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?

СТУДЕНТАМ на ЗАМЕТКУ

Разъяснение основных терминов

Формы и виды энергии

Условия успешной систематизации

Классификация физических систем

Основная идея системы

Таблицы физических величин

В чем новизна сайта?

     Формы и виды движения

     Подробно об угле поворота

     О движении тела по орбите

     Систематизация величин         силовых полей

     Систематизация величин         колебаний и волн

     Новая единица         температуры

     Обобщение явлений         переноса

     Критерии подобия всюду

     Альтернативные взгляды         на проблемы метрологии


Системный подход в экономике

История проблемы
систематизации величин


Учить физику по-новому!

Учебно-наглядные пособия


Каталог ссылок

Обновления на сайте

Шутки на тему сайта


Oб авторе проекта

Коган И.Ш.

Развитие энергодинамики В.Эткиным

Значительное влияние на развитие идей обобщения и систематизации физических величин оказывают работы в области обобщения и систематизации физических закономерностей, это хорошо заметно на примере ”Общей теории” А.Вейника (1968) − основателя энергодинамики. C конца ХХ века энергодинамику, как обобщающую науку о природных закономерностях, продолжил развивать В.Эткин (1992).

В созданном в начале XXI века сайте http://zhurnal.lib.ru/e/etkin_w_a В.Эткин публикует несколько десятков статей, анализирующих основные закономерности всех разделов современной физики с точки зрения энергодинамики. Его статьи подтверждают, что энергодинамика, как наука, находится на более высоком иерархическом уровне, чем физика. Содержание своих статей он сгруппировал в монографию ”Энергодинамика (синтез теорий переноса и преобразования энергии)”, вышедшей в 2008 г. Эта монография удостоена памятной медали Лейбница Европейской академии естественных наук.

В.Эткин о содержании энергодинамики

В.Эткин дает следующее определение: “Энергодинамика – наука об общих закономерностях процессов переноса и преобразования энергии безотносительно к принадлежности этих процессов к той или иной области знаний”.

Указывая на преимущества термодинамического метода исследования, применяемого в энергодинамике, В.Эткин (2005) пишет, что ”одной из наиболее привлекательных термодинамического метода всегда была его универсальность и возможность сведения огромного множества явлений к нескольким основным идеям. ...К достоинствам этого метода следует отнести также непреложную справедливость следствий, вытекающих из закона сохранения энергии”.

В.Эткин детализировал форму записи закона сохранения энергии, что позволило распространить этот закон на неоднородные системы, в которых происходит процесс перераспределения координат состояния в одной или нескольких формах движения. Особенно важным, по мнению автора данного сайта, является включение В.Эткиным в уравнение, описывающее закон сохранения энергии, векторных величин.

В своих работах В.Эткин не касается проблемы обобщения и систематизации физических величин, но его работы расширяют возможности энергодинамики, положенной в основу решения этой проблемы.

Трактовка закона сохранения энергии у В.Эткина

В работе В.Эткина (2005) запись закона сохранения энергии практически повторяет запись этого закона А.Вейником (1968) с той существенной разницей, что приращение обобщенной координаты состояния является у В.Эткина векторной величиной:

dE ≡ i (∂E/∂Zi ) dZi , ( 1 )

где dE – элементарное приращение энергии системы E = E(Zi ), а векторная физическая величина

Zi = θi Ri ( 2 )

является экстенсивным параметром i-ой формы движения. Величина θi названа В.Эткиным термостатическим параметром, понимаемым как количественная мера энергоносителя i-ой формы движения (материального носителя энергии, присущей i-ой форме движения). Под Ri понимается радиус-вектор центра величины θi . Поэтому векторная величина Zi названа “моментом распределения“ параметра θi в неоднородной системе.

Заметим, что величина (∂E/∂Zi ) в уравнении (1) должна быть векторной величиной для того, чтобы dE из уравнения (1) оказалось скалярным произведением двух векторных величин. К тому же, векторная алгебра не допускает операции деления на вектор, которым является величина Zi . Поэтому в уравнении (1) вместо выражения (∂E/∂Zi ) должно, по-видимому, стоять выражение (E/|Zi|). Лишь при этом условии соблюдается правило векторного анализа. А это, в свою очередь, указывает на то, что векторной величиной должно являться и элементарное приращение E. Об этом в работах В.Эткина не говорится ничего, первое указание на такую возможность появилось в статье И.Когана (2012).

Закон сохранения энергии в записи (1) В.Эткин раскрывает в виде

dE ≡ iΨ ii – ∑ i Fi dRi , ( 3 )

где Ψi = (∂E/∂θi) – обобщенный потенциал i-ой формы движения;
dRi – приращение радиус-вектора Ri в процессе перераспределения параметра θi внутри системы;

Fi = (∂E/∂Ri ) , ( 4 )

где Fi – сила, действующая на систему при перераспределении параметра θi . К выражению (∂E/∂Ri ) из уравнения (4) относится то же самое замечание, которое было сделано выше по отношению к выражению (∂E/∂Zi ) из уравнения (1).

