Контакты jokoil@mail.ru КАРТА САЙТА English

Энергодинамическая система физических величин и понятий

(ЭСВП)


Не смешивать с СИ, унифицирующей ЕДИНИЦЫ измерений (разъяснение).

На Главную

Кому и зачем это нужно?

К сведению студентов

Основные понятия физики

Формы и виды энергии

Классификация физических систем

Основная идея системы величин

Таблицы физических величин

Итоги и выводы:

     Формы и виды движения

     Подробно об угле поворота

     О движении тела по орбите

     Заряды физического поля

     Новые единицы величин         колебаний и волн

     Новая единица         температуры

     Новый взгляд на         явления переноса

     Критерии подобия всюду

     Современная революция         в метрологии

Системный подход в экономике

История систематизации
величин и единиц


Необходимость модернизации
обучения физике


Учебно-наглядные пособия


Новости сайта

Шутки на тему сайта


Oб авторе проекта

Коган И.Ш.

Система физических величин И.Когана

СОДЕРЖАНИЕ.
1. Переход от физических аналогий к системе физических величин.
2. Каковы особенности первого варианта системы физических величин И.Когана.
3. Как выглядит обобщенное уравнение состояния системы.
4. Промежуточное обновление системы физических величин И.Когана.
5. Новые идеи, реализованные в рамках энергодинамической системы величин ЭСВП.

1. Переход от физических аналогий к системе физических величин.

И.Коган (1993), систематизировавший физические величины в рамках теории физических аналогий, после ознакомления с “Общей теорией“ А.Вейника (1968) привел свою систему величин в соответствие с его теорией о формах движения и в таком виде опубликовал эту систему величин в 1998 г. Главный принцип систематизации остался прежним: “Все группы физических величин имеют одинаковую структуру, определяемую уравнениями связи между обобщенными физическими величинами. Группа обобщенных физических величин служит в качестве клише для любой подобной группы физических величин“. Ниже представлено такое клише в виде Таблицы обобщенных величин.

Таблица обобщенных величин


2. Каковы особенности первого варианта системы физических величин И.Когана.

1. Координата состояния обобщенной физической системы (4-ая строка Таблицы) названа обобщенной координатой состояния, она стала условной основной величиной с символом размерности К. Она условна потому, что применяется только в Таблице обобщенных величин, а в таблицах реальных форм движения заменяется координатой состояния этих форм движения. Например, в таблице механической прямолинейной формы движения размерность К заменяется размерностью длины L. Для любой обобщенной физической величины в Таблице приведено обобщенное определяющее уравнение, по которому составлена обобщенная размерность. Всё это было проиллюстрировано в статье 1998 г. отдельными таблицами физических величин в разных формах движения.

2. Физические величины располагаются в таблицах физических величин отдельных форм движения не случайно, а в соответствии с принципом последовательности, вытекающим из принципа причинности. Принцип последовательности заключается в том, что каждая физическая величина определяется только теми физическими величинами, которые расположены в таблице выше ее. Насколько известно автору, такая последовательность расположения физических величин редко соблюдается в различных справочниках по физическим величинам.

3. В комплекс базовых уравнений (обобщенное уравнение состояния и уравнение динамики) при систематизации физических величин добавлено обобщенное уравнение переноса. В результате этого в Таблице обобщенных величин и в других таблицах появилась группа IV. Таблица обобщенных величин дополнена также группой V “Параметры поля“. В эту группу на первом этапе систематизации были введены всего три обобщенные физические величины: напряженность поля и две плотности зарядов. В группу VI Таблицы обобщенных величин помещены три вида энергии, являющиеся производными величинами по отношению к энергии, как основной физической величине. Потенциальная энергия представлена в двух подвидах с разными определяющими уравнениями (потенциальная энергия положения и потенциальная энергия деформации).

