Взаимосвязь конфигурационной энтропии, материи и Физического Вакуума
Дата: 11/04/2013
Тема: Атомная наука


А.М.Савченко, к.т.н.

Закон сохранения энергии гласит, что при всех процессах, протекающих в изолированной системе, внутренняя энергия системы, представляющая собой сумму кинетических энергий и энергий взаимодействия (потенциальных энергий) частиц этой системы, остается постоянной. При этом в понятие изолированная система входит сама система и окружающая ее среда (рис. 1а). Об этом же говорит и первое начало термодинамики (принцип сохранения энергии). Исходя из него, система становится тем более стабильной, чем меньше ее внутренняя энергия, например, выделение тепла при смешении компонентов, когда раствор или сплав занимает минимальное энергетическое состояние.


Однако некоторые процессы, например, процесс смешения, самопроизвольно могут идти даже в том случае, когда энергия системы  повышается [1]. В этом случае процесс описывается вторым законом термодинамики, который определяет лишь направление энергетических процессов, а не энергетический баланс (рис. 1 б).


Рис. 1. Основные законы термодинамики, а – первый закон (закон сохранения энергии) и его графическая интерпретация, б – второй закон в интерпретации Кана

Это несоответствие первого и второго законов термодинамики возникает в основном из-за того, что не совсем ясен пока физический смысл как самой свободной энергии, так и ее основной составляющей, энтропии, и, прежде всего, энтропии смешения. Ее трактовка из квантовой механики как число вероятностей состояния системы, при всей интуитивной точности определения, не выявляет энергетическую природу энтропии.

Кан в своей книге «Физическое металловедение» во втором издании попытался связать первый и второй закон термодинамики, выведя второй закон из первого (рис. 1 б). В интерпретации Кана свободная энергия это работа, взятая с обратным знаком, которую потенциально могла бы совершить система при постоянной температуре [2]. То есть, фактически, он указал на энергетический смысл свободной энергии, и, следовательно, энтропии. Однако в последующих изданиях его ученики выкинули из книги этот раздел, посчитав его, скорее всего, не нужным и не представляющим интерес.

Мы постарались приблизиться к пониманию физико-энергетической природы энтропии, рассматривая изменение величины энтропии смешения в физико-химических процессах как результат взаимодействия материи с Физическим Вакуумом (ФВ) [3].

Скрытые энергетические процессы, происходящие при смешении


Некоторые факторы, указывающие на энергетическую природу энтропии смешения 

Рассмотрим, например, процесс смешения соленой и пресной воды. Энергия при этом не выделяется (мы не ловим ее изменение по изменению температуры). Однако процесс идет самопроизвольно, так как увеличивается энтропия смешения, и, следовательно, уменьшается свободная энергия.

На самом деле, энергия всегда выделяется при самопроизвольных процессах, правда она скрытая. Доказательством этого служит возникновение осмического давления, когда через полупроницаемую перегородку, разделяющую соленую и пресную воду, проникает пресная вода и смешивается с соленой (рис. 2 а). Теоретически осмическое давление между соленой и пресной водой может достигать максимально 26 атмосфер, что соответствует разности их уровней приблизительно 270 метров. В Норвегии кампания Statkraft собирается запустить электростанцию, которая будет получать энергию за счет описанного выше процесса (рис. 2 б) [4].

Рис. 2. Возникновение осмотического давления при  смешении (соленая и пресная вода ( a) и использование процессов смешения при работе осмотических электростанций (б) [4]

Таким образом оказывается, что увеличение энтропии смешения не только сопровождается выделением энергии, но даже может совершать полезную работу.
Другой пример. Если на лед насыпать соль (или налить соленой воды), то лед растает. То есть будет затрачена энергия на плавление льда, так как температура замерзания соленой воды ниже, чем пресной. То есть опять, мы изменяем только энтропию смешения, в результате чего выделяется энергия.

Возникает резонный вопрос. Куда делась энергия и как ее можно использовать, ведь в природе полно процессов идущих с увеличением энтропии. И можно ли, затратив энергию, повернуть процесс смешения обратно, очистив раствор от мельчайших примесей (используемый сейчас обратный осмос не позволяет получить качественной очистки).

По нашему мнению скрытый характер свободной энергии заключается в том, что при идеальном смешении происходит несколько процессов, взаимно компенсирующих друг друга. Как пример, одновременно выделение и поглощение тепла или выделение тепла и одновременно совершение им работы внутри тела или системы, направленной, например, на увеличение средней теплоемкости, как при смешении (рис. 3) [5].


Рис. 3. Схема проявления в материальной системе скрытых процессов внутри системы, взаимно компенсирующих друг друга: одновременно выделение и поглощение тепла Q, или выделение тепла и одновременно совершение им работы W внутри тела или системы, направленную, например, на увеличение средней теплоемкости. В результате внутренняя энергия увеличивается, но не фиксируется калориметрически. Как пример, процессы смешения, описываемые вторым законом термодинамики

И если из-за этого их сложно наблюдать в закрытой системе – выделение или поглощение тепла – то можно их обнаружить в открытой системе – по отражению этих процессов в окружающей среде – Физическом Вакууме. Тогда сразу проявляется энергетическая составляющая ф-х процессов, описываемых вторым законом термодинамики. Дополнительным подтверждающим это предположение фактором является то, что математическое описание энтропии есть не что иное, как средняя теплоемкость, характеризующая среднюю энергию колебаний атомов (S= Q/T=0T dQ/T = 0T CpdT/T=Ĉ). Проведенный нами целый ряд довольно простых экспериментов, легко повторяемых в лабораторных условиях, подтверждает эту гипотезу.