Первая сумма правой части уравнения (3) характеризует поведение системы в отсутствие процессов переноса и перераспределения внутри системы. Вторая сумма учитывает пространственную неоднородность системы и характеризует направленные процессы энергообмена внутри системы, в том числе, процессы диссипации. Следовательно, уравнение (3) применимо и к изолированным (замкнутым) системам.

Остальные сведения о частных свойствах физической системы привлекаются В.Эткиным в качестве условий однозначности, к которым он относит уравнения баланса координат при внешнем и внутреннем энергообменах, уравнения состояния системы и уравнения процесса переноса, законы сохранения массы, заряда, импульса и момента импульса.

Уравнение переноса В.Эткин записывает в виде суммы линейных зависимостей

Jj = ∑i Lji Xi , ( 5 )

где Xi = Fi i – удельные движущие силы;
Lji – коэффициенты пропорциональности;
Jj = θiv j – потоки j-го энергоносителя;
vj = dRi /dt – скорости j-го процесса переноса.

Комплекс вышеприведенных уравнений обобщает поведение всех термодинамически неравновесных систем. Это, по убеждению В.Эткина, служит альтернативой поиска решения проблемы “Великого объединения“.

Расширенная форма записи закона сохранения энергии

В работе (2006) В.Эткин расширяет форму записи закона сохранения энергии (3). Он представляет второе слагаемое правой части уравнения (3) в виде суммы двух слагаемых. В.Эткин рассматривает перемещение центра сосредоточения параметра θ в шестимерном пространстве, имеющим три линейных и три вращательных измерения. При этом уравнение (3) приобретает вид

dE ≡ iΨii – ∑i Fi dRi –∑i Mi dφi , ( 6 )

где dφi – угловое перемещение радиус-вектора Ri в процессе переориентации параметра θi внутри системы;
Mi = (∂E/∂φi ) – вращающий момент, переориентирующий систему.

Таким образом, В.Эткин оставляет за силой Fi роль воздействия, побуждающего только к линейному перераспределению, а для воздействия, побуждающего к вращательной переориентации, вводит вращающий момент Mi . Тем самым В.Эткин подтверждает особую роль вращающей формы движения и подводит теоретическую базу под аналогичное утверждение И.Когана (2004), сделанное при создании системы физических величин.

Как видим, В.Эткин детализирует понимание обобщения физических закономерностей по сравнению с предыдущими работами А.Вейника и И.Когана, у которых в правой части уравнений, описывающих закон сохранения энергии, была только одна сумма произведений скалярных величин. В.Эткин выделяет две механические формы движения (прямолинейную и вращательную), сосредотачивая все остальные формы движения в первой сумме уравнения (6). Уравнения (3) и (6) детализируют уровень обобщения физических величин, содержащийся в уравнении (1).

При рассмотрении постоянно протекающих процессов В.Эткин дифференцирует уравнение (5) по времени, приходя к обобщенному уравнению для определения мощности:

dE/dt ≡ iΨi (dθi /dt) – ∑i Fi dvi – ∑i Mi dωi . ( 7 )

Из этого уравнения, по мнению В.Эткина, следует, что для изолированной или замкнутой системы, у которой энергия остается неизменной и, следовательно, dE/dt ≡ 0, непосредственно вытекают законы сохранения импульса и момента импульса системы. Естественно, при условии ∑iΨi (dθi /dt) = 0.

В.Эткин (2006) считает, что уравнение (4) следует считать аналитическим выражением второго закона Ньютона, вследствие чего он предлагает обобщенную формулировку этого закона в виде “движущая сила какого-либо процесса равна производной от энергии системы по координате этого процесса“, тем самым подтверждая физическое содержание основного постулата "Общей теории" А.Вейника (1968).

Уравнения (6) и (7) удобны для анализа закономерностей во всех разделах физики, что и показывает В.Эткин в своей обобщающей монографии 2008 г..

Литература

1. Вейник А.И., 1968, Термодинамика. 3-е изд. – Минск, Вышейшая школа, 464 с.
2. Коган И.Ш., 2004, Пора устранить непоследовательность в описании физических величин, характеризующих вращательное движение. – http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/7528.html.
3. Коган И.Ш., 2012, Энергия как основная физическая величина. – “ Законодательная и прикладная метрология, 1, с.с. 48-53.
4. Эткин В.А., 1992, Основы энергодинамики. – Тольятти, ТПИ.
5. Эткин В.А., 2005, Альтернатива “Великому объединению“. – http://zhurnal.lib.ru/e/etkin_w_a/oputjahvelikogoobiedinenija.shmtl
6. Эткин В.А., 2006, Коррекция механики с позиций энергодинамики. – http://zhurnal.lib.ru/e/etkin_w_a/korrecziamechanikispoziziyenergodinamiki.shmtl
7. Эткин В.А., 2008, Энергодинамика (синтез теорий переноса и преобразования энергии). – СПб.: Наука, 409 с.


Оглавление Предыдущая Следующая


© И. Коган Дата первой публикации 12.02.2008
Дата последнего обновления 23.05.2012