Природа постоянной Авогадро и единицы массы в системе СИ

Введение

Возможность повышения эффективности традиционной энергетики во многом ограничена законами физики, в том числе, термодинамики. Сколько ни совершенствуй термодинамический цикл, схему энергоустановки, отдельные ее элементы, процессы сгорания топлива, технологию изготовления, выигрыш от этого чрезвычайно низок: 1…5%, так как в настоящее время уже выбраны все технические и физические резервы. Поэтому новые возможности следует искать в последних достижениях физики, и такие есть.

Во второй половине 90-х годов в канун ХХI века утверждается новая физика, в которой подробно рассматриваются круговорот и превращения энергии и вещества, установлен единый механизм получения энергии – фазовый переход высшего рода (ФПВР). ФПВР состоит в деструкции вещества на элементарные частицы, кинетическая энергия которых превращается в тепловую и другие виды энергии (механическую, электрическую…).

Эти реакции по сути – атомные – могут протекать при разной интенсивности вплоть до полного распада вещества. Нет ни одного вещества, которое невозможно было бы расщепить. Но интерес представляют наиболее распространенные и возобновляемые природой вещества – воздух и вода. При этом полный распад не только не нужен, но и вреден сопровождающей его радиоактивностью. Основанную на них энергетику называют естественной, природной, натуральной.

Основу механизма ФПВР для получения энергии составляет электродинамическое взаимодействие свободных электронов с атомами вещества, при котором отрицательно заряженный электрон вырывает из атома значительно более мелкие положительно заряженные частицы, называемые, например, электрино. Обладающие высокой скоростью электрино отдают свою кинетическую энергию дистанционно (электродинамически) и контактно (при непосредственных столкновениях) окружающим атомам и частицам, сами превращаются в фотоны («обессиленные» электрино) и удаляются из зоны реакции в пространство. Как видно из такого краткого описания механизма ФПВР, для его протекания необходимы два условия: первое – плазма – состояние ионизированного раздробленного вещества, по крайней мере, на атомы; второе – наличие свободных электронов.

Как ни странно, такая реакция идет при горении органического топлива в топках и камерах сгорания традиционных энергоустановок. При этом некоторой мерой интенсивности является соотношение количества свободных электронов к атому донора мелких частиц, коим при горении является кислород.

Так вот, на один атом кислорода (16 атомных единиц массы) в реакции горения приходится один свободный электрон. Для полного распада атома кислорода потребовалось бы одновременно 16 свободных электронов, да где их взять. То есть, интенсивность горения к полному распаду по указанному признаку составляет очень незначительное число: 1/16. Однако добавление каждого одновременно участвующего электрона сопровождается повышением выделяющейся энергии на несколько порядков.

Следует обратить особое внимание на то, что при горении нет никакой радиоактивности. Так что интерес представляют реакции с малой интенсивностью, по выходу энергии сопоставимые с горением или больше него, и основанные на использовании в качестве нового топлива – воздуха и воды.

Чтобы лучше понять ФПВР, необходимо назвать и другие известные энергетические процессы, происходящие указанным механизмом. Это, например, генерация света в электрической лампочке, в нитях которой электроны взаимодействуют описанным способом с атомами вольфрама. Это и генерация электрического тока в аккумуляторах, например, свинцовых, в которых на свинцовой пластине при образовании перекиси водорода происходит ее разложение на ионы водорода, кислорода и три электрона (на каждую молекулу), составляющие плазму в электролите. Свободные электроны тут же начинают свою работу по частичному расщеплению упомянутых ионов и образованию электрического тока.

В атомных реакторах электростанций также происходит ФПВР по общим законам. Однако полный распад вещества, например урана-235, сопровождается совершенно ненужной опасной для всего живого радиацией.

За последние пять лет появились примеры работы энергоустановок с ФПВР, который интенсивнее обычного горения, но – далеко не полный распад, и преимущественно основан на частичном расщеплении воздуха и воды. Так в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) был получен режим работы, при котором расход топлива (бензин) уменьшается до 5…6 раз, и соответственно возрастает мощность. В составе выхлопных газов ДВС обнаружено повышенное содержание водяного пара, углерод в виде мелкого графита, кислород, и пониженное содержание азота и углекислого газа.

