X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

1. Введение. Электролиты (проводники второго рода), как сфера деятельности человека в окружающем его мире. Электролиты широко используются в науке и технике. Их содержат все жидкие системы живых организмов. Они служат средой при проведении электролиза и многих химических синтезов. С помощью электрического тока (электролиза) можно получить не только простые вещества, но и сложные и никаким другим способом нельзя непрерывно и в столь широких пределах изменять скорость химических реакций.

При промышленном производстве химических продуктов очень важно знать закономерности реакций во времени, зависимость их скорости и выхода продуктов от температуры, давления, концентрации реагентов и примесей при воздействии электрического тока (проводимости отдельно действующих частиц). Это нужно не только для того чтобы наилучшим образом образовать технологический процесс, но и для построения теории реакционной способности и ее управления. Однако, несмотря на важность постановки вопроса использования электромагнитной энергии (в проводниках второго рода), до настоящего времени в учебниках по электротехнике рассматриваются токоприемники, обладающие свойствами только проводников первого рода – электронной проводимостью (сопротивления X_L, X_C, R, r, Z при ).

Проводники второго рода (электролиты) обладают ионной проводимостью положительно и отрицательно заряженных микрочастиц, движущихся встречно и взаимодействующих между собой, для которых инструментальный закон Ома не приложим.

2. Историческая справка. В работах автора [1-4] рассмотрена аналогия передачи световой и электромагнитной энергии на базе классической механики. В основе доказательства было предложено сравнение двух широко известных выражений (законов Снеллиуса и Максвелла). Одно из них , как показатель преломления; другое, как показатель отношения скоростей потоков энергии процесса преломления . Использование подобранной функции в процессе сравнения синусов углов α и φ вместо самих углов хоть и удалось для одной и той же среды обеспечить равенство при больших и малых углах падения, однако для других каких-либо веществ отношение имеет другие значения. Несмотря на это анализ работ [1-4] позволил сделать оригинальный вывод: передача энергии источника постоянного и выпрямленного тока токоприемникам второго рода (электролитам) определяется показателем преломления и количественно равен отношению электрического сопротивления анионов , движущихся к катоду, к сопротивлению катионов , движущихся к аноду: .

Рис.1. Принципиальная электрическая схема с электролитическим токоприемником.

Этот вывод тотчас же следует из сравнения двух отношений: общего для проводников первого рода и выявленного автором выражения [2] для электролитов (рис. 1, в обозначениях автора):

– реактивные сопротивления, соответственно анионов и катионов. – активные сопротивления, соответственно анионов и катионов.

Для дальнейшего рассмотрения заметим, что понятие передача электромагнитной энергии и ее распределение между источником и токоприемником непосредственно связано с понятием «поток»: поток Гаусса, поток Умова – Пойнтинга, поток энергии.

Термин «поток» введен по аналогии с выражением потока жидкости и скоростью ее течения. Количество жидкости (объем), протекающий сквозь какую-то площадь (поверхность) в секунду. Тогда приняв скорость движения υ постоянной в трубе с сечением S, легко определяется количество жидкости, протекающей сквозь S ежесекундно. Для этого достаточно площадь S умножить на перемещением: . Рассматривая аналогии приведем пример используемый при изучении теоремы Гаусса.

Рис.2. Классическая аналогия геометрического построения «Потоков»: Снеллиуса – Умова – Пойнтинга – Максвелла и Гаусса.

Разместим точечный электрический заряд в центре шара рис. 2. В этом случае все линии индукционных сил есть суть радиусы, а густота сил на всей поверхности шара будет одна и та же. Тогда вектор индукции (число линий сил) выходящий из шаровой поверхности будет равен: , это означает, что поток Гаусса N не зависит от радиуса r, т.е. число линий сил выходящих из единичного заряда одно и то же для любого другого шара.

Таким образом, полный поток индукции, пронизывающий замкнутую поверхность любого шара будет равной . Если внутри какой-либо замкнутой поверхности несколько точечных зарядов, получается выражение: , т.е. в соответствии с законом Кулона . Тогда напряженность электрического поля в одной точке потенциального поля равна . Во избежание недоразумения при рассмотрении суперпозиционного поля Гаусса в проводниках второго рода, где (в отличие от проводников первого рода) индукции полей (стационарного и статического) складываются геометрически, необходимо помнить свойство параллелограмма, что индукции потоков складываются алгебраически. Особо отметим, что если внутри замкнутой поверхности будет больше положительных зарядов, чем отрицательных, то поток будет положительным и наоборот (принцип образования двойного электрического слоя на границе раздела двух фаз).

