Термодинамика реальных процессов

Однако термодинамика Онзагера опирается на классическую термодинамику с ее энтропией и на принцип микроскопической обратимости из теории детального равновесия химических реакций. Следовательно, в нее с самого начала заложены такие несовместимые понятия, как перенос (поток) и равновесие (покой), что является миной замедленного действия, заставляющей искать новые пути и неминуемо ведущей к взрыву. Об имеющихся трудностях в теории хорошо сказал Денбиг в книге [41]: «Всякая наглядная картина по отношению к потоку энтропии становится совершенно неуместной и трудности понимания очень сильно возрастают».

Парадокс ситуации заключается в том, что энтропия оказалась привязанной к состояниям равновесия и покоя случайно, только с помощью метода ее обоснования, развитого Клаузиусом. Это побудило и позволило Онзагеру для обоснования своей теории тоже прибегнуть к соответствующим идеям равновесия (химических реакций). Если отбросить оба обоснования, тогда под энтропией вполне можно будет понимать, например, теплород (calorique) Карно либо мой термический заряд. В результате термодинамика сразу же освободится от тяжести своих главных ограничений, и это станет первым шагом в направлении общей теории. И наоборот, если прибегнуть к соответствующим ограничениям, то из ОТ в частном случае получатся теории Клаузиуса и Онзагера [13, 15, 18].

Должен также добавить, что теоретически доказать факт существования энтропии в принципе невозможно, ибо она фактически призвана выполнять роль некоего субстрата, определяющего тепловое явление и имеющего смысл вещества. Но вещество дано нам независимо от наших теорий, факт его существования можно только постулировать, а постулат с помощью основанной на нем теории не доказуем [ТРП, стр.408-409].

 6. Определение кванта вермического вещества (вермианта).

Вермическое явление имеет все те общие и специфические свойства, которые упоминаются в параграфе 15 гл. XV. Например, на уровне наномира вермическое вещество должно обладать силовыми свойствами, а на уровне микромира - дискретными, порционными, квантовыми. В пятидесятых годах я начал развивать ОТ с попытки экспериментального определения силовых характеристик вермического нанополя, но потерпел неудачу из-за помех, создаваемых конвекцией воздуха, излучаемыми фотонами и т.д. Однако дискретность и величину порции (кванта) вермического вещества на уровне микромира мне удалось установить сравнительно просто, опираясь на известные опытные законы, а также на свои экспериментальные данные.

Грубое представление о величине вермианта  ?  можно получить с помощью элементарной молекулярно-кинетической теории газов. Для этого кинетическая энергия хаотического движения молекулы газа отождествляется с вермической энергией, которая равна Т? . Разделив энергию моля газа на число Авогадро, будем иметь [18, с.57; 20, с.334; 21, с.243]

?  = 3k = 4,14?10-23  Дж/К,     (324)

где k - постоянная Больцмана.

Другое значение вермианта получается на основе отождествления энергии микровибрационного движения фотона с его вермической энергией. Для этого в первом приближении можно приравнять частоту ? в формуле Планка (253) и частоту ?max , на которую приходится максимум излучения абсолютно черного тела в законе смещения Вина. Имеем [18, с.56]

?  = 3,89?10-23  Дж/К.       (325)

Эту величину можно уточнить, если учесть несимметричный по отношению к частоте  ?max  характер планковской кривой распределения спектральной интенсивности излучения абсолютно черного тела. Для этого надо найти центр тяжести площади, заключенной под этой кривой и определяющей полную лучеиспускательную способность абсолютно черного тела при данной температуре. Этому центру отвечает некая средняя частота  ?ср . Будучи умноженной на соответствующую среднюю спектральную интенсивность излучения, она дает полную лучеиспускательную способность. Отношение

    ?ср/Т = 7,98?1010  с-1?К-1

представляет собой закон, аналогичный закону смещения Вина. Приравняв  ?ср  и частоту ?  в формуле Планка (253), получаем следующее уточненное значение вермианта:

?  = 5,29?10-23  Дж/К.      (326)

Эксперименты с потоками теплоты и электричества на основе закона Видемана - Франца и соответствующего уравнения состояния дают значение [18, с.177; 20, с.334; 21, с.243]

?  = 3,87·10-23 Дж/К.      (327)