Механизм взаимодействия Физического Вакуума с материей

В современной физике существует множество теорий, рассматривающих Физический Вакуум или эфир, как называли его ранее, не как пустое пространство, а как некоторую энергетическую среду, в которой существует материя и которая является средой распространения волн и взаимодействий - гравитационных, электромагнитных и т. д. Выводя свои знаменитые уравнения электродинамики, Максвелл исходил из существования ФВ. Поль Дирак рассматривал ФВ как скомпенсированное состояние электрон-позитронных пар, вызывающее их спонтанное рождение при флуктуациях энергии ФВ.
В современном представлении ФВ также стали наделять энергией [6]. Даже введенное сейчас вместо эфира поле Хиггса имеет ту же энергетическую природу и с каждой его модификацией все более приближается по свойствам к эфиру или ФВ.

В нашем понимании Физический Вакуум, заполняющий все пространство Вселенной, представляет собой материю не в чистом виде, а в виде сгустков энергии, образующих пространственную упругую решетку (рис. 4) [7, 8]. Поэтому вакуум материален только в энергетическом смысле, как бы обладает "псевдомассой". Структура узла вакуума рассматривается как двойной тор с правовинтовой и левовинтовой закруткой, что обуславливает положительную и отрицательную полярность ФВ. Полярность ФВ практически скомпенсирована в отсутствии внешнего воздействия, с небольшим сдвигом в отрицательную область.


Рис. 4. Схематичное изображение структуры и узла Физического Вакуума

Таким образом, наше понимание ФВ ближе всего к структуре, предложенной Полем Дираком.

Исходя из предположительной структуры ФВ, становится очевидно, что расширение Вселенной должно происходить не по механизму разлета материи в виде звездных скоплений и Галактик, а путем раздувания самой энергетической среды – ФВ  за счет уменьшения кольцевой скорости тороида (потери его энергии) и, следовательно, увеличения его диаметра (ФВ как бы раздувается). При этом естественно, исходя из структуры узла ФВ, потеря энергии Большого Взрыва при расширении Вселенной, которая, как считается сейчас, пропорциональна увеличению объема, зависит не от R3 пространства или узла ФВ, а только от R (зависимость не кубическая, а линейная). Это происходит вследствие того, что размер Вселенной увеличивается за счет большого радиуса тороида, а кинетическая энергия вращения равновесного тороида пропорциональна V2, которая, в свою очередь обратно пропорциональна R при вихревых движениях, то есть, обратно пропорциональна радиусу тороида. Понятно, что при этом не только Галактики будут удаляться друг от друга, но и вопреки принятой сейчас концепции, любые материальные тела.

Однако для понимания эффектов взаимодействия ФВ с материей, не столь важно знать на данном этапе из чего он состоит. Важно, что он существует (эфир или ФВ или поле Хиггса и т. д.) и имеет энергетическую природу.

По нашей гипотезе, образованная из Физического Вакуума материя (при Большом Взрыве или рожденная из гамма кванта электрон-позитронная пара) остается с ним связана. Поэтому любое энергетическое воздействие на материю - деформация, нагрев и т. д. через колебания атомов приводят к интенсификации колебаний энергетических узлов решетки Физического Вакуума и, следовательно, увеличению энергетической плотности последнего. Этот эффект должен приводить к уменьшению веса тел (не массы), подобно эффекту гидростатического взвешивания в среде с повышенной энергетической плотностью (рис. 5). Материальное тело как бы всплывает в этой среде [3, 9].


Рис. 5. Схема, объясняющая эффект уменьшения веса тел при увеличении энергетической плотности Физического Вакуума, a - исходное состояние, b - после внесения энергии в Физический Вакуум, в – внешний вид некоторых исследованных образцов


Изменение веса тел при взаимодействии с Физическим Вакуумом

Первым эффект изменения веса тел при их деформации обнаружил астрофизик Н.Козырев [10, 11], который считал это воздействием потока времени. Поэтому он исследовал в основном вторичные эффекты воздействия «потока времени» на тела, которые заметно меньше по интенсивности, а не сам энергетический поток. Вследствие этого он полагал, что при прямых энергетических воздействиях на тела меняется масса, а не вес тел, и что обратимая деформация не приводит к изменению веса, что не совсем верно. Его эксперименты, к сожалению, до сих пор малоизвестны, так как эффекты изменения веса были невелики (0.001 - 0.005% от веса тела) и теоретического объяснения этого эффекта не было.
В проведенных нами экспериментах удалось значительно (почти на порядок) усилить эффект изменения веса – до 0,03-0,07% от веса тела. Мы наблюдали эффекты изменения веса тел при разных энергетических воздействиях на материальные тела - при нагреве и охлаждении образцов, разряде конденсаторов, таянии льда, кристаллизации сплава Вуда, горении электрической лампочки, работе песочных часов, а также при упругой и пластической деформации различных материалов. Так как в экспериментах часто действовали несколько факторов, то первая группа экспериментов проводилась для получения чисто качественного эффекта - изменения веса в ту или иную сторону. Во всех проведенных экспериментах при внесении энергии в тело (нагрев, деформация и т. д.) вес уменьшался, а в обратных процессах - охлаждение, кристаллизация - увеличивался, что совпадало с вышеприведенной гипотезой об изменении веса тел подобно эффекту гидростатического взвешивания в среде с повышенной или пониженной энергетической плотностью. Наиболее заметные весовые изменения происходили при нагреве тел (до 0,2% от веса образца).

