Взаимосвязь затраченной работы и выделенной энергии фазовых переходов. Создание новых генераторов энергии

Фрактальная физика применена к таким понятиям как теплота, температура и энтропия, что позволяет установить, как показано в предыдущем параграфе, закономерности фундаментальных характеристик вещества — температуры и энтропии в зависимости от их атомной структуры (6.1) и (6.2). Ведь до сих пор, как и сто лет назад, до открытия субатомных частиц, понятия теплоты, температуры и энтропии не связаны со строением и свойствами конкретных атомов веществ, в которых имеются электроны и ядра. Указанные макроскопические параметры рассматриваются нынешней физикой эмпирически или, в крайнем случае, с использованием статистических идей [53], определяемых, например, формулой Больцмана, поэтому исследования и информа -ция о свойствах макроскопической системы являются неполными и далеки от истины.

Действительно, на основании соотношения (6.2) для изменения энтропии веществ установлена связь между

выделенной энергией W фазового перехода и затраченной работой Р в виде:

W = kP , (6.3)

где k — коэффициент конверсии энергии составляет от 2,19 до 4,2 раза, а в среднем в π раз, и зависит от типа взаимодействующих частиц (бозоны или фермионы) и скорости обмена энергией.

Для понимания напомним, что частицы с целым спином называют бозонами. К ним относится и фотон. К фермионам относятся частицы с полуцелым (дробным) спином, например, субатомные частицы. Будем считать, что энергия — это способность совершать работу. Работа не является формой энергии — это лишь название одного из способов передачи энергии. Энергия всегда присутствует во всех явлениях, тогда как силы могут появляться и исчезать. Так как работа предполагает перенос энергии с использованием упорядоченного движения частиц, то коэффициент конверсии зависит от типа и скорости этих частиц. Кроме того, коэффициент k характеризует количество информации, которое в среднем может переносить одна частица. Вследствие этого воспользуемся результатами работы [83], в соответствии с которыми коэффициент конверсии принимает следующие значения: для быстрых и медленных бозонов соответственно k_б = 3,60 и k_м = 2,19, а для быстрых и медленных фермионов коэффициент конверсии соответственно принят k_б = 4,2 и k_б= 3,14...(или π). Заметим, как утверждается в [83], что среднее количество информации на одну частицу для медленных фермионов составляет 3,28. В данном случае принимаем k_M = π, так как данный коэффициент для медленных фермионов уточнен, доказан теоретически и практически при установлении закономерности изменения энтропии при кипении однородных газов в зависимости от их атомной структуры (см. п. 6.1, соотношение (6.2) и табл. 6.1). Однако это не означает, что коэффициент 3,28 неправильно опре-

делен, - в данном случае только принято его нижнее гра-ничное значение. Тем более, исследование формообразования шестиугольной плоской снежинки Кеплера (см. пп. 2.1 и 2.8) показало, что формообразующая сила сосредоточена в центре снежинки и действует оттуда одинаково по всем направлениям. Таким формообразующим началом снежинки является электрический заряд. Действительно, фрактальная размерность снежинки Кеплера Iog6/log(3)^1/2 = 3,262 как раз и характеризует то количество информации, которое в среднем может переносить одна медленная электрическая частица с полуцелым спином. Известно, что заряд снежинки является порождением электрической силы Земли. Отсюда следует, что в любом веществе, в любом растении формообразующее начало определяется электрическим зарядом и в зависимости от внутренних свойств веществ строит ту или иную внешнюю форму. На этом простом примере видно, что фундаментом мироздания является электрический заряд, определяющий единство электромагнитной природы.

Таким образом, возможны два качественно различных способа передачи движения и соответствующей ему энергии от одного макроскопического тела к другому — в упорядоченной форме работы и в неупорядоченной форме теплоты. Это определяет конверсию из-за фундаментального различия в получении тепловой энергии этими способами передачи движения. Следовательно, человеческим опытом доказано основное положение физики, что при получении тепловой энергии с помощью неупорядоченной формы движения коэффициент конверсии равен единице. Поэтому следует сегодня утверждать о полном превращении работы в теплоту лишь с позиции неупорядоченности движения частиц, а при упорядоченном движении наблюдается конверсия энергии, природа которой установлена автором.

