Макроскопический ансамбль зарядов.
1. Макроскопическое тело.
Совокупность микроскопических ансамблей зарядов составляет макроскопическое (макрофизическое) по размерам тело: элементарные частицы складываются в атомы, атомы – в молекулы, молекулы - в тела. Таким образом, любое тело – это макроскопический ансамбль зарядов. Макроскопическими ансамблями являются привычные нам твердые, жидкие и газообразные тела различных размеров, вплоть до Земли, Луны и планет включительно.
На уровне макромира заряды обладают континуальными (непрерывными) свойствами. Это накладывает определенный отпечаток на поведение макроскопических тел. Но принципиальные закономерности, которым подчиняются макроскопические ансамбли, остаются теми же, что и для микроскопических тел. В частности, это касается связей, которые заключены в каждом ансамбле.
Всеобщая связь макроскопических явлений.
Любой макроскопический ансамбль, как и микроскопический, располагает n степенями свободы, причем n ® 0. В данных конкретных условиях интерес могут представлять l из них.
Все степени свободы тела органически между собой связаны. Этим обусловлена всеобщая связь явлений на уровне макромира. Соответствующие связи человек наблюдал в течение тысячелетий, но природа их была не ясна. На основе понятия ансамбля форм движения общая теория позволяет полностью расшифровать с качественной и количественной стороны все наблюдаемые закономерности.
|
|
|
Следует заметить, что связи между различными степенями свободы проявляются по-разному – все зависит от конкретных особенностей системы и условий, в которые она поставлена. У одних систем определенные связи проявляются весьма резко, у других – слабо. Например, у газов связь между термической и механической формами движения выражена очень ярко. Ее легко наблюдать при накачивании насосом воздуха в камеру колеса автомобиля. В насосе изменяется (переносится) объем газа (механическая форма движения), это приводит к одновременному повышению температуры (термическая форма движения). Аналогично при нагреве газа (переносится термический заряд) происходит изменение его давления.
У многих систем столь же сильно проявляется связь между электрической и магнитной степенями свободы. В результате перенос электрического заряда вызывает изменение магнитного потенциала (появление магнитного поля), а перенос магнитного заряда – изменение электрического потенциала. Наличие этой связи затрудняет правильное понимание магнитных явлений, которые до сих пор ошибочно рассматриваются как побочное следствие электрических.
|
|
|
Примеры сравнительно мало заметных связей между термической и механической формами движения дают твердые и жидкие тела, которые практически несжимаемы. В газах при комнатных условиях слабо выражена связь между термической, электрической, магнитной, фильтрационной и другими степенями свободы. Например, под действием разности температур возникают электрический ток, магнитное поле, фильтрация газа и т.д., но уловить эти эффекты трудно из-за их малости. При высоких температурах газа (плазма) перечисленные связи проявляются очень сильно.
Качественную сторону связи явлений легко понять, если вспомнить, что кванты зарядов закреплены в ансамбле определенными силами. Поэтому, например, под действием разности температур происходит перенос термического заряда, а вместе с ним увлекается и весь ансамбль со всеми присущими ему свойствами. В результате термическое явление сопровождается электрическими, магнитными, фильтрационными и прочими эффектами. Величина каждого данного сопутствующего эффекта зависит от прочности связи в ансамбле данного заряда с термическим.
Количественная сторона связи явлений определяется законами общей теории. Эта связь проявляется на всех более сложных уровнях движения и рассматривается в последующих главах. Впервые попытка изучить имеющиеся связи была сделана Онзагером в его термодинамике необратимых процессов. Эта попытка относится к частному случаю, когда система находится вблизи состояния равновесия.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 240; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!