Более простые методически с минимальным влиянием на чистоту экспериментов побочных факторов оказались эксперименты с воздействием деформации, поэтому они проводились более планомерно на материалах разной плотности - свинце, нержавеющей стали, алюминии и пластмассе (рис. 5 в). Схема эксперимента приведена на рис. 6.
Так как на менее плотных телах - алюминии и пластмассе - эффект уменьшения веса оказался, как и следовало ожидать, сильнее, то более тщательные эксперименты проводились на алюминиевых пластинах весом 4,6 г и пластмассовых цилиндрах весом 6,9 г. Большая часть измерений проводилась на лабораторных весах ВЛР-200 с погрешностью 0,00005 г. Алюминиевые пластины подвергались пластической деформации, а пластмассовые цилиндры как пластической, так и упругой деформации в течение 10-15 секунд. Максимальное изменение веса пластин составляло 0,0014 г, а цилиндров - 0,0048 г, что в относительных процентах составляло 0,03% и 0,07% соответственно. Результаты одного из экспериментов приведены на рисунке 6.


Рис. 6. Схема эксперимента по изменению веса образца. а- образец предварительно взвешивался, б – затем деформировался, в – повторно взвешивался (вес уменьшился), г – через 15 минут вес восстанавливался

Образец предварительно взвешивался, затем деформировался в течение 10-15 секунд и снова ставился на весы. Далее в течение всего эксперимента образец не вынимался из весов. Первые секунды после деформации наблюдалось максимальное уменьшение веса. Затем вес в течение 10-15 минут практически восстанавливался, что подтверждало чистоту экспериментов (рис. 7) [3].

Восстановление веса образцов в течение времени происходило из-за постепенного восстановления энергетической плотности ФВ - уменьшения интенсивности его колебаний, вызванных воздействием материального тела.

Уменьшение веса происходило как после упругой, так и после пластической деформации. По первым приблизительным оценкам величина изменения веса зависела не столько от величины энергетического воздействия, сколько от его мощности.

Следует подчеркнуть, что зарегистрированное максимальное снижение веса превышает погрешность измерения почти на два порядка.

Рис. 7.  Изменение веса тел разной плотности после упругой и пластической деформации


Следует отметить, что при повторной деформации эффект изменения веса выражен сильнее (рис. 8). При дальнейшем повторении эксперимента на этом же образце идет процесс суперкомпенсации – восстановление веса несколько выше его исходного первоначального значения (правая часть графика), если деформации планируются проводить циклично. Побывавшее в «передряге» тело как бы прогнозирует последующую деформацию и противится ему (правая часть графика), также как и готовится к ней (левая часть графика), если его испытывать после значительной паузы более часа), когда тело уже окончательно восстановило свой первоначальный вес, который у него был до всех испытаний. Хотя эти странные эффекты на фоне общего значительного изменения веса были невелики, но они стабильно повторялись, и к ним пришлось относиться серьезно как, по всей вероятности, к реально существующим и требующим объяснения. Скорей всего для объяснения данного эффекта можно применить правило Ленца - при энергетическом воздействии на систему в ней возникает сила, препятствующая этому воздействию. По-видимому, это правило, или точнее, универсальный закон природы, работает также на уровне информации или тонкой материи.


Рис. 8.  Изменение веса тел  при повторной деформации пластмассового стаканчика – эффекты преддействия и последействия


Следует отметить, что когда ранее Николай Козырев проводил свои эксперименты по воздействию энтропийного потока (испарении ватки с ацетоном) на отклонение стрелки крутильных весов, он также наблюдал как эффект суперкомпенсации, так и «хвостик» - предвидение энергетического воздействия [11] [12]. Непосредственно перед экспериментом стрелка крутильных весов отклонялась в противоположную сторону.
В экспериментах его последователей с энтропийными потоками [13] также наблюдался схожий эффект преддействия – в показаниях системы проявлялось вначале небольшое отклонение в противоположную сторону относительно ожидаемого эффекта.

                              Изменение веса тел при дистанционном воздействии

Еще более интересными оказались эксперименты по дистанционному воздействию на предварительно деформированное тело. Если следовать нашей гипотезе о кратковременном увеличении энергетической плотности ФВ вокруг деформированного тела, то если поднести к нему другое деформированное тело, то общая плотность окружающего ФВ еще больше увеличится и мы будем наблюдать еще один скачок в уменьшении веса тел. Что, в принципе и происходило в наших экспериментах. Схема экспериментов приведена на рис. 9, а результаты на рис. 10.


Рис. 9. Схема эксперимента по дистанционному воздействию на образец со скачкообразным  уменьшением веса последнего; а- образец номер один предварительно взвешивался; б – затем деформировался, также как и образец номер 2; в – повторно взвешивался (вес уменьшился), затем шло постепенное восстановление веса; г – к первому образцу подносился второй деформированный образец, но не ставился на весы и вес первого образца скачкообразно падал; д – второй образец убирался и вес скачкообразно увеличивался, и т. д.


Рис. 10.  Изменение веса тел при дистанционном воздействии второго образца
 
Образец номер 1 (пластмассовый стаканчик весом примерно 6,6 грамм) первоначально взвешивался (а), затем деформировался и снова помещался на весы, на которых одна дверца сбоку была открыта. Как обычно, фиксировалось его резкое уменьшение веса с постепенным восстановлением, как в описанных выше экспериментах. Затем, не закрывая боковую дверцу весов рядом (но не на весы) помещался свежедеформированный образец номер 2 – такой же пластмассовый стаканчик. При этом мгновенно вес образца номер 1 скачкообразно уменьшался (линия 2 на рис. 10), и далее, как обычно, вес стал постепенно восстанавливаться (линия 3). Через примерно 30 секунд  образец номер 2 отставлялся в сторону и вес образца номер 1 на весах мгновенно увеличивался и примерно совпадал с тем значением, которое он бы имел без присутствия второго образца (линия 4). Затем мы снова подносим образец номер 2 к весам и снова все повторяется – вес образца номер один резко падает (линия 5). Когда мы снова убираем образец номер 2, вес образца номер один снова резко увеличивается по линии 6.