4. В статью 1998 г. были включены 8 таблиц разных форм движения (две механические прямолинейного и вращательного движений, две гидравлические течения в потоке и в пограничном слое, электрическая, магнитная и тепловая в двух вариантах). Наряду с существующей формой движения при теплопроводности была впервые опубликована таблица тепловой формы движения, в которой теплота стала частным случаем обобщенной работы, а эквивалентом обобщенного заряда стал предложенный А.Вейником (1968) тепловой заряд. Кроме того, при составлении таблицы магнитной формы движения был сделан вывод о необходимости изменения названий двух терминов в этой форме движения. В частности, показано, что магнитное сопротивление и магнитная проводимость магнитной цепи следует называть магнитной жесткостью и магнитной ёмкостью магнитной цепи.

Все таблицы разных форм движения приобрели ту наглядность, которая ранее была присуща лишь таблице физических аналогий Г.Ольсона (1966). Кроме того, в таблице обобщенных физических величин число строк увеличилось до 27 (против 9 в таблице Г.Ольсона). В настоящее время в состав системы физических величин И.Когана уже включены 25 таблиц различных форм движения.

3. Как выглядит обобщенное уравнение состояния системы.

Обобщенное уравнение состояния в статье 1998 г. было приведено в другой записи, нежели у А.Вейника, а именно:
( 1 )
где dW – приращение полной энергии системы; Uпотенциал системы; i – номер элементарной формы движения; n – количество элементарных форм движения в системе; k – порядок производной по времени; m – наивысший порядок производной по времени; q – обобщенный заряд (обобщенная координата).

В дальнейшем выяснилось, что выражение в круглых скобках является не потенциалом системы U, а разностью потенциалов ΔU между системой и окружающей ее средой. Различие заключается в следующем: потенциал системы U является функцией состояния системы, а разность потенциалов ΔU является функцией процесса переноса энергоносителей из системы в среду или в обратном направлении. Именно поэтому в скобках присутствует время t в качестве независимого аргумента. В последующих вариантах обобщенного уравнения состояния левая часть уравнения (1) не приводится.

4. Промежуточное обновление системы физических величин И.Когана.

В серии статей (2003, 2004а, 2004б, 2004в, 2005) на портале sciteclibrary.ru И.Коган предложил новый вариант своей системы физических величин под новым названием ЭСВП (энергодинамическая система величин и понятий). Эта система обобщена им в монографии (2006). Ей же посвящен и данный сайт, созданный в 2008 г., содержание которого существенно расширено и усовершенствовано по сравнению с монографией 2006 г. Основные новшества системы величин ЭСВП> опубликованы в ведущих российских метрологических журналах в 2011 г.

Прежнее название – “Таблица аналогий” – отвергнуто по причине того, что при системном подходе речь идет не о случайной схожести записи уравнений динамики в разных формах движения, отражаемой словом “аналогии”, а о следствиях, выведенных из известных в физике закономерностей. Поскольку в основу систематизации физических величин положена идея А.Вейника (1968) о применении энергии в качестве основной физической величины, то и в названии новой системы величин появилось слово "энергия". И опора на обобщенное уравнение динамики также присуствует в названии системы величин. Основные сведения о системе величин ЭСВП изложены в работе (2004а) и в статье сайта, посвященной основной идее ЭСВП.

5. Новые идеи, реализованные в рамках энергодинамической системы величин ЭСВП.

1. Параллельно с систематизацией физических величин был проведен анализ понятий и символики в физике. Этот анализ подтвердил наличие в современной физике понятийной бессистемности, в связи с чем на данном сайте опубликовано много статей, посвященных анализу наиболее употребляемых понятий, вкратце перечисленных в статье о понятийной бессистемности. А сама система ЭСВП названа системой величин и понятий. Кроме того, подвергнута анализу и символьная бессистемность в физике и предпринята попытка систематизации символики.

2. Впервые на основании системного подхода в статье (2003) предложена иерархия уровней обобщения и систематизации физических величин. Логика системного подхода привела (2006, 2007, 2009) к разделению понятий “формы энергии“ и “виды энергии“, “формы энергообмена“ и “виды энергообмена“. В рамках системного подхода наряду с существующей классификацией термодинамических систем, не учитывающую динамику систем, составлена принципиально иная классификация физических систем, подразделяющая их на проточные, непроточные и комплексные системы, динамика поведения которых принципиально различна. Такой подход существенно упростил составление таблиц физических величин в разных формах движения.

