В настоящее время, затраченное тепло на нагревание газа, вычисляется по удельной
теплоёмкости, значение которой приводится для каждой температуры газа, то есть
результат вычислений справедлив при нагревании газа только на 1 градус. Формулы,
данные в статье, дают точный результат вычисления при любых температурах. В
учебнике, для определения работы при сжатии газа, предлагается один показатель
адиабаты. В действительности он различен при уменьшении (увеличении) объёма в n раз,
и увеличении (уменьшение) давления в n раз.
1МРНТИ 29.01.33.
УДК 001.53
.
А.И.Филатов
..
Формулы для вычисления физических постоянных
Филатов А.И
Филатов Анатолий Иванович. Пенсионер. filatov04.11@yandex.kz. Казахстан. г. Алматы.
Аннотация: целью исследования является доказательство формул для вычисления
физических постоянных – Планка, Больцмана, Авогадро, Стефана-Больцмана, газовых
постоянных, показателей адиабаты, удельных теплоёмкостей, постоянной гравитации,
электрической и магнитной постоянной.
Ключевые слова: гравитация, электричество, взаимодействие проводников тока,
излучение, термодинамика.
Введение. В справочнике по физике приведены значения постоянной - Планка,
Больцмана, Авогадро, Стефана-Больцмана, гравитации, электрической и магнитной
постоянной. В статье приводится формулы для их вычисления, а так же формулы для
вычисления значений удельных теплоёмкостей и показателей адиабаты.
Методы исследования – анализ значений физических постоянных. Доказывается, что
отношение массы электрона m к массе протона M, равняется отношению размера протона
Rn к размеру радиуса орбиты электрона r, радиуса орбиты электрона r к размеру атома
Rа, размера атома Rа к длине волны фотона y, то есть m/M = Rn/r = r/Ra = Ra/y.
Результатом исследования явился вывод формул для вычисления физических постоянных
– гравитации, электрической, магнитной, постоянной Планка, Больцмана, СтефанаБольцмана, Авогадро, показателей адиабаты, удельных теплоёмкостей.
Постоянная Планка
Размер протона Rn = 10-15. Масса протона М = 10-27, при скорости вращения материи
равной скорости света , момент импульса равен постоянной Планка h = M*c*Rn. Для
электрона массой m = 10-27, находящего на орбите радиусом r = 10-12, и скорости равной
скорости света, момент импульса h = m*c*r, (формула, предложенная Планком). Или, в
общем виде при изменении скорости материи, по закону для сил внутреннего трения,
обратно пропорционально расстоянию, m*c*r = M*v*r. То есть Rn/r = m/M, v = c*m/M.
Для атома размером Ra = 10-9, и скорости материи v = c*(m/M)2, h = M*v*Ra =
m*c*(m/M)*Ra = m*c*r. То есть m/M = r/Ra. Для фотона, длина волны которого y = 10-6, и
скорости v = c*(m/M)3, момент импульса h = M*v*y = M*c*(m/M)3 *y = m*c*r.
То есть m/M = Ra/y.
Постоянная Планка h = 6,62*10^-34 дж*сек.
.
Постоянная Стефана - Больцмана
Энергия излучения равна числу вылетевших фотонов N, умноженному на энергию
одного фотона e. Количество вылетевших фотонов N через площадь S за время t равно
отношению объёма вылетевших фотонов V к объёму одного фотона v = y3.
N =V / v = S*c*t / y3, где y - длина волны фотона, c - скорость света.
Энергия фотона равна e = h*c / y, Длина волны фотона из опытов Вина обратно
пропорциональна температуре, то есть y = b / T, b – постоянная Вина. b = 2,9*10-3 м*К
Энергия излучения E = N*e = 1/15 * S*t*h*c2 * T4 / b4 = S*t*D*T4
D = 1/15 * h * c2 / b4 = 5,67*10-8/м2.сек.К4 - постоянная Стефана-Больцмана.
Постоянная Больцмана..
.
Энергия молекулы равна энергии фотона при данной температуре, e = h*c / y.
y = b / T, энергия молекулы e = h*c/y = 1/5 * h*c*T / b = k*T,
Постоянная Больцмана k = 1/5 * h*c / b. = 1,38*10-23 дж / К
При
Постоянная Авогадро.
Количество молекул Na в объёме одной грамм молекуле при нормальных условиях
можно вычислить как отношение объёма грамм молекулы равного V = 0,0224 м3, к объёму
.молекулы Ra3. Так как Ra / y = m / M, длина волны фотона, y = b / Т, число молекул Na =
V/ Ra3 = 0,0224 / Ra3 = (M/m)3 * 0,0224 / y3 = (M/m)3 * 0,0224*T3 / b3. Na = 1,16*1023 шт.
.Из учебника – постоянная Авогадро равна отношению 1 грамма к массе протона
Na = 0,001 / M = 0,001 / 1,67 * 10-27 = 6,02*1023 шт.
.
Показатель адиабаты
Энергия газа объёмом V, равна энергии молекулы при данной температуре е,
умноженной на количество молекул N = V / Ra3 = (M / m)3 * V / y3. Энергия молекулы
e
= h*c / y. Энергия газа E = N*e = (M / m)3 * V * h*c*T4 / b4 = P*V.
Объём газа обратно пропорционален температуре в 3 степени V = N * (m/M)3 * b3/ T3.
