CC BY
5ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
О ВОЗМОЖНОМ РЕШЕНИИ ПРОБЛЕМ УРАВНЕНИЙ СОХРАНЕНИЯ, «ТЁМНОЙ» МАТЕРИИ И ЭНЕРГИИ.
Богданов Василий Иванович
Доктор технических наук, профессор Рыбинского государственного авиационного технического университета им. П.А. Соловьёва. Рыбинск.
АННОТАЦИЯ
Предложено для разрешения противоречий уравнений импульса для газа и твёрдых тел при абсолютно неупругом ударе использовать эмпирические методы из теории кумулятивной струи с учётом эффекта присоединения масс и на атомарном уровне. Результаты исследований позволяют рассматривать в теории циклической Вселенной «тёмную» материю как присоединённую массу, а «тёмную» энергию как энергию предыдущего цикла.
Ключевые слова: уравнения сохранения, присоединённая масса, кумулятивная струя, «тёмная» материя и энергия, космология.
В общей физике [1] уравнение количества становится присоединённой массой) при
движения для двух взаимодействующих твёрдых абсолютно неупругом ударе изначально принято
тел (принимается, что тело т2 до удара покоится, а таким: после удара тела движутся вместе, а тело т2
ш»! = w2(т1 + т2)или'ш2(т1 + т2)/ш1т1 = 1, (1)
т.е. в нём не отражены потери на удар. в 1000 раз больше массы пули. При этом
В прикладной газовой динамике [2], в установлено, что КПД процесса равен 0,001.
частности для эжекторного усилителя тяги (ЭУТ), Возникает вопрос насколько это корректно: реализующего также присоединённую массу, в эксперимент - единственный, а полученный КПД
уравнении количества движения имеется КПД л, составляет всего тысячную долю от максимального
учитывающий потери на удар. значения и что было бы с результатами, если ящик
В подтверждение уравнения (1) приводится заполнить материалом с другим сопротивлением
эксперимент [1] с попаданием пули в ящик с проникновению пули или увеличить её массу. песком, подвешенным как маятник, масса которого Выведем уравнение количества движения, как
и в теории ЭУТ [2] из уравнения энергии:
w|(ш1 + т2)/№2т1 = д (2)
Преобразуем это соотношение для энергий в соотношение для количеств движений:
^(т+т! =
т1 \
т1 + т2
т1
Л
, (3)
которое в общем случае не равно 1, что противоречит уравнению (1). Данное отношение определяется соотношением масс и КПД, соответствует признанному уравнению количества движения для ЭУТ [2], которое получено таким же образом. Как частный случай (тождество), при определённых значениях т2, т2 и л оно может быть равно 1, т.е. увеличение импульса за счет присоединения массы компенсируется снижением КПД и это будет соответствовать уравнению (1). Т.е. имеет место противоречие для уравнений количества движения для абсолютно неупругого удара твёрдых тел и масс газа. Проведенные исследования сильных взаимодействий масс газа и твердых тел [3, 4, 5] в подтверждение уравнения (3) показали, что результаты, особенно экспериментов не отличались стабильностью, не соответствовали
расчётам. Возможно этим и вызвано принятие за основу уравнения (1). Для разрешения противоречия предлагается углубиться на атомарный уровень, где поведение ядер, в которых заключена почти вся масса, может вызвать эффекты присоединения, оказывающими влияние на результаты эксперимента в целом.
Для решения проблемы сходимости изучалась теория высокоскоростного удара, возможность её применения для исследования взаимодействия масс газа. Явления, связанные с высоконестационарным взаимодействием масс газа, встречаются и в кумулятивной струе, которые описываются эмпирическими формулами, полученными в частности академиком М. Лаврентьевым [6]. Здесь же имеется ссылка на молекулярный уровень решения проблемы.
Учитывая сложность проблемы, предлагается для решения практических задач использовать эмпирический подход [6], т.е. при близких механико-геометрических соотношениях в потоке при наборе статистических данных устанавливать поправочные коэффициенты. Здесь под механико -геометрическими соотношениями в потоке понимаются: размерность сопла, геометрия проточной части, параметры потока в сопле и за соплом.
