Термодинамика реальных процессов

В параграфе 3 гл. VII показано, что интенсиал есть специфическая мера интенсивности силового взаимодействия веществ, причем он пропорционален силе (см. уравнения (94) и (95)). Следовательно, снижение интенсиалов системы должно сопровождаться уменьшением силовых взаимодействий в ее объеме и уменьшением ее сопротивления по отношению к переносимому веществу. В терминах пятого начала ОТ, определяемого обобщенным законом переноса (100), этот факт можно интерпретировать как снижение обобщенных сопротивлений АР и повышение обобщенных проводимостей КР, ибо они связаны между собой обратной зависимостью (106). Точно таким же образом должны изменяться и все частные сопротивления и проводимости, упомянутые в гл. XI. В терминах закона вязкостного трения Ньютона этот факт должен означать снижение коэффициента вязкости.

Эффект резкого снижения сопротивления системы при стремлении к нулю одного или нескольких интенсиалов назовем суперпроводимостью [21, с.146]. Очевидно, что этот эффект должен иметь место по отношению к любому истинно простому веществу - хрональному, метрическому, ротационному, вибрационному, вермическому, электрическому, магнитному и т.д. и должен особенно сильно проявляться при одновременном стремлении к нулю всех интенсиалов, характерных для системы. Что касается условно простых веществ, то у них суперпроводимость может проявляться с известной спецификой либо отсутствовать вовсе - все зависит от того, насколько условное вещество отличается от истинного и является ли оно веществом вообще.

Характерным примером может служить система, у которой к абсолютному нулю приближается ее температура, - это наиболее изученный ныне случай. У такой системы наблюдаются различные частные эффекты суперпроводимости, причем уровень их проявления оказывается неодинаковым для разных степеней свободы. Применительно к электрической степени свободы суперпроводимость, названная сверхпроводимостью, была открыта в 1911 г. в опытах со ртутью нидерландским физиком Камерлинг-Оннесом, который в начале нашего столетия впервые получил температуры, близкие к абсолютному нулю. Камерлинг-Оннес установил, что сверхпроводимость возникает при температурах ниже определенного предела, именуемого критической температурой Тк . У метрического явления суперпроводимость, названная сверхтекучестью, была открыта П.Л. Капицей в 1938 г. в опытах с жидким гелием. Известна также супертеплопроводность; например, в некоторых сверхпроводящих металлах с уменьшением температуры отмечается сильное возрастание коэффициента теплопроводности; в других металлах, наоборот, коэффициент теплопроводности падает; очень резкое увеличение теплопроводности наблюдается в жидком гелии-II по сравнению с гелием-I - во много миллионов раз. Явление магнетизма дает эффект супермагнитопроводности, в котором роль критической температуры играет так называемая точка Кюри [22, с.93]. Хрональное, ротационное, вибрационное и другие простые явления тоже должны давать соответствующие эффекты суперпроводимости, но пока эти эффекты не изучены.

Имеющиеся в настоящее время опытные данные говорят о том, что вязкость резко уменьшается только при очень низких температурах. Что касается суперэлектропроводности то ее уже удалось довести до комнатных температур. Но в эффекте супермагнитопроводности сопротивление ничтожно мало даже при таких высоких температурах, как 1043 К (точка Кюри для железа). В случае вермопроводности картина получается более сложной, неоднозначной. Все это является следствием конкретных свойств скелетной структуры рассматриваемых реальных систем.

При обсуждении всех этих эффектов необходимо помнить, что перенос различных веществ происходит в системе, которая сама по себе обладает не равной нулю активностью. Это значит, что в условиях суперпроводимости сопротивление системы в принципе никогда не может обратиться в нуль [18, с.157; 20, с.239; 21, с.148]. Это прямо противоположно существующим ныне представлениям, согласно которым при сверхпроводимости и сверхтекучести электросопротивление и вязкость считаются равными нулю. Опыт подтверждает вывод ОТ. Например, в условиях сверхпроводимости некоторое снижение силы тока было отмечено через 8 лет, а в условиях сверхтекучести скорость жидкого гелия несколько упала уже через 3 ч.

Если в качестве системы рассматривается абсолютный вакуум, или парен, то у него все интенсиалы равны нулю. Следовательно, в нем вообще отсутствуют какие бы то ни было силы взаимодействия. Поэтому парен представляет собой среду нулевого сопротивления. В связи с этим напрашивается естественный вопрос: должно ли отсутствие трения означать, что в парене можно перемещаться, не испытывая никакого сопротивления? Очевидно, что нет.