3. Процесс систематизации физических величин выявил, что существует ряд важных условий, соблюдение которых позволяет успешно осуществлять этот процесс систематизации. Эти условия опубликованы в монографии (2006) и на данном сайте. Особенно важно соблюдение принципа причинности. Системный подход позволил выявить большое число нарушений этого принципа в современной физике (особенно в электромагнетизме), которое вызвано, прежде всего, неосторожным процессом математизации физики, при котором не всегда учитывается принцип причинности. После устранения допущенных нарушений заново систематизированы физические полевые величины и составлены Таблицы величин физического поля как в существующих размерностях и единицах системы СИ, так и в откорректированных размерностях и единицах системы ЭСВП.

4. Теоретически обосновано предложение о необходимости изменения комплекта основных величин. В качестве основных физических величин приняты угол поворота (статья 2011г) и число структурных элементов (статья 2011в). Это позволило упорядочить метрологию и терминологию физических величин вращательного движения, периодических процессов (статьи 2011а и 2011б), молекулярной физики (статья 2011в) и квантовой физики (статья 2011в). В таблицах физических величин единицы, принятые в СИ, сравниваются с единицами, вытекающими из размерностей, принятых в системе величин ЭСВП, что позволило в ряде случаев указать на необходимость коррекции единиц СИ.

5. Развита идея А.Вейника (1968) о необходимости рассмотрения упорядоченной тепловой формы движения, на базе которой пересмотрены физические величины в процессах теплопередачи (2004в). Проведена систематизация явлений переноса и составлена обобщенная таблица физических величин явлений переноса.

6. В статье (2005) совершенствуется изложенная ранее в работе (1993) методика использования систематизации физических величин в средней и высшей школах, представлены вниманию читателей разработанные на основании работ данного сайта новые учебно-наглядные методические пособия.

7. Предпринята попытка систематизации экономических величин и установления их взаимосвязи с физическими величинами.

Литература

1.Вейник А.И., 1968, Термодинамика. 3-е изд. – Минск, Вышейшая школа, 464 с.
2. Коган И.Ш., 1998, О возможном принципе систематизации физических величин. – “Законодательная и прикладная метрология”, 5, с.с. 30-43.
3. Коган И.Ш., 2003, Пути решения проблемы систематизации физических величин. –http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/7073.html
4. Коган И.Ш., 2004а, “Физические аналогии” – не аналогии, а закон природы. – http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/7438.html
5. Коган И.Ш., 2004б, Пора устранить непоследовательность в описании физических величин, характеризующих вращательное движение. – http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/7528.html
6. Коган И.Ш., 2004в, Не пришло ли время отказаться от применения терминологии и уравнений теории теплорода? – http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/7646.html
7. Коган И.Ш., 2005, Как можно одновременно интенсифицировать и упростить процесс преподавания физики и технических дисциплин. – http://www.sciteclibrary.ru/ris-stat/1522.pdf
8. Коган И.Ш., 2006, Обобщение и систематизация физических величин и понятий. – Хайфа, 207 с.
9. Коган И.Ш., 2007, Систематизация и классификация определений и дополнений к понятию “энергия” – http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/8784.html
10. Коган И.Ш., 2009, Систематизация и классификация определений и дополнений к понятию “энергия”. – “Автоматизация и IT в энергетике”, 2-3, с.с. 56-63.
11. Коган И.Ш., 2011а, Метрологические и терминологические проблемы описания периодических процессов и выбора единиц измерений. – “Мир измерений”, 6, с.с. 12-18.
12. Коган И.Ш., 2011б, Физическая величина не должна иметь единицу м–1 или с–1 – “ Законодательная и прикладная метрология, 5, с.с. 43-49.
13. Коган И.Ш., 2011в, Число структурных элементов как основная физическая величина. – “Мир измерений”, 8, с.с. 46-50.
14. Коган И.Ш., 2011г, Угол поворота – основная физическая величина. – “ Законодательная и прикладная метрология, 6, с.с. 55-66.
15. Olson H.F., 1966, Solution of Engineering Problems by Dynamical Analogies. – New York, D. Van Nostrand Co.

© И. Коган Дата первой публикации 21.03.2008
Дата последнего обновления 26.03.2015

Оглавление Предыдущая Следующая