и определённую массу, и вес, могут постоянно летать, преодолевая гравитацию земли, не получая и не затрачивая на это никакой энергии. То есть утверждается, что с позиции МКТ в этих условиях закон сохранения энергии не нарушается.

Согласно второй модели (ТТЕ) молекулы газа находящиеся при абсолютно равновесных условиях (чего нет в природе), должны находиться в покое, причём независимо от значения температуры. То есть, если все молекулы обладают одним и тем же (равным) запасом внутренней энергии, независимо от того много её или мало,  то они обладают равнодействием по отношению друг к другу, и нет причины для возникновения силы, которая бы заставляла молекулы двигаться и  совершать между собой обмен равными порциями энергии, т. е. просто впустую перемешивать самих себя. Это значит, что согласно второй модели движение молекул происходит только при неравновесных условиях, т. е. тогда, когда через данный объём есть именно передача тепловой энергии в какую-либо сторону. Нет передачи энергии, т. е. нет поступления или утечки энергии, нет и движения.

Поскольку данный вопрос является основополагающим в понимании работы закона сохранения энергии, т. е. практически главного закона физики, то предлагаю ещё раз выделить и сопоставить следующие положения сопоставляемых теорий.

Итак, выделим следующие основные положения для двух теорий.

Основные положения по МКТ для газа:

Давление газа это действие молекул находящихся в динамике даже при абсолютно равновесных условиях; Скорость перемещения молекул газа является характеристикой температуры газа. Это означает, что молекулы газа должны в поле гравитации Земли перемещаться с большой скоростью даже тогда, когда через этот газ нет никакой передачи тепловой энергии.

Основные положения по ТТЭ для газа:

Давление газа это действие статических сил; Если было бы возможно создание абсолютно равновесных условий для газа, т. е. абсолютно постоянной температуры во всём его объёме, то его молекулы находились бы в абсолютном покое. Следовательно, молекулы газа перемещаются только тогда, когда есть передача тепловой энергии; Средняя скорость перемещения молекул газа зависит от разности температур на границах этого объёма газа.

Сопоставьте два эти варианта и подумайте, какой из них логичнее.

Сопоставляя эти варианты, мы, по сути, задумываемся над следующим утрированным философским вопросом. Когда должен двигаться автомобиль – при наличии бензина или при его затратах (т. е. сжигании) на перемещение? Причём выбор того или иного варианта происходит при обязательном наличии бензина (энергии) в обоих случаях.

Если кто-то выбирает первый вариант, то это будет означать его утверждение того, что единожды залив бензин в бак автомобиля он может ездить на этом количестве бензина вечно.

На форуме физики, соглашаясь, что по некоторым (а, по-моему, по многим) вопросам ТТЭ даёт более ясные ответы, утверждают, что количественную сторону процесса расширения газа МКТ объясняет лучше ТТЭ, полагая, что по ТТЭ таких объяснений нет. Я тоже так думал до определённого времени, пока внимательно не присмотрелся ко всем тем формулам на которые они ссылаются. Оказалось, что все они основанные на опытных закономерностях, т. е. все эти формулы выражают закономерность, выявленную практическими исследованиями. Это законы Архимеда, Бойля-Мариотта, Гей-Люссака и Шарля. Это и распределение Больцмана и уравнение Ван-дер-Ваальса, с его поправками (коэффициентами), зависящими от природы газов и размеров молекул. И много других. Ни один из этих законов, ни одно из этих уравнений не опирается на движение молекул, на их скоростные характеристики, т. е. на то, что составляет базовую суть МКТ.

Читая о распределении Больцмана, мы узнаём, что оно базируется на опыте Перрена, в  котором, при постоянной температуре, задействована только сила тяжести частиц, причём частиц относящихся к двум компонентам. Более мелкие (лёгкие) частицы распределялись в верхних слоях, а боле тяжёлые опускались ниже. Ни о каких скоростных перемещениях молекул в этом опыте нет даже речи, а тем более разнице этих скоростей.

Если увеличение температуры газа (воздуха) по МКТ это только увеличение скорости перемещения его молекул, то именно с этих позиций и должен даваться  ответ на следующий вопрос. Каким образом молекулы более холодного воздуха (газа), двигаясь также хаотично, но  более медленно, способны (а вернее должны в обязательном порядке, поскольку это низменно происходит) вытеснять более быстрые молекулы нагретого воздуха неизменно вверх?

Если это происходит в результате увеличенного количества ударов с низу медленных молекул по быстрым, то это должно как-то обосновываться? Хотя такие движения, имеющие явно некую направленность, хаотическими уже назвать нельзя.

Я множество раз задавал этот вопрос, но внятного ответа так и не получил.

Поскольку практика показывает, что закон Архимеда одинаково работает и в жидкости и в газах, то сторонники принятого взгляда на природу, не объясняя каким образом это происходит, переводят обсуждение на уровень гипермакроструктуры, т. е. на тела и пузыри, а затем всё теоретическое обоснование сводится к просмотру практических примеров. Мол, видите пузырь всплывает, значит это происходит по МКТ. И никакого объяснения того, как скоростные характеристики молекул влияют на их гравитационные свойства.

Во время дискуссий я очень часто задавал следующий вопрос, на который мне тоже так никто толком и не смог дать ясный ответ.

Если испарение жидкости (воды) происходит вследствие набора её молекулами высоких скоростей, то почему они, быстро перемещаясь друг относительно друга, т. е. расталкивая друг друга, не образуют зазоров, ведь несжимание жидкостей показывает их отсутствие?

       Ясного ответа на этот вопрос тоже так и не было дано. И, несмотря на это, физики продолжают утверждать, что испарение жидкости происходит за счёт набора отдельными её молекулами достаточно высоких скоростей. При этом совсем не объясняется, как это может происходить при наличии поверхностной плёнки, в которой силы сцепления между молекулами сильнее, чем внутри.

Одним из веских доказательств правоты МКТ приводилось распределение Максвелла.

О распределении Максвелла скажу в нескольких словах следующее. Во-первых, все подобные эксперименты, в которых определялось рассеивание молекул, изначально построены на некорректности. Откроем «Молекулярная физика» 1981г. (кстати, для физических факультетов) и посмотрим описание экспериментальной проверки распределения Максвелла в нём. В начале описания эксперимента заявляется о создании равновесных условий в неком объёме, а на самом деле используется печь, наличие которой делает невозможными условия получения равновесных условий. Затем используется граница между областью с низким давлением и вакуумом, т. е. дважды используется то, что исключает создание равновесных условий. Затем следует утверждение о том, что вылетающие молекулы отобраны именно из числа хаотично летающих в области низкого давления. По этому поводу я неоднократно приводил пример с маленькими воздушными шариками, втиснутыми с большой силой в некий большой сосуд. Вылет этих шариков из сосуда, в котором эти шарики постоянно сжимают друг друга, через открывшееся отверстие, значительно превышающее размеры этих шариков, не означает того, что они летали и внутри этого сосуда. Это значит, что результаты, полученные в подобных опытах и полностью совпадающие с логикой ТТЕ, выдавать только за доказательство работы МКТ некорректно.