Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay
  Все выпуски  

Как делать открытия. Приемы решения научных задач


Информационный Канал Subscribe.Ru

АРХИВ рассылки ''Как делать открытия''



 

Рассылка ''Как делать открытия. Приемы решения научных задач''
http://subscribe.ru/catalog/science.natural.triz
Выпуск № 96. 12 октября 2005 г.
Сайт ''Русловые процессы и ТРИЗ''
http://bedload.boom.ru ancondratyev@peterlink.ru

Здравствуйте, уважаемые друзья!

От законов мироздания к новым технологиям

Часть 2.

Скворцов Г.Е.

 

Демонстрируются недавно установленные фундаментальные законы физики. Указывается ряд их полезных следствий и применений для физико-химических, биологических и экономических систем.

3. Продемонстрируем действие законов аномальности и чередовании режимов на явлении, названном авторами «аномальной релаксацией» (АР) [7]. Это явление обнаружено и исследовалось в целом ряде газов (Ar, Xe, N2,CO2, фреоны) при разных физических и экспериментальных условиях. Оно примечательно своей исключительностью на фоне большого массива имеющихся данных (где оно отсутствовало), а также тем, что послужило первичным опытном основанием указанных выше законов.

Стандартная картина стационарной плоской ударной волны (УВ) выглядит очень просто: прямая линия – фронт, отделяет светлый фон – газ перед волной, от темного - сжатый газ за УВ. В сильной волне фронт  и его ближайшая окрестность дают яркое излучение: высвечиваются возбужденные и ионизованные молекулы и атомы. Такая картина соответствовала теории и  почти всегда наблюдалась в опытах.

Однако имелись два обстоятельства, которые противоречили такой регулярной картине. Эксперимент для сильных УВ в определенных условиях многократно демонстрировал искажение фронта. Главное же противопоказание заключалось в том, что регулярная картина для безграничного диапазона скоростей нарушала фундаментальный закон Гегеля о переходе количества в качество. Эти обстоятельства побудили группу экспериментаторов и автора рассмотреть вопрос о поведении УВ с ростом скорости более внимательно.

В результате широкомасштабного исследования, отраженного в десятке публикаций, было предсказано и обнаружено наличие пороговых значений скорости, при которых стационарный режим распространения волны нарушался, фронт искажался и часто совсем разрушался. При дальнейшем увеличении скорости волна принимала свой обычный вид. Стороннему наблюдателю это кажется удивительным (разрушение снимается увеличением воздействия). Теория же предсказывает целую серию таких аномалий, и некоторое число их было обнаружено для каждого из изученных газов. Например, для CO2 было выявлено четыре аномальных режима.

В результате исследования были зафиксированы различные особенности присущие аномальным режимам: всевозможные искажения фронта, хаотизация зоны за ним, резкие изменения свечения, появление спектральных линий, соответствующих неизвестным возбужденным состояниям. Активная среда за УВ в таких режимах, по сути, представляет собой взрывчатое вещество большой интенсивности. Это в равной мере относится и к инертным газам, особенно к ксенону, для которого разрушение всего поля течения  выглядит катастрофически.

Полученные при изучении АР результаты, особенно выявленные для некоторых газов физико-химические механизмы, дают основание для ряда перспективных технологических применений. Из их числа можно отметить весьма актуальный способ устранения детонационных режимов в жидкостно-реактивных двигателях, значительно повышающий их КПД. Имеет хорошую перспективу УВ-способ получения активной среды для мощных лазеров.

Побочным следствием этого способа служит указание возможности и условий осуществления астрофизического лазерного эффекта. Такое указание дает обнаружение интенсивного, почти монохроматического излучения вблизи аномального режима при достаточном разрежении газа. Этот режим вспышки имеет простое объяснение. Он обусловлен двумя факторами: резонансным возбуждением электронного состояния частиц и бесстолкновительным его почти синхронным высвечиванием. Это дает вполне достоверную модель астрофизического лазера, для которого, очевидно, не нужны зеркала.

4. Важным качеством, рассматриваемых четырех законов реакции является их способность отражать образование структуры и последовательность смены структур при воздействии на систему. Для физических систем это кажется достаточно очевидным, если опираться, например, на преобразования твердого вещества в плазму посредством подвода тепла. Ясно, что как только достигаем границы качества, осуществляется переход к следующей фазе и реакция демонстрирует особенности. Более сложным и интересным является вопрос о том, какая структура получается в результате перехода. А особый интерес представляет и прямая, и обратная связь характера реакции  и вида структуры для химических и биологических систем.

Химическая система есть преобразующаяся вследствие действия молекулярных сил смесь веществ. Переход одних веществ в другие имеет качественный характер и, очевидно, отражается в особенностях реакции на внешние воздействия. Это обстоятельство можно использовать регулярным образом для выявления стадий химической реакции и выяснения ее  брутто-механизма. Зная такой механизм, можно указать условия режимного катализа, т.е. физические воздействия, регулирующие ход реакции и направляющие его в нужную сторону. Применяются несколько видов режимного катализа: изменения температуры и давления, плазменная активация, воздействие магнитным полем для реализации спинзапрещенных реакций.

 Однако, управление химическими реакциями посредством внешних воздействий пока не имеет системного характера. Применение законов реакции будет способствовать целенаправленной широкой реализации режимного катализа с привлечением всевозможных физических факторов и учетом их интенсивности. Последнее очень важно, т.к. при переходе за границу качества получится результат обратный желаемому. Например, если изменять температуру или давление для достижения эффекта, предписываемого законом Шателье, сверхкритической меры, то получится противоположный результат. Такая ситуация вполне возможна, поскольку граница применимости второго закона термодинамики и равносильного ему закона Шателье ранее не была указана.

 

Литература

[1] Скворцов Г.Е. Система законов природы.  – СПб., 2004

[2] Скворцов Г.Е. Картина мира природы. – СПб., 2003

 

В письмах, пожалуйста, используйте информативный Subj (чтобы не ушло в корзину со спамом), а также указывайте - "в рассылку" или "ни в коем случае не в рассылку"

Уважаемые открыватели!
Желаю Вам счастью!
Ведущий - Александр Кондратьев  ancondratyev@peterlink.ru

Рассылка ''Как делать открытия. Приемы решения научных задач''
http://subscribe.ru/catalog/science.natural.triz
Выпуск № 96. 12 октября 2005 г.
Сайт ''Русловые процессы и ТРИЗ'' http://bedload.boom.ru

Рейтинг@Mail.ru

 

АРХИВ рассылки ''Как делать открытия''





 



Subscribe.Ru
Поддержка подписчиков
Другие рассылки этой тематики
Другие рассылки этого автора
Подписан адрес:
Код этой рассылки: science.natural.triz
Архив рассылки
Отписаться
Вспомнить пароль

В избранное