Результаты для разных ДВС пока нестабильные, но они есть.

Другим примером являются кавитационные теплогенераторы разных типов, в том числе, защищенные патентами России, в которых при возбуждении кавитации образуется плазма высоких параметров в микрозонах и происходит ФПВР с выделением избыточной тепловой энергии. Коэффициенты преобразования энергии пока невысокие: на одну единицу затраченной электрической энергии получают две-три единицы тепловой энергии. Однако есть возможность поднять выход избыточной энергии на несколько порядков.

В источниках информации, например, в одном из патентов, приведены данные инструментального измерения радиации при работе кавитационных установок, а именно: α, β, γ и нейтронного излучения. Так вот, для обычной водопроводной воды радиоактивное излучение находится на уровне фона, то есть, не обнаруживается. Однако, для доказательства того, что реакция все-таки атомная, автор вводил в воду различные соли, которые становились радиоактивными, и тогда радиация фиксировалась приборами.

Установленный физикой единый механизм получения энергии – энергии из вещества еще далеко не исследован и не использован. Судя по теории и приведенным практическим примерам в ХХI веке возможно получение энергии за счет частичного расщепления новых видов топлива, которыми являются естественные вещества – воздух и вода, возобновляемые природой. А незначительная интенсивность реакции при достаточном высвобождении энергии обеспечит потребность людей, причем без нарушения экологической обстановки.

Поскольку все теории не полностью отражают все стороны явлений и процессов, то автор надеется на конструктивное понимание приведенных в монографии разработок, которые как нам представляется, должны способствовать разрешению конкретной, энергетической, проблемы, а также – осознанию знания в целом на основе нового подхода к углубленному пониманию микромира и его закономерностей.

Санкт-Петербург

22 марта 2000 года

THE SUMMARY

Natural power

We’d like to consider the basic question – the one about a nature of energy. The non conventional concept explaining same details of transformation of energy and substance is stated. The ways and devices of energy generation with maximal ecological and economic efficiency are given on the basis of use of natural processes of both substances – air and water.

THE BASIC RULES of the CONCEPT
of NATURAL POWER

1. The processes of superfluous energy generation as a result of partial nuclear disintegration of substances to elementary particles are established.

2. At disintegration the atoms experience so insignificant deficiency of mass, that keep the chemical properties, recombine with formation of new or same (initial) substances, that causes the absence of radioactive radiation.

3. The deficiency of reaction products mass is restored naturally due to aspiration to an equilibrium condition, which excludes the consumption of initial substances.

4. Any substance can be subjected to partial disintegration, including naturally renewed air and water which are preferable.

5. The nuclear reactions of partial disintegration of air and water are carried out practically in heat generators and automobile internal combustion engines, as well, as some other power devices and installations.

6. Main advantages are: the absence of necessity in traditional fuel (organic and nuclear); universal availability of air and water, absence of traditional power problems: climate change, radiation, pollution, fuel production cost etc.; and generally – ecological and economic efficiency.

7. It is necessary to develop technological processes and power installations in industry instead of financing traditional ones.

8. The concept of natural power is considered to be the strategic way to solve a fuel problem on the Earth.

THE FOREWORD

The opportunity to increase the efficiency of traditional power engineering in many respects is limited to the laws of physics, including thermodynamics. One can try to improve a thermodynamic cycle, energy installation or it’s elements, fuel combustion processes, production technology, but the outcome of it will be extremely low: 1...5 %, because now we already have used all the technical and physical reserves. Therefore it is necessary to search for new opportunities in latest achievements of physics, and there are such.

In the second half of 90^th, on the eve of ХХIst century the new physics is being developed, which considers circulation and transformation of energy and substance, the uniform mechanism energy generation – phase transition of super sort (PhTSS) is established. PhTSS is the destruction of substance to elementary particles, which kinetic energy turns in thermal energy and other kinds of energy (mechanical and electrical...).

These reactions, being nuclear in fact – can proceed at different intensity up to complete disintegration of substance. There is no substance, which could not be split. But we are interested in the substances widespread and restored by nature – air and water, with the complete disintegration being not necessary because of radio-activity, accompaning it. This power, mentioned, is call natural.