Следует заметить, что если оба образца разделены стеклянной дверцей весов, то воздействия не наблюдается, то есть дверца служила экраном.

Если опять обратиться к концепции Николая Козырева, об энергетических потоках времени во Вселенной, то он отмечал, что «поток времени» в его формулировке, ослабляется и экранируется рядом материалов, в частности стеклом. Скорей всего изменение энергетической плотности ФВ как-то связано с козыревским «потоком времени».

К сожалению, намеченный нами цикл экспериментов по дистанционному воздействию был прерван в самом начале по некоторым причинам. Для тех, кто решит повторить и продолжить эти эксперименты, привожу нашу полную программу, которую мы планировали выполнить:

1. Зависимость эффекта от расстояния
2. Зависимость от места (снизу, сверху, сбоку)
3. Зависимость от количества и массы материала.
4. Зависимость от состава материала (первого и второго образцов).
5. Зависимость от степени деформации исходного образца и времени его нахождения на весах.
6.Зависимость от силы энергетического потока (поднести к весам сразу несколько деформированных образцов)
7. Зависимость от материала экрана.
8. Концентрация энергетического потока от второго образца по типу зеркал Козырева.
9. Дистанционное воздействие специально генерированными энтропийными и антиэнтропийными потоками.

                             Изменение веса тел при увеличении энтропии смешения

Согласно нашей гипотезе увеличение энтропии смешения из-за ее энергетической природы, также должно вести к увеличению энергетической плотности ФВ, причем, в отличие от предыдущих экспериментов, необратимо. Поэтому в следующей серии экспериментов исследовалось изменение веса при растворении сахарного сиропа в воде. Этот процесс практически не меняет величину внутренней энергии системы (отсутствует выделение или поглощение тепла), а приводит к увеличению энтропии смешения.

В отличие от предыдущих экспериментов вес смеси уменьшался постепенно по мере прохождения диффузионного процесса смешения (рис. 11) [3, 9]. Примерно через 5 минут уменьшение веса достигло относительной величины 0,04% и в дальнейшем не изменялось во времени. Это говорит о необратимости процесса и о том, что ФВ при увеличении энтропии смешения переходит в другое, более высокое энергетическое состояние за счет перехода в него избытка энергии при смешении и сохраняет это состояние в течение всего времени существования смеси.


Рис. 11. Изменение веса при увеличении энтропии смешения (при смешении сахарного сиропа с водой)

 Физико-энергетическая природа энтропии смешения

Полученные экспериментальные результаты требуют ответа на два вопроса. Какой механизм увеличения энергетической плотности ФВ при увеличении энтропии смешения, и какова физическая природа энтропии смешения?

Прежде всего то, что энтропия, в том числе и энтропия смешения имеет энергетический смысл, помимо экспериментов Николая Козырева и наших экспериментов подтверждается, приведенным в начале статьи, известным эффектом создания осмического давления при процессах смешения, например при смешении простой и соленой воды. При этом нет тепловых эффектов, а работа производится только за счет увеличения энтропии смешения [9]. На базе этого эффекта в Норвегии построили первую в мире осмическую электростанцию использующую пресную и морскую воду. [4]. Создающееся осмическое давление передается на турбину и преобразуется в электроэнергию. Таким образом, энтропия смешения может производить работу и имеет также энергетическую природу, что ранее не учитывалось.

Как известно, величина энтропии пропорциональна логарифму термодинамической вероятности состояний системы, которая, естественно, увеличивается при смешении разнородных атомов. Поэтому увеличение энергетической плотности Физического Вакуума при увеличении энтропии смешения, которая пропорциональна средней теплоемкости, объясняется увеличением числа микросостояний системы, следовательно, увеличением числа и амплитуды колебаний атомов раствора и связанных с ними колебаний энергетической решетки Физического Вакуума [3, 9].

Каким образом увеличение вероятности состояний может быть связано с энергией? Рассмотрим для простоты идеальное смешение, образование идеальных растворов, где не наблюдаются тепловые эффекты при смешении, так как силы связи одноименных и разноименных атомов считаются равнозначны. Любое увеличение числа состояний в сплавах ведет к вырождению уровней валентных электронов, то есть, расширению этих уровней, в том числе и более энергетически выгодных. Естественно, согласно первому закону термодинамики, «все стремится к минимуму энергии», электроны стремятся занять эти уровни. В результате выделяется избыточная энергия и усиливается межатомная связь, что свойственно всем сплавам. Однако эта энергия или теплота не выходит из системы в окружающую среду, так как одновременно в сплаве идет процесс увеличения энтропии, т. е. средней (не удельной) теплоемкости, которое поглощает это тепло. То есть работа системы пошла, в конечном счете, на увеличении энтальпии (H), которую при данной температуре мы измерить не в состоянии (рис. 3). Однако это изменение отражается в ФВ по вышеприведенному механизму. [5]. Обычно измеряют только удельную теплоемкость в узком интервале температур. В пределах точности измерений и в соответствии с правилом Неймана-Коппа это изменение при смешении не улавливают, так как основное отличие в теплоемкостях исходных компонентов и их смеси идет ниже температуры Дебая. Чтобы замерить среднюю теплоемкость или энтальпию нужно нагревать тело от нуля градусов Кельвина, что трудоемко и делается редко.

ФВ реагирует сразу на увеличение средней теплоемкости, то есть энергетической емкости тела, иными словами, на энергию колебаний атомов повышением своей энергетической плотности. То есть при смешении идет выделение избыточной энергии как в материальном теле, так и реакции на этот процесс ФВ, окружающим тело и постоянно связанным с ним. Происходит как бы поглощение избыточной энергии материального тела Физическим Вакуумом. сохраняя неизменным суммарную энергию открытой системы (материя плюс Физический Вакуум).

