Термодинамика реальных процессов

Вейник Альберт Иозефович

Глава XVII. Снова о свойствах парена, или абсолютного вакуума.

1. Среда нулевой энергии.

Выше уже говорилось, что парен - это наипростейшее макроявление, представляющее собой отправную точку эволюции и вещественную основу всех явлений природы (гл. V). Отмечалось также, что достаточно подробно изучить любое данное явление можно только в том случае,

если выйти за пределы той ступени эволюционного развития, на которой находится это явление, и взглянуть на ситуацию также с других ступеней - более низких и особенно более высоких. Под этим углом зрения целесообразно применить к парену начала ОТ, то есть посмотреть на него с позиций ансамбля простых явлений. При этом конкретный физический смысл приобретают количественные меры N, входящие в уравнение (25). В результате в свойствах парена открывается много нового, исключительно интересного и принципиально важного. Одновременно понятнее становится и сам ансамбль простых явлений, ибо, согласно правилу вхождения, парен всегда в нем присутствует с правом соответствующего влияния.

Согласно первому и седьмому началам ОТ, мера количества поведения вещества ансамбля N4 представляет собой энергию U (см. выражения (29), (71) и (136)). Следовательно, согласно общему уравнению (25), у парена энергия равна нулю.

Этот вывод имеет исключительно важное теоретическое и практическое значение. Он, несомненно, должен охладить те горячие головы, которые предлагают получать энергию из абсолютного вакуума, представляющего собой парен (см. параграф 3 гл. XVII), полагая, что у последнего ее запасы неограниченно велики. Разумеется, если впоследствии не окажется, что микропорции (кванты) простых веществ в действительности являются сложными образованиями и располагают самостоятельными запасами энергии. Например, так могло бы быть, если бы эти кванты состояли из более мелких наночастиц, ответственных за существование нанополей (см. параграф 1 гл. V). Однако пока ни один опыт, особенно с элементарными частицами, не говорит о подобной возможности. Поэтому приходится довольствоваться тем, что парен является неограниченным источником вещества (см. параграф 3 гл. V). Неограниченными запасами энергии располагают сверхтонкие миры, но это тема особого разговора.

Равенство нулю энергии у парена объясняет, почему в формулах (210), (215) и (287) - (291), полученных путем интегрирования соответствующих дифференциальных уравнений, константы интегрирования были положены равными нулю [ТРП, стр.313-314].

2. Абсолютно твердое тело.

Согласно второму началу ОТ, количество вещества, определяемое мерой NI (экстенсором Е), подчиняется закону сохранения. К числу веществ относится и пространство, обладающее свойством протяженности (размерами). Это значит, что пространство в целом, как и его отдельные порции (кванты), не может самопроизвольно или под действием каких-либо внешних причин изменять свои размеры.

Иными словами, пространство представляет собой абсолютно несжимаемую среду и поэтому может рассматриваться как абсолютно твердое тело. Это в равной мере относится как к активным, так и к пассивным квантам (метриантам), входящим в состав элементарных частиц, атомов, молекул, макротел, планет, звезд, космического вакуума и т.д. Что касается наблюдаемых в опыте изменений объема тел, например, в цилиндре с поршнем, то этот процесс не имеет никакого отношения к обсуждаемому вопросу о недеформируемости пространства; он подробно рассмотрен в параграфе 2 гл. XV.

Следовательно, парен есть абсолютно твердое тело со всеми вытекающими отсюда теоретическими и практическими последствиями. Поскольку мерой количества метрического вещества может служить масса, постольку все сказанное (в смысле подчинения закону сохранения количества вещества) относится также и к массе [ТРП, стр.314].

3. Абсолютный вакуум.

