Новая попытка дать ФИЗИЧЕСКОЕ объяснение явлению падения давления в потоке жидкости или газа.
Вынужденное длинное предисловие.
Старания объяснить это странное явление с позиций Молекулярно-Кинетической Теории (МКТ) ни к чему не приводят и не могут привести, ибо сама теория неверна, если её применять к атомам и молекулам вещества. Хотя, вполне возможно, она может доказать свою справедливость для случая плазмы, когда вещество существует не в виде упорядоченных структур, молекул или атомов, а в виде хаотически движущихся электронов, протонов, нейтронов и "голых" ядер.
Как уже не раз описывал, эта теория даже в самых элементарных случаях демонстрирует свою неспособнсть логично и последовательно объяснить самые что ни есть распространённые эффекты.
Идея этой теории, созданной двумя выдающимисия физиками Максвеллом и Больцманом, заключалась в том, что молекулы и атомы любого вещества следует рассматривать как некие движущиеся упругие шарики, которые, сталкиваясь, обмениваются энергиями и импульсами. С точки зрения МКТ тепло - есть движение молекул и атмомов и чем быстрее они движутся, тем больше их кинетическая энергия, а в макромасштабе, - более высокая температура вещества. С точки зрения статистики, если имеется некое множество молекул или атомов, движущихся изначально с разными скоростями, то, будучи предоставленным самому себе, те есть без какого-либо внешнего воздействия, скорости частиц постепенно сравняются СТАТИСТИЧЕСКИ, ибо всегда будут более быстро и более медленно в сравнении с преобладающей СРЕДНЕЙ скоростью движения частиц. Это, вновь, было предсказано во многих работах Максвелла и Больцмана.
Но одно это утверждение уже не выдержало столкновения с реальностью: Молекулы разных газов при одной и той же температуре движутся с РАЗНЫМИ, и весьма РАЗНЫМИ скоростями! Эпигоны во имя спасения этой теории, исказили взгляды отцов-основателей МКТ и подменили СКОРОСТИ молекул их кинетической энергией, что дало верный, совпадающий с экспериментом результат.
Другой пример, тоже не раз мной упомянутый. Если давление жидкости, скажем, на стенки сосуда, в который она налита, есть по МКТ суммарные удары молекул приходящиеся на единицу площади поверхности сосуда, то если налить в стакан холодную воду её давление на дно будет иметь некое значение, обусловленной высотой столба жидкости, То есть молекулы воды ударяют о дно с определённой скоростью и сумма ударов о единицу площади в единицу времени и есть искомое давление.
Нагреем эту воду до почти ста градусов. Согласно МКТ, молекулы начнут двигаться заметно быстрей, следовательно их кинетическая энергия возрастёт, а значит сила ударов также вырастет. К тому же, из-за большей скорости, количество ударов в единицу времени также возрастёт. Значит должно (по МКТ) сильно возрасти и давление горячей воды на дно стакана. Но давление останется ПРЕЖНИМ!
Ещё один пример:
Из сосуда со сжатям газом мы выпускаем газ в атомсферу или в безвоздушное протсрансов. Известный физический эффект - газ при этом сильно охлаждается. Но, когда он был сжат в сосуде, молекулы его двигались медленно, ибо длина свободного пробега была крайне мала и молекулам было просто негде набрать достаточную скорость. При этом температура газа была, скажем, комнатной. Выпуская газа, мы даём молекулам возможность набрать значительные скорости, а это по МКТ есть увеличение кинетической энергии, а значит макроскопически УВЕЛИЧЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ! РАЗОГРЕВ ГАЗА!Опять МКТ в своих предсказаниях радикально расходится с опытом.
Есть и другие примеры несоответствия между опытом и теорией. (В последний раз я упомянул об этом в заметке "Разогрев за счёт потери энергии").
Дабы не утомлять более читателей, перехожу к закону Бернулли
Коль скоро приходится отказаться от МКТ, остаётся заменить её давно предложенной мной Молекулярно-Электрической Теорией (МЭТ), ядром которой является "Конфигурационная Теория Электронных Орбит" (КТЭО) с введением нового понятия "Идеального состояния атома" или кратко "Идеального атома".
ЧТО ТАКОЕ ДАВЛЕНИЕ с точки зрения МЭТ?
Это электростатическое взаимодействие (взаимоотталкивание) атомов и молекул, вызванное полевым взаимовлиянием их внешних электронов. Чем больше силы взаимного отталкивания, тем больше давление одного вещества на другое или то же. Чем меньше сила отталкивания, тем давление меньше. Атомы, хоть и на больших расстояниях, намного превышающих их размеры, считающиеся электрически нейтральными (плюс ядра компенсируется равным по величине зарядом электронной оболочки), тем не менее, будучи сближены на расстояния, сравнимые с их размероми, весьма активно взаимодействуют друг с другом электронами внешних орбит.
Это и отталкивание и притяжение.
Нас в данном случае интересует отталкивание - давление. Когда атомы газа или жидкости находятся в относительном покое (они движутся хаотически, но никакого потока, упорядоченного и направленного движения, нет, они отталкиваются друг от друга за счёт одного знака заряда их внешних электронов.
В целом можно говорить о сферической симметрии их электростатического поля.
Когда возникает поток, то есть упорядоченное и направленное движение одних атомов относительно неких неподвижных, форма их электрического поля изменяется: симметрия исчезает и поле движущихся с "точки зрения неподвижных" приобретает вид эллипсоида в направлении оси движения. То есть ПОПЕРЕЧНАЯ величина электростатического взаимоотталкивания атомов полями уменьшается, а значит ДАВЛЕНИЕ на соседние, неподвижные атомы, уменьшается! Чем бытрей движутся атомы потока, тем более вытянуто их электростатическое поле, более вытянутый эллипсоид, а значит меньше поперечная составляющая их отталкивающего поля. Чем медленней поток, тем больше эллипсоид поля подвижных атомов приближается к сферической симметрии и давление - отталкивание возрастает.
Эффект Бернулли!
Речь, разумеется, идёт о скоростях потока газа или жидкости, несравнимо меньших, чем скорость света, приближение к которой согласно известным преобразовниям Лорентца, превращает сферу поля релятивистски движущегося заряда в диск. Да и скорости эти для макрообъектов в земных условиях недостижимы.
Из этого допущения вытекает и дополнительная интересная тема о вязкости продольной и поперечной. Будет ли скорость звука, продольная и поперечная, в движущемся потоке одинакова? Нет, конечно. Но тут вмешивается удлинение пути!!! А нас интересует мгновенная скорость звука. Поэтому измерение времени прохождения сигнала не есть верный метод. А скорей эффект Допплера. Если сравнивать скорости вдоль потока в направлении потока и против него, то тут опять вмешивается изменение дистации проходимой звуком.
Если верна гипотеза о том, что частицы в потоке связаны продольной вязкостью сильней, чем поперечной, то и звук В ЛЮБОМ ЕГО НАПРАВЛЕНИИ - вдоль или против потока - должен был бы распространяться быстрей. Но опять измерять её методом "расстояние. делённое на время прохождения" НЕВЕРНО. Возможно, её следует измерять только по эффекту Допплера.