The basis of the mechanism of PhTSS for energy generation is established by electrodynamic interaction of free electrons with substance atoms, when the negatively charged electron pulls much finer positively charged particles out from atom, like electrino, for example. High speed electrino gives out the kinetic energy from a distance (electrodynamically) or directly (at direct collisions) to the surrounding atoms and particles, turning into photons ("powerless" electrino) through that and leaving to space from a zone of reaction. As we can see from such brief description of PhTSS mechanism, two conditions are necessary for its course: first one – plasma, as a condition of the ionized substance shattered, at least, at atoms; second one – the existence of free electrons.

Strangely enough, such kind of reaction takes place on when burning organic fuel in ovens and chambers of combustion in traditional energy installations. Thus, some measure of intensity is the ratio of quantity of free electrons to donor atom of fine particles, which is the oxygen at burning.

So, for one atom of oxygen (16 nuclear units of mass) in reaction of burning one free electron is necessary. The complete disintegration of oxygen atom would require 16 free electrons simultaneously, but the point is where to get them. Then, the intensity of burning to complete disintegration to the specified attribute makes very insignificant number – 1/16. However adding every electron participating simultaneously is accompanied by 10ⁿ increase of energy generation.

It is necessary to pay the special attention to the fact that at burning there is no radio-activity present. So we are interested in reactions with small intensity, with an output of energy comparable with burning or more than that, and also based on use of new fuel like air and water.

To make it clear it is necessary to number the other known power processes occurring by this specific mechanism. For example, it is the generation of light in an electrical bulb, when the electrons in the strings cooperate with atoms of wolfram in the way we described. Also it’s the generation of an electrical current in accumulators, for example, leaden ones, in which on a leaden plate at formation oxide of hydrogen its decomposition to ions of hydrogen, oxygen and three electrons (on for each molecule) that is plasma in electrolyte occurs. Free electrons immediately begin the work on partial splitting of the ions mentioned and on the formation of an electrical current.

In nuclear reactors of power plants PhTSS occurs under the same common laws. However complete disintegration of substance, uranium-235 for example, is accompanied by radiation completely unnecessary and dangerous to all alive.

For past five years the examples of energy installations work with PhTSS that are more intensive than usual burning have appeared, but – it is not the complete disintegration, and it is mainly based on partial splitting of air and water. So in internal combustion engines (ICE) the mode of operations was achieved, at which the charge of fuel (petrol) decreases up to 5...6 times, and capacity grows accordingly. In structure of exhaust gases in ICE the higher contents of water pair, carbon in a form of fine graphite, oxygen, and lowered contents of nitrogen and carbonic gas is revealed.

The positive results for different ICE are achieved, but they are not stable yet.

Another example is cavitation heat generators of different types, including ones protected by the Russian patents. Where at excitation of cavitation the plasma of high parameters in microzones is formed and PhTSS occurs with the generation of superfluous thermal energy. Factors of transformation of energy are low so far: out of one unit of the electrical energy spent we receive two – three units of a thermal energy. However, there is an opportunity to increase an output of superfluous energy a few 10ⁿ more.

In the information sources, for example, in one of the patents, radiation tool measurements are given during the operation of cavitation installations, namely: α, β, γ and neutron radiation. So, for usual water the radioactive radiation is at a level of the background, that is, it cannot be found. However, to prove that the reaction was the nuclear one, the author inputed into water various salts, which became radioactive, and then radiation was measured by devices.

The universal mechanics, established by physics, of energy generation from substance still is not really investigated and used. Due to the theory and given practical examples in ХХI century energy generation is possible thanks to partial splitting of new kinds of fuel, which are the natural substances – air and water, the ones, renewed by the nature. And the insignificant intensity of reaction at sufficient liberation of energy will meet the needs of the people, and without infringement of ecological conditions.

As all theories do not completely reflect all parties of the phenomena and processes, the authors hope to get the constructive understanding of the phenomenon, given in the monography, which from our point of view should work to solver the problems of energy, and also to achieve the comprehension of knowledge on the basis of the new approach to the profound understanding of the microworld and its laws.