Для углубления познания физики процесса взаимодействия масс был также выполнен ретроспективный анализ взаимосвязи количества движения шм и кинетической энергии шю2/2, который показал, что ещё со времён Ньютона не было однозначного отношения к этому. Целесообразно привести здесь отношение к проблеме известных учёных и цитаты из работ [7, 8]:
- Ньютон: «ему была чужда идея сохранения движения; в подтверждение своего взгляда великий учёный приводил удар неупругих тел, полагая, что в этом случае имеет место уничтожение движения»;
- Лейбниц: «считал, что истинной мерой движения является произведение массы на квадрат скорости движения тела, а при столкновении неупругих тел количество движения всегда уменьшается»;
- Паули в первой половине двадцатого века утверждал, что: «следует также ожидать определённой связи между законами сохранения энергии и количества движения и свойствами пространства и времени...» [8].
Как было отмечено выше, Абрамович Г.Н., автор работы [2], уравнение количества движения получил из уравнения энергии. Таким образом, позиция этих учёных предполагает взаимосвязь уравнения количества движения и уравнения энергии.
Руководствуясь положением Паули и используя новые знания можно предложить как гипотезу следующее решение и другой важной проблемы объяснения «тёмной» энергии и «тёмной» материи в рамках ньютоновой механики.
Как известно «скрытая» масса или «тёмная» материя, «энергия вакуума» и другие подобные понятия используются при объяснении некоторых технических и космических явлений, когда возникают проблемы с применением законов, например ньютоновой механики. Однако далеко не всё получило однозначное признание. Определённую ясность здесь могут внести следующие, отчасти новые, научные данные:
Известен такой примечательный факт из классической нестационарной газодинамики [9], который не сразу воспринимается даже опытными специалистами. При наполнении
вакуумированного соуда воздухом из атмосферы температура в нём увеличивается на 115К, т.е. возрастает внутренняя энергия. При этом вакуумирование может быть проведено как угодно давно даже во времена Большого взрыва. Данное
явление на первый взгляд может демонстрировать так называемые энергии вакуума или гравитации, однако этому есть достаточно простое объяснение на основе первого закона термодинамики, который при отсутствии теплообмена запишется как:
£ = Ы - Ы + ¿Вн. = 0.
При заполнении сосуда есть изменение объёма, и следовательно есть внешняя работа Ьвн. Это приводит к изменению внутренней энергии и2 - и (более подробно в [9]). Здесь источником увеличения внутренней энергии является работа, затраченная ранее (это может быть миллиарды лет назад) на вакуумирование сосуда.
2. В работе [3] показано, что в пульсирующем рабочем процессе при истечении возможно присоединение отработанных масс газа. При определённых условиях возможно и в единичном нестационарном цикле (при непрерывном истечении) преобразование активной массы в присоединённую. Это происходит, когда истекающие газы постепенно теряют кинетическую энергию, например из-за трения, или когда при увеличении мощности источника энергии (в течение цикла) последующие массы газа имеют большую скорость. Этот эффект можно объяснить и с помощью растянутого по времени такого наглядного нестационарного, единичного процесса, как извержение вулкана. В начале извержения первые массы извергнутой магмы остались бы рядом с кратером, создав импульс как активная масса. Однако последующие массы магмы воздействуют на первые, приводя их в движение, превращая эти массы в присоединённые, увеличивающие импульс. Т.е. одна и та же масса здесь при течении без пульсаций участвует в создании импульса дважды - сначала как активная, затем как присоединённая. В увеличенном импульсе она может быть не учтена и для соблюдения законов сохранения появится «тёмная» материя.
Полученные результаты исследований могут помочь решить технические проблемы [3, 4], возникающие при исследовании нестационарных газодинамических процессов, особенно в части понимания их физики. Кроме того их можно рассмотреть и применительно к космологии, где также существует проблема «энергии вакуума» и «тёмной» материи. В настоящее время в основном получила признание теория Большого взрыва, объясняющая возникновение Вселенной. Это предполагает начальную точку отсчёта -сингулярное состояние, в котором не действуют законы физики. Однако есть точка зрения [10], что «базовая модель Большого взрыва не в состоянии объяснить три главных особенности наблюдаемой Вселенной. К таким особенностям относятся невозможность объяснить наблюдаемую в современной Вселенной температуру,
существование галактик и расширение Вселенной. Если делается новое открытие, не вписывающееся в стандартную модель Большого взрыва, то учёные
вводят в неё новые субстанции, например, «тёмную» энергию и материю, существование которых также необходимо доказать. Есть и другие теории, например [10] «циклическая, как нескончаемая череда сжатия и расширения Вселенных». И это может сопровождаться явлениями, причиной которых являются повышение температуры («тёмной» энергии) и появление присоединённой массы («скрытой» массы), обусловленное цикличностью и пояснённое выше. Таким образом изложенное выше даёт основания полагать, что возможно «скрытая» масса, это присоединённая масса, а «тёмная» энергия - энергия предыдущего цикла.