Таким образом, второй закон термодинамики при переходе к открытой системе - материя плюс ФВ - приобретает дополнительный физический смысл как закон сохранения энергии, а не только как закон, определяющий равновесие термодинамической системы (рис. 12) [3, 9].


Рис. 12. Схема энергетических процессов протекающих при смешении и отраженных во втором начале термодинамики применительно к открытым системам, иллюстрирующая его дополнительный физический смысл как закона сохранения энергии [9].

Величина свободной энергии DG определяет общий баланс энергии с учетом изменения энергии ФВ, DH – видимое выделение или поглощение энергии в физико-химическом процессе, а TDS – скрытое выделение энергии в материальном теле, с отражением в ФВ.

Таким образом, становится понятно, почему самопроизвольно могут идти физико-химические процессы, в которых внутренняя энергия системы (DH) повышается. Общее понижение энергии системы достигается за счет большего по величине, чем DH, выделения энергии в ФВ, равного TDS.

Процессы смешения еще тем сложны, что происходят чаще в жидком, или даже в газообразном состояниях, а реальные изменения отражаются только в твердом состоянии – это и уменьшение температуры и энтальпии плавления, и увеличение средней теплоемкости и характера колебаний атомов. То есть, смешивая, мы меняем наследственность процессов, которых не видим. Может быть, с этой точки зрения следует рассматривать парадокс Гиббса – самопроизвольное смешение двух идеальных газов, при котором мы не видим видимых изменений. А они есть, только в жидком и твердом состояниях. Нужно просто эту смесь охладить до температур близких к нулю Кельвина, и сравнить с исходными компонентами. 

                                     Движущаяся сила увеличения энтропии

Известно, что все равновесные процессы в природе самопроизвольно идут к понижению свободной энергии и увеличению энтропии системы. Однако не совсем ясно, на чем основывается этот закон природы. Можно предположить, что при расширении Вселенной (рис. 13), и, следовательно, непрерывном уменьшении энергетической плотности ФВ, согласно правилу Ленца (любое изменение физического состояния приводит к возникновению сил, препятствующих этому изменению – ЭДС самоиндукции и т. д.) должен возникнуть процесс, увеличивающий энергетическую плотность ФВ. А самопроизвольное увеличение энтропии как раз приводит к увеличению плотности ФВ и препятствует расширению Вселенной, как и предположительно, ряд других процессов – движение тел по орбитам, вращение тел и т. д.


Рис. 13. Схематическое представление расширения Вселенной за счет расширения энергетической среды – Физического Вакуума с уменьшением его плотности, и возникновение согласно правилу Ленца процесса  увеличения энтропии с увеличением плотности ФВ, противодействующего его расширению.

Естественно в этой связи можно также предположить, что само раздувание Вселенной происходит не по принципу принятой сейчас концепции Большого Взрыва, когда каждая материальная часть Вселенной удаляется друг от друга в пустоте, а раздувается сама энергетическая структура ФВ, в которой и находятся образованные из нее и связанные с ней материальные тела. При этом силы гравитации в силу их малости по сравнению с энергией ФВ не могут противостоять этому. В результате данная трактовка расширения Вселенной (она настолько очевидна, что скорее всего кем-то ранее должна была быть предложена), может быть интересна для астрофизиков.

Другое следствие данной модели это возможность существования скоростей выше скорости света. Если Вселенная каждое мгновение раздувается через синхронное увеличение каждого энергетического узла в структуре Физического Вакуума, которые связанны друг с другом, то мы получаем механизм, позволяющий передать не только сигнал или информацию, как у Козырева, но и энергию в любую точку нашей Вселенной мгновенно. Для этого воздействие должно осуществляться в резонансном режиме с расширением Вселенной, а не в режиме электромагнитной волны, которая  последовательно деформирует узлы ФВ, которые в данном случае выступают как обычный колебательный контур с определенной индуктивностью и емкостью, ограничивающими скорость передачи энергии скоростью света. Резонансный режим работы ФВ и способ его реализации можно определить исходя из его структуры. Однако это тема отдельной статьи.

                              Физическая трактовка экспериментов Николая Козырева

Пользуясь теперь предложенной трактовкой понятия энтропии попробуем объяснить некоторые известные эксперименты астрофизика Николая Козырева и его последователей [10-11].

В своих экспериментах Козырев создавал в центре энтропийный процесс путем нагрева тел, испарения ацетона, растворением сахара в воде и  т.д. Различными способами, в частности крутильными весами, измерял воздействие этого процесса на окружающую среду. При всех энтропийных процессах – нагрев тел, растворение веществ и т. д. стрелка крутильных весов отклонялась от процесса (рис. 14 б).

На любой энергетический процесс тело должно реагировать, или уходить из зоны его влияния, как стрелка крутильных весов в экспериментах Козырева (рис. 14 б), или, если тело зафиксировано, уменьшать это воздействие согласно правилу Ленца – т. е. должен возникать поток, препятствующий изменению состояния системы (рис. 14 в).


Рис . 14. Реакция материального тела на энтропийный процесс: (a) исходное состояние, (b) отклонение стрелки крутильных весов от процесса, (c) противодействие потоку энтропии за счет изменения внутреннего состояния тела (правило Ленца)

Вокруг энтропийного источника создается повышенная энергетическую плотность ФВ, что, в частности приводило к уменьшению веса тел. Создается энергетический градиент концентраций от энтропийного источника к телу, при этом энергетическая плотность должна убывать по квадратичному закону. Стрелка крутильных весов, попадая в несвойственное энергетическое состояние среды ФВ, отклоняется в область, где энергетическое состояние ФВ не изменялось, т. е. от процесса.
Поглощение телом внешнего потока энтропии и вторичное излучение энтропийного потока

Рис. 15. Схема противодействия потоку энтропии в материальном теле за счет изменения внутреннего состояния тела (правило Ленца)

Если же этого не происходит – тело или стрелка крутильных весов закреплены неподвижно - то материальное тело в зоне воздействия энтропийного потока должно вступать с ним во взаимодействие (рис. 15). Это происходит следующим образом.

