Скорость возникновения термического заряда, или энтропии,
И теплоты диссипации.
Отнесем приращение термического заряда диссипации d Qд [формула (539)] к объему системы dV = Fdх и времени dt. Получим удельную скорость возникновения термического заряда (в единице объема за единицу времени):
s = - (1/Т)(dQQ/ Fdt)(1/Т)( dТ/dх) = JQYQ/Т вт/(м3×град), (541)
где JQ - поток теплоты [формула (317)], вт/м2;
YQ - сила для потока теплоты,
YQ = - (1/Т)( dТ/dх) 1/м. (542)
Формула (541) похожа на общее выражение (499) или частную формулу (500). Однако сила YQ уже не имеет того простого и ясного физического смысла, каким она располагает в общей теории.
Количество тепла диссипации и термический заряд диссипации связаны соотношением (495). Поэтому, умножив левую и правую части равенства (541) на Т, получим
Т s = JQYQ вт/м3. (543)
Удельная скорость возникновения теплоты диссипации пропорциональна потоку теплоты JQ и силе YQ. По внешнему виду выражение (543) похоже на формулы (502) и (503).
Уравнения, выведенные в предположении, что в термических явлениях субстратом переноса является теплота, могут использоваться наравне с уравнениями, которые основаны на идее о переносе термического заряда. Формальная правильность этих уравнений вытекает из факта существования равенства (536). Однако при этом полностью утрачивается возможность понимания того, что происходит в термических явлениях, а за ними и во всех остальных.
|
|
|
Напряженность и индукция поля.
Напряженность.
Процессы переноса обусловлены действием всеобщего принципа притяжения и отталкивания зарядов. Эта же причина лежит в основе эффекта диссипации: распространение любого данного заряда сопровождается преодолением сил, действующих на него со стороны других зарядов и ансамблей. В результате, если заряд переносится в направлении действия сил, то термический заряд диссипации выделяется, если в противоположном направлении, то поглощается.
Величина силы Рх, оказывающей сопротивление переносу заряда dЕ, может быть найдена с помощью закона диссипации. Если заряд dЕ перемещается на расстояние dх (см. рис. 8, слева), то совершаемая работа
dQд = Рхdх дж. (544)
Эта работа в точности соответствует теплоте диссипации. Поэтому, приравняв правые части выражений (483) и (544), получим
|
|
|
Рх = - (dРд/ dх) dЕ н. (545)
Сила, действующая на заряд dЕ, пропорциональна величине заряда, коэффициентом пропорциональности служит градиент потенциала.
Введем обозначение (213)
G = - dРд/ dх.
Величина G называется напряженностью, или силой, поля. Из равенств (213) и (545) находим
G = - dРд/ dх = Рх/ dЕ. (546)
Напряженность поля численно равна силе, действующей на единицу заряда.
Индукция.
Если распространение данного заряда происходит в вакууме, то все предыдущие соотношения остаются в силе. Однако проводимости вакуума имеют вполне определенные конкретные значения. Им отвечают определенные градиенты потенциалов. Обозначив все величины для вакуума индексом «в», получим
dQд.в = Рх.вdх дж. (547)
Рх.в = - (dРд/ dх)в dЕ н. (548)
|
|
|
Н = - (dРд/ dх)в = Рх.в/ dЕ, (549)
Величина Н называется индукцией поля [формула (375)]. Она численно равна силе, действующей на единичный заряд в вакууме. В условиях стационарного режима и многослойного тела связь между напряженностью и индукцией устанавливается формулой (380).
Напряженность и индукция впервые были введены в науку применительно к электрическим и магнитным явлениям на основе крайне формальных соображений исходя из действующих на электрический и магнитный заряды сил. В общей теории эти понятия имеют обобщенный смысл. Они характеризуют силовые свойства любых полей. При этом ключевым является понятие напряженности. С помощью понятия индукции, как уже отмечалось ранее, удается рассматривать не абсолютные, а относительные величины потоков нанозарядов.
Из формул (544) и (549) видно, что силовое взаимодействие зарядов имеет диссипативную природу. Об этом свидетельствует тот факт, что в эти формулы входит диссипативная разность потенциалов dРд. Это соображение является важным дополнением к существующим в физике взглядам.
|
|
|
Понятия напряженности и индукции используются в дальнейшем для вывода закона силового взаимодействия тел (гл. VII).
Закон Хаббла.
Содержание закона.
В § 52 были рассмотрены некоторые характерные примеры применения закона диссипации. Они касались в основном макромира. В адрес микро- и наномиров были сделаны лишь краткие замечания. Теперь предстоит подробнее остановиться на диссипативных свойствах микро- и субмикромиров. Обсуждению этого вопроса посвящены все оставшиеся параграфы главы. Начнем с изучения диссипативных свойств микрочастицы – фотона.
В 1929 г. известный американский астроном Хаббл экспериментально установил, что частота света (фотонов), доходящего до нас от далеких галактик, уменьшается, фотон как бы краснеет. Уменьшение частоты тем больше, чем дальше от наблюдателя расположена галактика. Этот опытный факт получил наименование закона Хаббла.
Математически закон Хаббла обычно принято выражать следующей зависимостью:
v = Нх км/сек, (550)
где v - так называемая лучевая скорость движения (в направлении от земного наблюдателя) источника света – звезды или звездного образования, км/сек;
х – расстояние до источника, Мпс *;
Н – постоянная Хаббла, уточненное значение которой найдено Сандейджем,
Н = 75 км/(сек×Мпс). (551)
Формула (550) говорит о том, что покраснение фотона приписывается эффекту Доплера. По теории эффекта Доплера частота n0 излучаемого и частота n наблюдаемого света при наличии относительного движения источника и наблюдателя связаны следующей приближенной зависимостью, справедливой при малой относительной скорости v/с:
n = n0[1 – (v/с) ] 1/сек, (552)
где с – скорость света в вакууме, м/сек.
Следовательно, формулы (550) и (552) можно переписать также в виде
D n/ n0 = v/с = (Н/с)х, (553)
где D n - уменьшение частоты фотона на расстоянии х,
D n = n0 - n 1/сек.
Формула (553) лучше выражает суть закона Хаббла: уменьшение частоты фотона пропорционально расстоянию до источника света.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 164; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!