В параграфе 3 гл. VII было показано, что количественная мера качества поведения вещества N5 представляет собой интенсиал ? (см. равенства (71) и (136)). Согласно общему уравнению (25), у парена мера ?5 равна нулю. Следовательно, вещества в состоянии парена обязаны иметь нулевые значения всех интенсиалов, включая хронал, квадрат скорости, температуру, электрический

потенциал, давление и т.д., то есть иметь нулевую активность поведения, быть абсолютно пассивными. В противоположность этому вещества в составе ансамблей с отличными от нуля интенсиалами являются активными. Термины «активное» и «пассивное» вещество уже употреблялись нами ранее при рассмотрении метрического явления (см. параграфы 2 гл. XV и 2 гл. XVII).

Теперь должно быть ясно, почему при интегрировании уравнения (54) третьего начала ОТ в параграфе 7 гл. X (см. формулу (92)) константы интегрирования были приняты равными нулю: при отводе от системы всех активных веществ, определяемых экстенсорами Е, все интенсиалы обязаны одновременно обращаться в нуль.

Как известно, при эвакуации активного вещества из некоторого объема возникает вакуум, причем нулевому давлению соответствует абсолютный вакуум. На этом основании парен можно именовать также абсолютным вакуумом.

Очень важно различать следующие два состояния системы: обычное, описываемое уравнением (54), и предельное, гипотетическое, описываемое уравнением (25). В обычных условиях от системы, состоящей из активного вещества, отводится тоже активное вещество, при этом система не разрушается, продолжая оставаться более или менее активной. Во втором, предельном, случае происходит распад самой системы и превращение ее активного вещества в пассивное вещество парена. Такой процесс распада системы в работе [21, с.142] назван паренированием вещества. При паренировании наблюдается разрушение связей между активными веществами системы. Система вначале распадается на молекулы и атомы, затем на элементарные частицы, которые, в свою очередь, расчленяются на отдельные кванты простых веществ. В этот момент все количественные меры вещества и поведения системы, кроме экстенсоров, обращаются в нуль. Так происходит полное паренирование системы. Обратный процесс - возникновения активного вещества с неравными нулю интенсиалами из пассивного парена - именуется интенсированием парена [21, с.133]. В связи с этим возникает вопрос о возможности практического осуществления процессов паренирования вещества и интенсирования парена [ТРП, стр.314-315].

4. О достижимости абсолютного нуля и бесконечности интенсиала.

Проблема паренирования прямо связана с проблемой достижения абсолютного нуля интенсиалов, имеющей большое теоретическое и практическое значение. Из уравнения (92) следует, что при стремлении к нулю всех экстенсоров в нуль обращаются также все интенсиалы. Однако так будет только в идеальном случае. В реальных условиях система, если только она не есть парен, состоит из активных веществ, и поэтому ее интенсиалы в принципе не могут быть равными абсолютному нулю. В противном случае она должна сама обратиться в парен, то есть перестать быть исходной системой. Следовательно, в обычных условиях абсолютный нуль интенсиалов недостижим.

Вместе с тем путем отвода от системы активных веществ можно весьма близко подойти к абсолютному нулю интенсиалов. Трудность вопроса заключается в том, что для такого отвода, согласно пятому началу ОТ, требуется располагать окружающей средой, имеющей еще более низкие значения интенсиалов, чем система. При этом, согласно третьему началу ОТ, наибольшего успеха можно достичь в том случае, если одновременно воздействовать на все степени свободы системы, ибо они органически связаны между собой универсальным взаимодействием, что отражают перекрестные коэффициенты уравнения состояния. Этот результат ранее был сформулирован мною в виде теоремы о нулевом значении интенсиала [18, с.110; 21, с.131].

Частным случаем теоремы о нулевом значении интенсиала является известная теорема Нернста, согласно которой при понижении температуры до абсолютного нуля энтропия каждого химически однородного вещества конечной плотности тоже стремится к нулю. Теорему Нернста в литературе часто именуют третьим началом термодинамики. Эта теорема относится только к одной степени свободы системы - тепловой, однако сформулирована она правильно, ибо при стремлении к нулю температуры одновременно в нуль обязаны обратиться и все остальные интенсиалы, а также все экстенсоры, включая вермиор. В настоящее время, по сообщениям печати, финским ученым удалось достичь температуры, отличающейся от абсолютного нуля всего на 5?10-8 К.