Состояние окружающего тела ФВ соответствует состоянию с большей энтропией, чем имеется в настоящий момент у материального тела, имеющего более низкоэнергетическое состояние. ФВ, принадлежащий физическому телу начинает поглощать внешний энтропийный поток. Чтобы согласно правилу Ленца препятствовать этому процессу, т. е. уменьшить плотность ФВ, в самих телах идут антиэнтропийные процессы - тормозятся физико-химические процессы. В экспериментах Козырева это  замедление хода времени, уменьшение вязкости воды и электросопротивления, замедление скорости биологических и химических процессов и т. п., что связано с уменьшением средней теплоемкости и характером колебаний атомов. Это приводит к уменьшению энергетической плотности вакуума вокруг тела, и опять создается согласно правилу Ленца уже антиэнтропийный противоток.

Если внешнее энтропийное воздействие достаточно энергично, то в соответствии со втором законом термодинамики может быть задействован и первый член уравнения – изменение энтальпии, т. е. в самом теле могут идти выделение или поглощение тепла и перестройка кристаллической структуры.
Вернемся к рис. 15. По истечении некоторого времени, когда снято воздействие внешнего источника или наступило равновесие, начинают идти обратные процессы. т. е. тело опять оказывается в первоначальном состоянии окружающего его ФВ и даже с превышением по энергии за счет созданного им самим увеличения энергетической плотности. Чтобы наступило равновесие, в нем убыстряются физико-химические и энтропийные процессы, и оно становится вторичным источником энтропийного излучения.
Носителем взаимодействий в энтропийном излучении - в экспериментах Козырева и последователей, создающих разную плотность ФВ, предположительно являются низкоэнергетические нейтрино и антинейтрино, в том числе и Реликтовые нейтрино, - частицы, не несущие заряд, но ответственные за изменение массы. Однако нейтрино практически не взаимодействуют с веществом.

Поэтому, здесь, наверное, уместна аналогия с нейтронами. Быстрые нейтроны слабо задерживаются веществом, в то время как медленные имеют большое сечение захвата и взаимодействия на порядки выше.
В случае с нейтрино, помимо нейтрино высоких энергий, которые, подобно быстрым нейтронам, практически не задерживаются веществом, существуют также низкоэнергетические и реликтовые нейтрино, которые могут реагировать с веществом, особенно если материальное тело или окружающий его ФВ находится в неравновесном состоянии. Нейтрино (имеется ввиду нейтрино - антинейтриная пара) создают разную плотность ФВ вокруг энергетических процессов и самих тел. Материальные тела, участвующие в процессе излучают нейтрино посредством возбуждения ФВ, другие, окружающие энтропийный процесс материальные тела, находящиеся рядом, поглощают энергию нейтрино посредством окружающего их ФВ.
Следовательно, увеличение энтропии в одном месте ведет к ее уменьшению в окружающем пространстве. Это приводит к невозможности тепловой смерти Вселенной, что в частности следует из экспериментов Николая Козырева и было им неоднократно показано.

В изолированной системе существует закон возрастания энтропии. В неизолированной системе с ФВ существует другой закон – возрастание энергетической плотности колебаний ФВ при энтропийных процессах и одновременное поглощение веществом этих колебаний, что приводит к уменьшению энтропии в окружающем процесс веществе. Эти  процессы взаимно противоположны и происходят при любых физических явлениях, в том числе при вращении тел и звездных систем, вызывающих наибольшее изменение возмущений плотности колебаний ФВ. Вращения и движение звездных систем имеют циклический характер, что дает некоторые основания считать частично обоснованными использование астрологических прогнозов.

              Эксперименты по созданию мощных энтропийных и антиэнтропийных потоков

Эксперименты проводились на специально сконструированном стенде, в состав которого входили 2 вихревых гидравлических теплогенератора общей мощностью 37 кВт. Внешний вид стенда приведен на рис. 16, а общая схема первого контура стенда - на рис. 17. [3, 14].

В рабочей части вихревого генератора создавался вихрь жидкости (вода с различными добавками, в том числе с воздухом) по принципу трубы Ранка (схема на рис 16 а), который затем автоматически скручивался в тороидное кольцо. Скорей всего, его структуру можно представить рисунком 16 б.


Рис. 16. Схема создания вихря в трубе гидравлического теплогенератора (а,) структура вихря (б) и внешний вид рабочей части стенда [3, 14]

В процессе изучения влияния различного вида энергетических воздействий на воду (вихревые эффекты, кавитация, гидроудар, различные резонансные явления, образование аномально пересыщенных растворов в воде, стабилизирующихся при энергетическом воздействии), удавалось создавать как мощные антиэнтропийные потоки в воде, так и энтропийные. Получено огромное количество материала, требующего обработки и анализа, а также необычных эффектов, требующих объяснения. Однако это тема отдельной статьи. Ниже приводятся два из них.