Мы знаем, что традиционная физика связывала энтропию с хаосом [53] (второе начало термодинамики).

Энтропия служила мерой рассеяния или деградации энергии в соответствии с известной формулой Больцма-на для изолированных систем. Однако фрактальной физике удалось наглядно сформулировать принципиально новое понятие энтропии, исходя из описания поведения отдельных электрических частиц.

Во-первых, энтропия — на примере сжиженных однородных газов (см. табл. 6.1) — закономерно увеличивается по мере возрастания числа нуклонов и электронов в атоме однородных веществ, ограничивается числом 25 при достижении количества указанных частиц и квантуется кратно числу я , что видно из (6.2).

Во-вторых, энтропия — на примере выделения энергии фазового перехода — характеризует меру хранимой энергии и указывает меру работы по выделению запасенной энергии, что видно из (6.3).

Эта принципиально новая формулировка энтропии исходя из единого фундаментального взаимодействия, которое проявляется во всех явлениях и процессах электромагнитной природы (см. п. 3.1), позволяет сделать вывод, что все виды энергии (по некоторым разработкам их имеется 15 видов) являются одной из форм электрической энергии, а второе начало термодинамики имеет не всеобщий характер и проявляется лишь в частных, например циклических, случаях мира реальных процессов. Нынешнее понятие второго начала исходит от породившей его паровой машины, в которой невозможно полностью преобразовать теплоту в работу. Однако, например, пушки могут стрелять ядрами благодаря тому, что теплота, создаваемая при сгорании заряда, полностью преобразуется в работу по выбрасыванию ядра. На таком принципе работы возможно создание двигателя для автомобиля, как альтернативы тепловым установкам и перехода к системам, основанным на извлечении непосредственно электричества из структуры пространства.

Новое понимание энтропии позволяет также раскрыть явление конверсии энергии, которое характеризуется увеличением выделенной энергии в фазовых переходах от 2,19 до 4,2 раза по сравнению с совершенной работой и обусловливается связью открытой системы с окружающим пространством. Мы теперь знаем, что только фрактальная физика установила электрическую структуру пространства (см. пп. 3.3, 4.2). Поэтому в нашу задачу входит научиться получать энергию из этого бесконечного пространства. Так как нынешняя физика об этом не знала в силу своей безусловной ограниченности, то она привела земную цивилизацию к обреченности. Приведем примеры получения энергии из окружающего пространства, чтобы определить выход из тупикового пути развития земной цивилизации.

Построен термоэлектрический генератор [5]. Он показывает увеличение выходной энергии в 2,2 раза по сравнению с входной. Это увеличение энергии вызвано возникновением излучения на фазовом переходе, что находится в согласии с теоретическим предсказанием (см. (6.3)). На основании возникновения проводимости в полупроводниковых приборах, что рассмотрение в п. 6.1, обсудим принцип такого генератора.

На рис. 6.5 показан механизм получения дополнительной энергии, которую берем из окружающего пространства. Переход образован соединением металлов, например меди и цинка, атомы которых соответственно имеют один и два внешних электрона. Электроны спариваются полюсами, а второй электрон элемента Zn связан с дыркой элемента Сu. Возникновение дырки обусловлено взаимодействием электрона элемента Zn со структурой пространства атома Сu. В соответствии с п. 6.1, дырка — это не пустое место, а элементарный вихрь. В дырке локально (по периферии) размещается положительно заряженная составляющая вихря. Такую систему можно также построить на базе полупроводниковых приборов.