Saint Petersburg

March 22, 2000

Epilogue

The circulation of substance in a nature occurs by a unique way: the composite substance is formed of elementary particles, and which in term are made by disintegration of substance. Thus the energy changes from one form to another: kinetic energy of elementary particles, at formation of substance changes to potential energy of their connection at disintegration of substance. Kinetic energy can turn to thermal and other forms – mechanical, electrical... As we can see, the first cause of energy is complete or partial disintegration of substance. All other possible cases of energy generation are secondary and in its basis have the disintegration of substance. For example, the exothermic reaction. Heat of reaction is traditionally considered as a natural property. But, as it was stated on an example of burning reaction, the source of energy are the fast elementary particles electrino, pulled out by electron from the atom of the substance. The reactions of synthesis of molecules from atoms gives energy too. But this energy belongs to those particles electrino, which could interact with free electrons, that becoming the connection electrons. That is at synthesis the energy is a consequence of partial disintegration of substance too. The energy of synthesis is 10²⁰ less than energy of complete disintegration to elementary
particles.

Thus, the essence and first cause of energy is a disintegration of substance.

Any substances can be split to elementary particles, and we can get energy from substances as from accumulators of energy. All substances by the amount of elementary particles – electrino and mass as a whole are in balance with external electromagnetic influence. On the Earth, first of all, it is the magnetic field of the Earth. At a deviation (surplus or deficiency – the defect) weight of substance in conditions of influence, including – partial disintegration with energy generation – is restored naturally. So, there is no need to take all at once from nature, – it is necessary to be content with those its mercies, which it gives without damage to ecology. Sparing partial disintegration of substance with preservation of its chemical properties of elements is that very legal necessary and sufficient limit, in particular, for energy generation, that the nature mercifully allows us to use. And, at last, for energy production we should apply the most widespread and accessible everywhere substances: air and water.

That is why such kind power based on partial disintegration of natural substances, defect of mass of which is restored by a nature in natural conditions, is called the natural power.

Nowadays there is no really other power, which to such extend satisfies all requirements of ecology and economy, except for the natural power. It also gives the basis to speak about natural power as a strategic (main) direction of solving the fuel problem on the Earth.

Saint Petersburg, Russia.

1996-2000

ЧАСТЬ ПЕРВАЯ

ФИЗИКА ЕСТЕСТВЕННЫХ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Введение

К 90-м годам ХХ века в физике и, в частности, в энергетике накоплено большое количество фактов, которые не могут быть объяснены традиционной физикой. Это вызвало, с одной стороны, кризис теоретической физики, с другой – десятки, если не сотни, новых теорий. Часть их пытается извлечь объяснение из математических операций, причем без оптимизации математического описания формы, характерной для реальных процессов, другая часть базируется на новых физических представлениях. Однако, лишь одна из них – физика Базиева /3/ – объясняет механизм взаимодействия элементарных частиц, атомов и молекул между собой. В других – это взаимодействие просто постулируется или игнорируется. Именно обоснование организации порядка, а не хаоса, и механизма взаимодействия вызывает предпочтение физики Базиева перед десятками теорий других авторов.

Есть и другие отличия, благодаря которым физика Базиева становится предпочтительной и доступной для использования при объяснении и расчетах ранее необъяснимых явлений. К числу таких отличий можно отнести следующие. При разработке теории строения вещества в /3/ сделано только одно предположение, что наряду с отрицательно заряженной элементарной частицей (электрон) должна существовать положительно заряженная частица (названа – электрино). Ее характеристики и параметры определены расчетным путем на основе существующих экспериментальных данных. Остальные частицы – их производные.

Вторым существенным фактом является уровень крупности «неделимых» частиц. Если в древней физике неделимым считался атом, то в физике Базиева неделимыми рассматриваются электрон и электрино, из которых эти атомы состоят.

Следует отметить, что есть теории, рассматривающие более мелкие частицы (кварки, эпсилоны…), из которых как бы состоит, например, электрон /14/. Но такие теории, хотя и развивают, казалось бы, представления о строении вещества, являются чисто умозрительными, вымышленными.