Список литературы
1. Китайгородский А.И. Введение в физику. Изд.-во «Наука», 1973. - 688 с.
2. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. Изд.-во «Наука», 1969.-824с.
3. Богданов В.И., Ханталин Д.С. Выходные устройства с резонаторами-усилителями тяги для реактивных двигателей. // ИФЖ. 2022. Т 95, № 2. с. 448-458.
4. Богданов В.И., Кувтырев Д.В., Ханталин Д.С. О проблеме сходимости результатов
расчётных и экспериментальных исследований сопла с резонатором-усилителем тяги. Вестник РГАТУ им. П.А. Соловьёва. Рыбинск. 2021. №4 (59).
5. Bogdanov V.I., Zhukov S.V. On the issue of creating a driving force without ejecting reactive mass: theory and preliminary results of experimental research. DOI: 10.34660/INF.2021.14.95.025. International Conference ,,Process Management and Scientific Developments''. Birmingham, United Kingdom (Novotel Birmingham Centre, November 24, 2021). Part. 1. Pp.180-186.
6. Селиванова В.В. Боеприпасы, т.1, изд-во МГТУ им. Баумана, 2016.-506с.
7. Гельфер Я. М. Законы сохранения. М., Наука. 1967. -264 с.
8. Паули В. Современные проблемы физико-химии. М.,1938, стр. 23.
9. Елисеев Ю.С., Манушин Э.А., Михальцев В.Е. и др. Теория и проектирование газотурбинных и комбинированных установок - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000.-640 с.
10. Колпакова А.В., Власенко Е.А. Загадки и тайны Вселенной. - М.: ОЛМА Медиа Групп, 2014.-256с.
м.т. 8-910-974-47-63
УДК 53.09
ОБ ИЗМЕНЕНИИ СОПРОТИВЛЕНИЯ БИНАРНОЙ СМЕСИ КШО4-КН2РО4 В ПРОЦЕССЕ
ВЫСОКОВОЛЬТНОГО РАЗРЯДА
Гаджиев Синдибад Магомедович12
д.х.н., профессор Гаджиев Амран Синдибадович12 кандидат физ.мат.наук, доцент Эфендиева Гюльпери Сабировна1
Соискатель
'Дагестанский Государственный университет;
2Дагестанский Государственный Университет Народного Хозяйства
г. Махачкала
DOI: 10.31618/NAS.2413-5291.2022.1.82.619
АННОТАЦИЯ
По осциллограммам тока и напряжения изучено изменение сопротивления бинарной системы KHSO4-KH2PO4 различных составов во времени в процессе высоковольтного разряда при температуре 500К (расплав). Сопротивление образцов вначале уменьшается и через 15-20 мкс достигает минимума, затем снова увеличивается и стабилизируется, не достигая исходного значения (высоковольтная активация)
ANNOTATION
The change in the resistance of the binary system KHSO4 -KH2PO4 of various compositions with time during a high-voltage discharge at a temperature of 500K (melt) was studied from current and voltage oscillograms. The resistance of the samples first decreases and after 15-20 ^s reaches a minimum, then increases again and stabilizes, not reaching the initial value (high-voltage activation)
Ключевые слова: сульфаты, фосфаты, бинарные смеси, высоковольтный импульсный разряд; вольт-секундные характеристики.
Key words: sulfates, phosphates, binary mixtures, high-voltage pulsed discharge; volt-second characteristics.
Протонные твердые электролиты (ПТЭ), особенно гидросульфаты и дигидрофосфаты щелочных металлов, находят широкое практическое применение. В первую очередь это связано с тем, что ПТЭ более низкую температуру фазового перехода (до 400 К) в высокопроводящее состояние по сравнению с другими твердыми
электролитами [1]. Достаточно отметить, что дигидрофосфат калия эффективно используется для генерации второй гармоники, гидрофосфаты рубидия и цезия, являясь сегнетоэлектриками, используются в качестве электрооптических модуляторов, как и ячейка Керра.