Рис. 6.5. Графическое изображение механизма получения дополнительной энергии

Механизм передачи электрической энергии и возбуждения дырки проиллюстрирован введением фотонов. При взаимодействии фотона с электронами происходит передача энергии через ядро следующему атому меди. При взаимодействии фотона с парой электрон-дырка происходит коллапс структуры дырки и возникновение нового фотона, который выделяется на этом переходе. Мы знаем, что дырка в динамическом равновесии есть вихрь, состоящий из положительно и отрицательно заряженных составляющих. После выделения фотона структура дырки восстанавливается за счет взаимодействия с окружающим пространством. В результате в рассматриваемой системе выделяется джоулево тепло за счет прохождения электрического тока и дополнительное тепло — за счет возникновения излучения. Теперь мы видим, что дополнительная энергия получается за счет связи с окружающим пространством. С помощью квантовой теории Планка можно рассчитать возникающее излучение. При испытании такого нагревательного элемента получен коэффициент превышения выделенной энергии порядка 2,2. Так как носителями энергии являются фотоны, у которых целочисленный спин, то теоретический результат — k = 2,19, что с большой точностью согласуется с проведенным исследованием. Эффект выделения дополнительной энергии в полупроводнико -

вом элементе обнаружен русским исследователем П. К. Ощепковым в 1959 году (см. Введение, п. 11и [21]).

Рассмотрим процесс кипения воды путем совершения работы (а не теплообмена, в котором перенос энергии происходит с использованием неупорядоченного движения частиц). Автором обнаружено в таком процессе явление конверсии энергии. Теоретический коэффициент конверсии равен π, поскольку при электролизе воды происходит разряд ионов, каждый из которых несет заряд, равный по величине заряду электрона. Поэтому сообщение в печати о низкотемпературном ядерном синтезе, выявленном в обычном процессе кипения воды, является ошибочным. Однако такой факт выделения дополнительной энергии экспериментально установлен Флейшманом и Пенсом в 1989 году (см. Введение, п. И и [22]).

Исследование химических веществ показало, что изменение состояния двухкомпонентного топлива обусловлено переходом конверсионных электронов с возбужденного, полученного лазерным (или другим способом), высокоэнергетического уровня одной из компонент в основное состояние, приводящее к выделению дополнительной энергии за счет обмена электронами с другой компонентой в процессе горения. Так как в механизме переноса энергии в данном случае участвуют электроны, то теоретический коэффициент конверсии может достигать k = 4,2. Это явление подтверждается созданием ракетного топлива, обеспечивающего разработку одноступенчатого многоразового космического корабля [84]. К сожалению, явление конверсии энергии использовано нынешней физикой «на ощупь» при создании водородной бомбы, удельная (на единицу массы) мощность которой по сравнению с атомной бомбой больше примерно в четыре раза.

Таким образом, увеличение выделенной энергии в фазовых переходах от 2,19 до 4,2 раза определяется взаимодействием с «тонкой структурой» пространства, а

закономерность превращения энергии — типом носителей и скоростью обмена энергией.

В приведенных выше примерах явление конверсии энергии рассмотрено в разных системах. Однако их связывает воедино получение дополнительной тепловой энергии. Теперь мы безусловно много знаем о природе, чтобы научиться извлекать из окружающего пространства непосредственно электрическую энергию. Вспомним, что фотоны (точнее солитоны) в проводнике являются носителями энергии. Исходя из новой концепции, проводник является только каналом электрической энергии, вроде реки, которая получает воду из окружающей среды. Как проводник, так и река являются открытыми системами. Поэтому в проводнике мы должны создать фазовый переход для образования потока энергии. Теперь остается в эту систему поставить подобие водяного колеса, которое работает с доисторических времен, потребляя энергию воды. Энергия воды в реке определяется гравитационным взаимодействием Земли.

Такой концептуальный подход позволяет создать открытую электрическую систему для получения электрической энергии с коэффициентом конверсии k =

2,2^. Ö4π = 7,8. Коэффициент 2,2 еще раз подтвердил, что носителями электрической энергии являются фотоны. Величина Ö4π является коэффициентом пропорциональности между механическими и электрическими силами и характеризует возникновение электрического

заряда. По своей сущности коэффициент Ö4π обусловлен модернизацией единицы заряда — Кулона [57], что рассмотрено в п. 3.1 и п. 3.9.

