Энергодинамика. Синтез теорий переноса и преобразования энергии

Купить бумажную книгу и читать

Автор: Эткин В.А.

Название: Энергодинамика. Синтез теорий переноса и преобразования энергии

Издательство: Наука

Год: 2008

Страниц: 409 с.: ил.

Формат: pdf

Размер: 8 Mb

Для сайта:

В монографии предложен системный подход к интеграции наук на основе единой термодинамической (безгипотезной) теории скорости процессов переноса и преобразования любых форм энергии независимо от их принадлежности к той или иной области знания. Теория, названная для краткости энергодинамикой, базируется на введении дополнительных параметров пространственной неоднородности, позволяющих перейти к изучению части через целое и рассматривать объекты с любым конечным числом степеней свободы вплоть до изолированных систем. Обобщая классический термодинамический метод характеристических функций на пространственно неоднородные и локально неравновесные системы, она позволяет осуществить синтез равновесной и неравновесной термодинамики, классической и квантовой механики, теории теплообмена и массообмена, гидродинамики и электродинамики. При этом важнейшие принципы, законы и уравнения этих дисциплин получены дедуктивным путем как логические и математические следствия энергодинамики. Значительное внимание уделено в книге устранению ряда паралогизмов термодинамики, обусловленных ее необоснованной экстраполяцией, и анализу нетривиальных результатов, полученных практически в каждой области приложения энергодинамики.

Книга ориентирована на широкий круг читателей, интересующихся базовыми концепциями современного естествознания, явлениями на стыках наук, проблемами эволюции и альтернативной энергетикой. Она может быть полезной также и для специалистов, заинтересованных в поиске путей преодоления современного кризиса теоретической физики, укреплении концептуальной базы естествознания, в междисциплинарной подготовке студентов и интеграции знаний.

     Оглавление

Безгипотезное построение теории

Методологические принципы энергодинамики

Исключение гипотез и постулатов из оснований теории

Отказ от идеализации процессов и систем вне рамок условий однозначности

Уточнение исходных понятий применительно к реальным процессам и неравновесным системам

Обобщение термодинамической классификации процессов. Теорема о числе степеней свободы

Расширение пространства переменных с введением параметров неравновесности и неоднородности

Классы неравновесных процессов и их координаты

Математический аппарат теории

Закон сохранения полной энергии

Придание основному соотношению энергодинамики характера тождества

Введение времени и производительности процессов в уравнения энергодинамики

Исключение диссипативных членов из уравнений баланса энергии

Инергия и анергия как меры упорядоченной и неупорядоченной энергии и характеристические функции

Нахождение общего вида уравнений состояния и переноса

Фундаментальные дисциплины как следствие энергодинамики

Классическая механика

Коррекция исходных понятий механики

Обоснование принципа наименьшего действия

Теоретический вывод закона всемирного тяготения

Принцип инерции и его обобщение на вращательное движение

Принцип силы и унификация сил

Принцип равенства действия и противодействия и его расширенная трактовка

Классическая термодинамика

Принцип исключенного вечного двигателя 1-го рода (первое начало термодинамики)

Принцип существования энтропии (второе начало для обратимых процессов)

Принцип возрастания энтропии (второе начало для необратимых процессов)

Принцип исключенного вечного двигателя 2-го рода

Принцип недостижимости абсолютного нуля температур

Принцип максимума энтропии как условие равновесия и устойчивости термодинамических систем

Термодинамика необратимых процессов

Линейная теория скорости диссипативных процессов

Движущие силы и обобщенные скорости реальных процессов

Уравнения баланса энтропии и скорость диссипации

Феноменологические законы процессов переноса

Соотношения взаимности в процессах переноса

Принцип минимального производства энтропии

Теория тепломассообмена

Устранение странного размежевания термодинамики и теории теплообмена

Основной закон теплопроводности

Конвективный теплообмен и теплоотдача

Лучистый теплообмен с позиций энергодинамики

Теплообмен и работа в открытых системах

Тепломассообмен в открытых системах

Гидроаэродинамика

Основные законы гидродинамики

Связь термодинамических и геометрических параметров в потоках газов

Законы трения. Сдвиговая, объемная и вращательная вязкость

Вывод обобщенного уравнения Навье– — Стокса

Перенос импульса в пограничном слое

Электростатика и электродинамика

Теоретический вывод закона Кулона

Свободные, поляризационные и дипольные заряды

Закон Ома и его обобщение

Токи смещения как разновидность потоков смещения

Термодинамический вывод уравнений Максвелла

Негативные последствия экстраполяции термодинамики

Паралогизмы термодинамики открытых и поливариантных систем

Формальный перенос соотношений равновесной термодинамики на неравновесные системы