3. Что утверждают химики! Давно кануло в лето дуалистическая гипотеза, обоснованы физический смысл периодического закона и структуры периодической системы, создана и усовершенствована атомная модель Резерфорда, открыт электрон, атом превратился из отвлеченного понятия в конкретный объект исследования, возникла новая химическая дисциплина – квантовая химия (инструмент для химиков). Однако необходимо глубоко осознать, что «сердце» химии составляют химические реакции. Получение различных веществ, как-то искусственных алмазов, металлического водорода и т.д. и т.п. требует еще один не менее важный инструмент (для создания и управления реакцией) – электромагнитная энергия. Энергия действующая на вещество и наоборот, противодействующая энергия вещества, ибо только при равновесии энергий можно выявить какое-то новое вещество, полученное при химической реакции и просуществовавшее необходимое по длительности время для успешной повторяющейся фиксации этого нового вещества: т.е. в соответствии с законом Кулона , тогда напряженность электрического поля в одной точке потенциального поля равна .

4. Решение вопроса. Критерием действия и противодействия в условиях передачи потока электромагнитной энергии, по аналогии со световым потоком и потоками Умова – Пойнтинга и Гаусса, принимается баланс двух разных электрических потенциальных полей: стационарного макрополя и статического микрополя.

Критерием действия принимается поток электромагнитной энергии элементарных Фарадеевских частиц и частиц Эйнштейна постоянного или выпрямленного тока источника. За противодействующие силы принимается энергия потоков положительно и отрицательно заряженных частиц, движущихся встречно с разными скоростями и массами в токоприемниках второго рода (в электролитах). Объединяющей терминологией количественной оценки принимается понятие «Поток» - суперпозиционный поток Гаусса. Глубоко осознавая, что электроны почти в миллион раз меньше молекул, поэтому атомистическое строение электричества не играет какой-либо роли. Можно электричество принять за единую сущность сплошной субстанции «Поток», как и жидкость, учитывая при этом прерывного строения некоторых веществ. Тем более, что, поскольку в теории электричества и магнетизма токоприемник (среда) занимает особое положение и описывается феноменологическими уравнениями приняты в квантовой теории базовыми:

Для вакуума уравнения Максвелла представляются в следующем виде:

и дополняются понятиями вакуума и, наконец, из теории распространения электромагнитной энергии .

Таким образом для получения количественных данных в эксперименте любого процесса необходимо знать количественные характеристики и свойства действующих сил (электромагнитная энергия) и количественные характеристики и свойства противодействующих сил (токоприемника).

5. Заключение. Анализ работ автора позволяет сделать вывод, что показатель преломления передачи электромагнитной энергии постоянного или выпрямленного тока электролитическому токоприемнику, есть количественная величина отношения (сопротивления движущихся анионов к катоду к величине сопротивления движущихся к аноду, что позволяет рассмотреть более глубокие аналогии для получения количественных показателей: решить вопрос квантовой необратимости!

Опытный закон Ома для проводников второго рода не приложим. В работах автора предлагается экспериментальная закономерность для проводников второго рода: ; строго в обозначениях автора.

Литература:

Палашов В.В. Об аналогии передачи световой и электромагнитной энергии, показателя преломления (от Снеллиуса к Эйнштейну). // Приволжский научный журнал – 2012 г. №2 – с.288-293.

Палашов В.В. Управляемые системы катодной защиты и ее контроль в грунтовых и водных средах. / Автореферат докторской диссертации. – 1998 г. – Москва. – 12 с., - закономерность (11).

Палашов В.В. «Электронное облако» электрона – суть распределения электромагнитной энергии в средах. теория и практика физико-химической сущности ионной проводимости. – 2016 г., Нижний Новгород, ННГАСУ – 36 с.

Палашов В.В. Закономерность изменения углов преломления потоков электромагнитной энергии заряженных ионов, движущихся встречно под воздействием ЭДС в грунтовых и водных средах. // Открытие, диплом №403, Москва, 2010 г. – рег. №506.

Код для цитирования: Скопировать