Рис. 17. Общая схема первого контура испытательного стенда

1. Если искусственно генерировать мощный антиэнтропийный поток - подобные эффекты возникали при вихревых процессах и резком изменении фазового состояния воды, когда мы добавляли в нее 3-15% воздуха по объему, то в теле, согласно правилу Ленца, в ответ возникают мощные энтропийные потоки. При холодной воде внутри, термопары фиксировали скачкообразное на десятки градусов возрастание температуры окружающих стенок трубопроводов, соответствующее структурно более высокотемпературному состоянию тела с большей амплитудой колебаний атомов, хотя по телесным ощущениям оно оставалось холодным (рис. 18). Таким образом, можно заставить метал плавиться при комнатной температуре, что актуально для химически активных материалов, в частности актинидов. Например, эвтектики плавятся при более низкой температуре, чем составляющие эвтектическую смесь фазы за счет большей средней теплоемкости, меньшей температуре Дебая и, следовательно, большей амплитудой колебаний атомов. [16]. Следовательно, для разрушения их структуры при плавлении требуется меньшая энергия и температура. Похожий эффект известен как «depressed melting», когда тонкие прослойки металлов или нано поверхности порошков за счет влияния сил поверхностного натяжения имеют меньшую температуру плавления, чем сам метал. При  этом в них обнаруживается большая амплитуда колебаний атомов кристаллической решетки (большая вибрационная энтропия) по сравнению с массивным металлом.


Рис. 18. Скачкообразное (энтропийное) повышение температуры стенок труб стенда при резком фазовом переходе в воде.

Можно также попробовать объяснить появление, и главное, необычные свойства Благодатного огня, возникающего на православную Пасху и не обжигающего руки. Для его возникновения и поддержания нужны сотни энтропийных градусов на большом пространстве в течение долгого времени, что требует огромной силы и мощи направленного антиэнтропийного потока из Вселенной.

2. В другом случае при добавке в воду трансформаторного масла с некоторым количеством воздуха в воде генерировался мощный энтропийный поток. Происходило резкое повышение температуры воды, а стенки трубопроводов стенда при этом охлаждались за счет создания в них антиэнтропийного потока (рис. 19). Этот процесс стабильно повторялся при повторении условий эксперимента.



Рис. 19.  Эффект перетекания тепла от холодного тела к горячему при прохождении водяной смеси через вихревой кавитатор

    Возможное практическое применение искусственных энтропийных и антиэнтропийных потоков

Найти практическое применение искусственно созданных энтропийных и антиэнтропийных потоков несложно. Это, прежде всего отмеченная выше возможность плавить металлы при комнатной температуре при искусственном генерировании энтропийного потока (рис. 20а). При этом расплавленный металл будет оставаться холодным и не взаимодействовать ни с атмосферой, ни со стенками тигля. Это особенно важно при плавке химически активных и радиоактивных металлов – урана, плутония и т.д., а также тугоплавких материалов.

Рис. 20. Схема искусственного создания энергетических потоков и их использование, а – энтропийный поток (плавка материалов при комнатной температуре, б – антиэнтропийный поток (очистка растворов от примесей).

При искусственно генерировании энтропийного потока (рис. 20 б) и получении, согласно правилу Ленца, антиэнтропийного потока в обрабатываемом материале, можно менять направление различных физико-химических реакций. В частности, для очистки растворов от примесей и для обессоливания морской воды. Особенно важным может быть использование данного процесса для разделения изотопов, например, N15 от N14.

Создание подобных процессов возможно благодаря энергетическому происхождению энтропии, на что раньше обращалось мало внимания, а также правилу Ленца, которое является аналогом закона сохранения энергии и третьего закона Ньютона и должно учитываться при рассмотрении любых энергетических процессов.

 Возможные энергетические эффекты при скачкообразном изменении плотности Физического Вакуума

Процессы изменения энергетической плотности Физического Вакуума (ФВ), вызванные, по всей вероятности эффектами излучения и поглощения реликтовых нейтрино, могут приводить также к явлениям выделения энергии в материальных телах. Скорей всего, подобные эффекты происходят на Солнце и звездах, создавая дополнительное энерговыделение помимо происходящих там термоядерных реакций. Рассмотрим подробнее данный процесс [14, 16].

В ФВ с существующей энергетической плотностью электрон - элементарный вихрь, находится в равновесном состоянии. В вихревых образованиях (на звездах, Солнце, в водяных вихрях и смерчах), при круговом движении тел с ускорением, а также при любых энергетических эффектах, связанных с резким изменением плотности ФВ, создается разряжение и уплотнение ФВ. Электрон, представляющий собой элементарный вихрь [14, 16], стабилен по массе только в ФВ той энергетической плотности, в которой он был образован (зарядная стабильность частиц сохраняется всегда, даже при переходе от электрона к мюону). В соответствии с классической физикой элементарных частиц изменение массы электрона возможно только в случае поглощения или отдачи им частицы, несущей массу. В случае электрона это электронное антинейтрино.

Электроны, попадая в ФВ с меньшей плотностью, переходят в неравновесное состояние (степень закрутки самого вихря-электрона слишком велика для ФВ меньшей плотности). Масса электрона, т. е. степень закрутки в ФВ меньшей плотности должна быть меньше, что обеспечивает стабильность электрона как истинно элементарной частицы (самопроизвольно распасться электрон не может). Поэтому он отдает ФВ избыток массы, испуская электронное антинейтрино (рис. 21а). При этом электрон получает от антинейтрино импульс, т. е. кинетическую энергию, идущую на разогрев среды, в которой он находится - газовой, плазменной или воды. Затем, возвращаясь в нормальное состояние - ФВ нормальной плотности, электрон с меньшей массой через какое-то время поглощает дополнительную массу в виде электронных антинейтрино. При этом, поглощая антинейтрино, электрон опять получает импульс, т. е. кинетическую энергию, идущую на разогрев среды (рис 21б). Так как часть энергии антинейтрино при поглощении и испускании их электроном тратилось на сообщение электрону импульса, то согласно закону сохранения энергии, то общее количество антинейтрино уменьшается.