Отождествление упорядоченных и неупорядоченных работ

Сужение идеи о невозможности вечного двигателя 2-го рода до утверждения об исключительности свойств источников тепла

Неадекватность условий материального равновесия

Возникновение проблемы термодинамических неравенств

Запрет на использование тепла окружающей среды

Паралогизм парадокса Гиббса

Происхождение и сущность парадокса Гиббса

Термодинамическая недопустимость парадокса Гиббса

Смещение начала отсчета энтропии в процессе смешения как причина ее «скачка»

Энергодинамическая теория процессов смесеобразования

Паралогизм теории «тепловой смерти» Вселенной

Происхождение и сущность теории «тепловой смерти» Вселенной

Искажение связи энтропии с диссипацией и необратимостью

Неадекватность термодинамической и статистико-информационной энтропии

Недопустимость абсолютизации принципа возрастания энтропии

Необоснованность экстраполяции принципа возрастания энтропии на Вселенную

Паралогизм отрицательных абсолютных температур

Происхождение понятия отрицательной абсолютной температуры

«Инверсия» второго начала в области отрицательных абсолютных температур

Нетепловой характер спин–-спинового взаимодействия

Описание спиновых систем с позиций энергодинамики

Паралогизмы релятивистской термодинамики

Неоднозначность релятивистских преобразований термодинамических величин

Неинвариантность выражения КПД релятивистского цикла Карно

Релятивистская машина Карно как комбинированный двигатель

Энергодинамика как теория «абсолютности»

Нетривиальные следствия энергодинамики

Теория подобия процессов преобразования энергии

Единство процессов переноса и преобразования энергии

Универсальный показатель совершенства преобразователей энергии

Кинетические уравнения процессов энергопревращения. Антисимметрия соотношений взаимности в них

Критерии подобия процессов преобразования энергии

Универсальные нагрузочные характеристики преобразователей энергии

Подобие нагрузочных характеристик реальных установок

Нахождение нестационарных эффектов наложения

Доказательство существования результирующей движущих сил независимого процесса переноса

Нахождение эффектов наложения из условий частичного равновесия

Предсказание величины эффектов наложения по известным термодинамическим параметрам

Упрощение феноменологических законов без применения соотношений взаимности Онсагера

Исследование мембранных процессов в условиях нарушения соотношений взаимности

Новые концепции в химии и биологии

Векторная природа обратимых биохимических реакций

Связь момента распределения валентных электронов с периодической системой элементов

Взаимосвязь процессов активного и пассивного транспорта в биосистемах

Роль упорядоченной энергии в жизнедеятельности биосистем

Максимум инергии как критерий зрелости биоорганизмов

Подтверждение единства технических и биохимических преобразователей энергии

Теория нелинейных процессов переноса

Соотношения взаимности в химических реакциях

Исследование необратимых процессов в системах, далеких от равновесия

Упрощение законов переноса на основе дифференциальных соотношений взаимности

Дальнейшее сокращение числа кинетических коэффициентов в уравнениях переноса

Установление дополнительных связей между эффектами наложения

Устранение противоречий термодинамики и теории эволюции

Стремление к равновесию как противодействие хаосу

Неэнтропийные критерии эволюции неравновесных систем

Самопроизвольный характер процессов структурообразования при кристаллизации

Упорядочивание систем в ориентационных процессах

Антидиссипативный характер процессов перераспределения масс во Вселенной

Энергодинамическая направленность биологической эволюции

Теория производительности технических систем

Синтез энергодинамики с термоэкономикой

Номинальные режимы работы энергоустановок

Оптимальная степень перегрузки силовых и технологических установок

Режимы «крейсерской скорости» транспортных установок

Условия достижения максимальной мощности теплоэнергетических установок

Синтез классической и квантовой механики

Причины дискретного характера процессов в микромире

Учет квантового выхода в уравнении фотоэффекта

Энергодинамический аналог уравнения Шредингера

Альтернативное описание спектральных серий

Нахождение параметров электронных орбит

Устранение «белых пятен» в электродинамике

Потоки полевых форм энергии и вектор Пойнтинга

Учет явления «запаздывания потенциала» в уравнениях электродинамики

Обобщение уравнений Максвелла с учетом потоков смещения связанных зарядов

Подтверждение непротиворечивости обобщенных уравнений Максвелла

Возможность передачи энергии по однопроводной линии

Существование продольных электромагнитных волн

Возможность использования полевых форм энергии

Теоретическая возможность создания альтернаторов

Конвертеры гравитационной энергии

Генераторы на энергии электрических полей

Генераторы тока на энергии магнитного поля

Теплогенераторы как конвертеры энергии полей излучения

Литература