Третьим отличием является установление фазового перехода высшего рода (ФПВР), заключающегося в образовании вещества из (двух) элементарных частиц и – возможности распада любого вещества полностью или частично на элементарные частицы с выделением энергии. Это представляет практический интерес, о чем ранее и понятия не имели, кроме ядерных реакций радиоактивных веществ.

Есть немало других «изюминок», находок и красочных описаний явлений и процессов (свет, электрический ток, горение, лазерное излучение и т.п.), которые являются оригинальными, раскрывающими их сущность на уровне взаимодействия атомов и элементарных частиц. При этом математика достаточно проста и ограничена алгебраическими уравнениями. Но поскольку она описывает как бы каждую частицу в отдельности, а не усредненные параметры процесса в целом как это обычно делается, то этой математики вполне достаточно, а расчеты прозрачны для понимания сути.

Все это делает настоятельным необходимость знакомства с физикой Базиева. Но ввиду большого объема книги (640 страниц) и большого количества необычных новых понятий, их взаимоувязки и, тем более, использования в расчетах, требуется для предварительного знакомства адаптированный текст, пригодный для восприятия в виде краткого конспекта – справочника. В случае необходимости отдельные разделы всегда можно посмотреть более подробно в самой книге /3/.

Осцилляторы газа

Поскольку атомы (молекулы) находятся в частотном электродинамическом взаимодействии друг с другом, то они называются общим понятием «осциллятор».

Индивидуальное пространство осциллятора, внутри которого он колеблется, называется «глобулой».

Объем, занимаемый одним осциллятором (на примере воздуха) при атмосферном давлении и температуре :

Количество осцилляторов воздуха в единице объема:

Суммарная кинетическая энергия осцилляторов в единице объема:

Кинетическая энергия осциллятора воздуха:

То же, через постоянную Больцмана:

То же, через постоянную Планка:

откуда частота колебаний осцилляторов воздуха внутри глобулы:

Движение осциллятора в своей глобуле не хаотическое как считают, а упорядоченное, вследствие электродинамического взаимодействия с соседями, с амплитудой .

В первом приближении амплитуду можно принять равной диаметру глобулы:

Есть и точное решение для .

Средняя линейная скорость осциллятора за один период его возвратно-поступательного движения на пути :

Механическое уравнение осциллятора

– коэффициент сферичности глобулы – средний угол отражения осциллятора от осциллятора.

– скорость блуждания глобулы:

(для воздуха). Кроме того, осцилляторы вращаются с большой скоростью.

Взаимодействие осцилляторов начинается с их взаимного сближения на некоторое критическое расстояние , при достижении которого происходит остановка с полным торможением их встречных импульсов. Гашение встречных импульсов происходит за счет импульса электрино при излучении первой частицы из одного из двух сблизившихся осцилляторов. Затем через краткий миг излучается и самопоглощается второе электрино, импульс которого передается обоим осцилляторам и они разлетаются с номинальной скоростью и импульсом. При этом разгон осцилляторов мгновенный, так как они движутся в абсолютном вакууме. Размер или диаметр самого осциллятора – атома примерно в 10³ раз меньше диаметра его глобулы, которую сейчас принимают в традиционной физике за размер атома (молекулы).

Момент импульса электрино, как видно из описания взаимодействия осцилляторов, должен ровно вдвое превосходить момент импульса осциллятора, чтобы хватило остановить оба:

.

Поскольку есть отношение энергии осциллятора к частоте, которое представляет собой момент импульса единичного взаимодействия между парой осцилляторов, то есть квант энергии одного взаимодействия, то (постоянная Герца).

В то же время момент импульса частицы равен произведению ее массы на ее секториальную скорость.

Секториальную скорость (или постоянную Милликена) определяют из соотношений для скорости распространения естественного света , характеризующей, как оказалось, только его фиолетовую часть, представляющую наиболее высокочастотную компоненту в пучке видимого света:

;

.

Раскроем уравнение или – и определим массу электрино

.