Если брать за основу известный в физике процесс b-распада, где электрон, вылетая из ядра, отдает избыток массы (энергии) в виде антинейтрино и кинетической энергии от импульса, то в среднем, около 30% энергии всего процесса приходится на импульс. Таким образом, в процессе поглощения и испускания антинейтрино около 30% их энергии поглощается средой, т. е. идет процесс безвозвратного уменьшения количества низкоэнергетичных реликтовых антинейтрино во Вселенной, общая энергия которых оценивается как минимум в 1069 джоулей.


Рис. 21. Выделение и поглощение антинейтрино электроном при изменении плотности ФВ; а- при уменьшении плотности ФВ; б - при увеличении плотности ФВ

Вполне возможно, что такой процесс происходит при плазменных разрядах в воде или другой среде с выделением избыточного тепла, которое, скорей всего ошибочно, присваивается эффекту термоядерного синтеза.

Выводы

Показано, что энтропия смешения имеет энергетическую природу (а не только статистическую, как вероятность состояний). Энергетические энтропийные процессы (при идеальном смешении) не наблюдаемы, так как имеют скрытый характер (происходит одновременно выделение и поглощение тепла). Однако они отражаются в изменении энергетического состояния Физического Вакуума (ФВ).
Предлагается гипотеза, в которой изменение энтропии смешения в физико-химических процессах рассматривается в непрерывной связи с взаимодействием материи с Физическим Вакуумом. Приведены экспериментальные результаты взаимодействия Физического Вакуума с материальными телами при различных энергетических воздействиях, которые приводили к уменьшению веса тел за счет увеличения энергетической плотности Физического Вакуума вокруг них. Тот же эффект наблюдался и при увеличении энтропии смешения, что указывает на ее энергетическую природу, а не только как определяющую степень беспорядка. Таким образом, второй закон термодинамики применительно к открытым системам, т. е. материя плюс Физический Вакуум приобретает дополнительный физический смысл как закон сохранения энергии.

Сделана попытка найти зависимость с использованием правила Ленца между увеличением энтропии и механизмом расширения Вселенной, а также особенностей расширения Вселенной с возможностью превышения скорости света.

Предлагается физическая трактовка экспериментов Николая Козырева.

Рассмотрены методы генерации энтропийных и антиэнтропийных потоков, а также возможное практическое применение данных эффектов для очистки растворов от примесей и плавления материалов при более низких температурах.

Анализируются возможные энергетические эффекты, возникающие при резком изменении плотности ФВ.

Список литературы

1. Richard A. Swalin. Thermodynamics of Solids. John Wiley & Sons, Inc., NewYork·London, 1967.
2. R.W. СAHN. Physical Metallurgy, University of Sussex, England, 1965
3. А.М. Савченко, О.И. Юферов, С.В. Маранчак, Природа энтропии смешения. Журнал «Феномен и ноумен времени». Т. 2(1), 2005, 95-105, http://www.chronos.msu.ru/RREPORTS/savchenko_priroda.pdf
4. Osmotic Power, Statkraft, Pure Energy, September 2009, (http://news.cnet.com/8301-11128_3-10404158-54.html) .
5. A. Savchenko, A. Laushkin, V. Pantsirny, P. Turchi, M. Fluss, Novel Interpretation of Second Law of Thermodynamic to Solidification Processes and Phase Transformation, in Proceedings of Plutonium Futures 2012 – the Science Conference, University of Cambridge, UK, 15-10 July 2012.
6. Brian Green, “The Fabric of the Cosmos: space, time and the texture of reality”, Vintage ISBN, USA, 2005, 40-44, 254-268
7. Савченко А.М. «Поиск новых подходов к строению материи и физике вакуума», Препринт  1-98/ВНИИНМ, М. ЦНИИатоминформ, 1998г. C. 12-14.
8. Савченко А.М., "Образование и физическая сущность антиматерии", Препринт 2001-2/ВНИИНМ, М., ЦНИИатоминформ, 2001г. C. 7-12.
9. A. Savchenko, О. Uferov, S. Maranchak, Physical Nature of Configurational (Mixing) Entropy as Applied to Open System, in Proceedings of Plutonium Futures 2012 – the Science Conference, University of Cambridge, UK, 15-10 July 2012.
10. Козырев Н.А. Избранные труды. Л., 1991. С.395-400.
11. Козырев Н.А. О возможности уменьшения массы и веса тел под воздействием активных свойств времени // Еганова И.А. Аналитический обзор идей и экспериментов современной хронометрии. Новосибирск, 1984. С.92-98. Деп. в ВИНИТИ 27.09.84, N 6423-84.
12. А.П. Левич, «Субстанционная интерпретация концепции времени Н.А. Козырева», (http://www.chronos.msu.ru/Public/levich_substan_inter.html)
13. Данчаков В.М., Еганова И.А. Микрополевые эксперименты в исследовании впздействия физического необратимого процесса. Новосибирск, 1987. 110 с. Деп. в ВИНИТИ 09.12.87, N 8592-В87.
14. Савченко А.М., Юферов О.И., Мишунин В.А., Серебряков Р.А., Калиниченко А.Б., Головко В.М., Шарков В.Ф., Родионов Б.Н. «Исследование процессов преобразования энергии в вихревых гидравлических теплогенераторах», Наука и технологии в промышленности №4/2003 - №1/2004.
15. Alexey M. Savchenko "Analysis of the Additional Energy in Vortices and Vortex Heat Generators", New Energy Technologies Issue #5 (8) September-October 2002, published by Faraday Lab LTD, St.Petersburg, Russia.
16. A. Savchenko, A. Laushkin, Y. Konovalov, Analysis of Correlation for Configurational versus Vibration Entropies at Phase Transformations, in Proceedings of Plutonium Futures 2012 – the Science Conference, University of Cambridge, UK, 15-10 July 2012. Osmotic Power, Statkraft, Pure Energy, September 2009,






Это статья PRoAtom
http://www.proatom.ru

URL этой статьи:
http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=4453