Как указывалось во Введении, п. 10, автор взял за прототип такого генератора естественный генератор энергии в центре Галактики (см. п. 3.6). В быстро вращающемся диске Галактики происходит процесс образования солитонов. Такой процесс следует рассматривать как одну из разновидностей электронного магнит-

ного резонанса (см. п. 4.2). Генератор энергии в центре Галактики можно назвать «униполярным генератором» [45]. Поясним, что такое название связано с термином «униполярная индукция», определяющая возникновение электродвижущей силы в намагниченном теле, движущемся непараллельно оси намагничивания. При этом электродвижущая сила направлена перпендикулярно плоскости, в которой расположены векторы магнитной индукции и скорости магнита. На рис. 6.6 представлен униполярный генератор, отображающий картину генератора энергии Галактики (см. рис. 3.2). Его работа может быть объяснена следующим образом: под действием силы Лоренца возникающие фотоны в металлическом диске приводят к образованию солитонов, несущих отрицательный электрический заряд. Эти солитоны перемещаются перпендикулярно направлениям ω и В до тех пор, пока в теле диска не возникает электрическое поле, препятствующее этому перемещению. Наличие электрического поля приводит к появлению постоянной раз -ности потенциалов U.

Рис. 6.6. Униполярный генератор

Термин «униполярная индукция» неудачен, он возник вследствие того, что в униполярной матине контур, в котором наводится электродвижущая сила, расположен не между полюсами, а со стороны одного из полюсов

магнита. Униполярный прибор был впервые исследован и описан М. Фарадеем в 1831 году (см. п. 1.3).

Эксперименты показали, что в первом опытном образце электрогенератора достигнут кпд 725%, приближающийся к своему предельному значению — 780%. Подводя к нему электрическую мощность 850 Вт, получали ток 5600 А при напряжении 1,1В.

Исходя из структуры пространства, такой метод извлечения энергии назовем разделением электрических зарядов. При этом способе извлечения электричества получена энергия более 10 кВт. Для получения энергии более 1 МВт необходимо использовать как диски, так и электромагниты из очень высокотемпературных сверхпроводников, рассмотренных в п. 6.1. Этот метод получения электрической энергии есть переход к персональной энергетике.

Во втором способе извлечения высокочастотной энергии из структуры пространства используется резонансный метод. Мы знаем из п. 3.3, что микроструктура неполяризованного пространства также есть структура, состоящая из двух осцилляторов. Каждый осциллятор имеет две степени свободы, которые слабо связаны между собой. Они образуют стоячие волны, форма которых близка к форме фотона, т. е. содержат противоположные заряды, которые определяют нейтральность этого состояния пространства. При таком способе извлечения электрической энергии можно получить более 500 Вт.

Достигнутый результат подтверждает вывод п. 6.1, что тонкая структура пространства является основным энергетическим носителем для развития жизни. Поэтому автор полагает, что энергетические установки, использующие извлечение энергии из структуры пространства, позволят выйти в Галактику (см. п. 6.3) и перейти к персональной энергетике, отказавшись от атомных, тепловых и гидро - энергетических установок. Тем более, комиссия по атомной энергии США планирует закрыть

все атомные станции ввиду отсутствия возможности утилизации ядерных отходов. Те отходы, которые захоронены, взорвутся в лучшем случае через 500 лет. Однако для улучшения обстановки на Земле можно использовать ядерные отходы атомных станций в новых энергетических установках для получения электрической энергии и превращения их в нейтральное вещество (см. Введение, п. 12). В этом случае пустотелые металлические диски энергетических установок наполняются ядерными отходами в очень небольших количествах. При этом эффективность генераторов энергии резко возрастает из - за образования проводящей среды диска.

Напомним, что нынешняя физика под видом создания «управляемого ядерного синтеза» своими бесконечными взрывами выжгла озоновый слой и расколола Землю, ибо толщина оболочки Земли, по представлениям фрактальной физики, составляет около 80 км. Геодезические измерения в I960 году зафиксировали увеличивающиеся трещины оболочки Земли, составлена карта трещин зем -ной сферы [74] и обнаружены озоновые дыры (см. п. 3.9 и п. 5.2).