Постоянная Планка как видно должна сохранять свое стоическое постоянство, так как она представляет собой произведение трех постоянных величин. Более того, по своей физической сути постоянная Планка является квантом энергии единичного взаимодействия между парой осцилляторов газа, которое осуществляется через посредников – электрино. Именно поэтому она и постоянна, что эти посредники – одинаковые для любых по размерам и массе молекул взаимодействующих веществ – от водорода до радона; в уравнение входит момент импульса частицы – посредника (электрино) ., являющийся величиной постоянной для всех веществ.

Путь к определению массы электрино и самой частицы был особенно реальным до 1905 г., до опубликования статьи Эйнштейна «К электродинамике движущихся сред», в которой обосновывается СТО и принимается масса фотона переменной. Но можно было, принимая корректным , с учетом определить массу частицы

,

что очень близко к истинному значению .

Орбитальная скорость электрино определяется как

.

Ее значения для водорода и кислорода:

;

В то же время теория относительности, вот уже почти век утверждает, что в природе нет и не может быть скорости, превышающей

.

Во всех видах излучения, в том числе оптического диапазона, в качестве фотона выступает одна и та же элементарная частица – электрино. Эта частица обладает постоянной конечной массой, постоянным положительным зарядом, постоянной секториальной скоростью, постоянным моментом импульса и двумя составляющими скорости – орбитальной и шаговой .

2. Нейтрон – сложная структура

Экспериментально доказано, что при бета–распаде нейтрон переходит в протон с выделением 1,3 МэВ энергии. Открытие электрино делает возможным решение задачи о структуре нейтрона и протона, которые как видно не являются элементарными частицами, и месте элементарных частиц – электрона и электрино – в структуре нейтрона (и протона).

Атомная единица массы и масса среднего нуклона определяется соотношением:

.

То есть масса среднего нуклона равна массе среднего нейтрона и численно равна:

.

За нейтрон принимается средний нуклон, из которого образованы атомы всех элементов (веществ).

Каждый отдельный нуклон и образованный ими атом есть электростатическая система из отрицательных электронов и положительных электрино.

Введение электрино предполагает определенную конструкцию нейтрона как композитной (не элементарной) частицы. Количество электронов в нейтроне должно быть целочисленным и небольшим. Если бы нейтрон имел в своем составе один электрон , то после его испускания, образовавшийся протон, представляющий собой сгусток электрино, мгновенно должен был бы распадаться. Но он весьма стабилен. При после испускания одного электрона будет сильный дебаланс зарядов 2 : 1 – устойчивость такого протона сомнительна. Лишь при в нейтроне после испускания одного электрона протон может быть стабильным, что также подтверждается дальнейшим анализом Базиева.

На основе анализа безизотопных веществ уточнены массы нейтрона, протона, электрона. При этом атомная масса элементов стала целочисленной и определялась суммой нейтронов и протонов :

.

Массы нейтрона, протона, электрона определялись по формулам:

;

;

.

В результате исчезла вариация масс протона, нейтрона и электрона в зависимости от типа химического элемента, исчез отрицательный знак перед массой электрона; данные приобрели гармонию:

(число электронов в нейтроне).

(число электрино в нейтроне).

(заряд одного электрино).

Интересны относительные величины:

– отношение удельных зарядов, плотности электрино и электрона и их суммарной массы в нейтроне:

(плотность вещества в электроне есть предельная концентрация материи в природе );

– отношения диаметров нейтрона, электрона, электрино:

– массы электронов и электрино в нейтроне и веществе в целом:

от ;

от ;

– заряды электронов и электрино в нейтроне:

от ;

от .

Таким образом, в составе нейтрона и всякого атома масса электрино составляет 99,83% от общей массы. Возникает резонный вопрос: может ли существующая теоретическая физика претендовать на полноту и объективную верность, если она не имела ни малейшего представления о 99,83% материи?

Природа постоянной Авогадро и единицы массы в системе СИ

Число Авогадро нейтронов / – это количество нейтронов в 1 кг вещества.

Единицей массы является 1 кг вещества, содержащий в себе нейтронов, независимо от агрегатного и химического состояния вещества.

Следует отметить, что удельный молярный объем

не является постоянной величиной.

Каждый газ имеет свой молярный объем .