Давление газа пропорционально температуре в четвёртой степени
P = E / V = (M / m)3 * h*c*T4 / b4 = F * T4, где F = 1,8*10-5 Па./К4 - газовая постоянная.
То есть P3/4 * V и P * V4/3 – const, постоянные значения для данного количества газа.
В этих формулах показатели адиабаты 3/4 и 4/3.
При изменении давления газа в n раз, n = P2 / P1= (T2 / T1)4 = (V1 / V2)4/3.
Температура T2 = T1*n1/4, объём V2 = V1 / n3/4, затраченная работа А = P2*V2 – P1*V1
A
3/4
1/4
= n*P1*V1*1/n – P1*V1 = P1*V1*(n – 1) = P1*V1/T1*(T2 – T1).
При
изменении объёма газа в n раз, n = V1 / V2 = (T2 / T1)3 = (P2 / P1)3/4. Температура
T2 =
T1*n1/3, давление P2 = P1*n4/3, затраченная работа А = P2*V2 – P1*V1
А=
(P1*n4/3 )* (V1 / n) – P1 *V1 = P1*V1*(n1/3 – 1) = P1*V1/T1*(T2 - T1).
Удельная теплоёмкость газа.
Количество тепла на нагревании газа при постоянном объёме (изохоре)
Q
3
4
4
4
= E2 – Е1 = V1*(P2 – P1) = V1*(M/m) *h*c / b *((T1 + t) - T1 )).
Q = 4*1,8*10-5*T13*V1*t*(1 + 6/4*t/T1+ t2/T12 + 1/4*t3/T13) = 4 *P1*V1/T 1 * t*(1 + 6/4 * t/T1).
Удельная теплоёмкость при постоянном объёме cv = 4*P1 * V1 / T1 * 1 *(1 + 6/4 * 1/T1). . .
При изобаре P – const. V1 / T1 = V2 / T2 или (N1 / T13 )* 1 / T1= (N2 / T23 )*1 / T2 . Или
N2
4
5
4
= N1*(T2 / T1) . Энергия Q = E2 – Е1 = k*(N2*T2 – N1*T1) = k*N1*(T2 / T1 – T1). =
k*N1*{(T1+t)5 / T14 - T1} = k* N1 / T14 * (T15 + 5*T14*t + 10*T13*t2 + 10*T12*t3 + 5*T1*t4 + t5 –
T15). = 5*k*N1*t*(1 + 2*t/T1). Удельная теплоёмкость при изобаре
cp
= 5*P1 * V1 / T1 * (1 + 2 /Т1 ).
Электрическая постоянная.
Энергия взаимодействия электрических зарядов Q1,Q2 обратно пропорциональна
расстоянию R и вычисляется как число взаимодействий, умноженное на энергию одного
взаимодействия. Энергия взаимодействия вычисляется как энергия фотона равной
e = h*c/y * Ra/R. Где R, y – расстояние, длина волны фотона. При Ra / y = m / M,
e
= 2,125 * (m / M)* h*c / R. Ra - размер атома, m - масса электрона, M - масса протона.
Число взаимодействий N = N1*N2 = Q1/ q * Q2/ q,
Q1, Q2 – заряд первого и второго тела, q – заряд электрона, q = 1.6*10-19 кл,
E = N*e = ( Q1*Q2 / q2) *(2,125*(m / M)*h*c / R) = 2,125*(m/M) * h*c / q2 * Q1*Q2 / R.
E = 1/4nw * Q1*Q2 / R. !/4nw = 2,125*(m/M)*h*c/q2. w = 8,85*1012 кл2 / дж м.
Магнитная постоянная.
Энергия взаимодействия проводников тока длиной L по которым протекают токи J1, J2
обратно пропорциональна расстоянию R, и вычисляется как число взаимодействий,
умноженное на энергию одного взаимодействия. Энергия взаимодействия на расстоянии
R, e = 2*h*c/y * Ra/R = 4,25 * (m / M) * h*c / R. Число взаимодействий N равно числу
электронов в одном проводнике N1, умноженному на число электронов в другом - N2. То
есть N = N1*N2 = Q1/q * Q2/q = J1*L/(q*c) * J2*L/(q*c).
E = N*e = 4,25* (m/M)*h /(c*q2) * J1*J2*L2 / R = z/2n * J1*J2 * L2 / R.
z – магнитная постоянная. z = 2n*4,25 * (m/M)*h / (c*q2) = 4n*10-7 дж*с2 / м*кл2.
Постоянная гравитации.
Энергия взаимодействия тел массой M1 и M2 обратно пропорционально расстоянию R, и
вычисляется как число взаимодействий, умноженное на энергию одного взаимодействия.
Энергия взаимодействия вычисляется как энергия фотона имеющего объём V = Rn3 и
давление P = h*c / y4. То есть e = P * V * Rn / R = h*c / y4 * Rn3 * Rn / R,
Так как Rn / y = (m / M)3,
e =1,38 * (m / M)12 * h*c / R.
Число взаимодействий равно числу нуклонов одного тела умноженному на число
нуклонов другого тела N = N1*N2 = M1/M * M2/M.
Энергия гравитации E = N*e = 1,38*(m / M)12 * h*c / M2 * M1*M2 / R. = G*M1*M2 / R.
G – постоянная гравитации. G = 1,38*(m / M)12 * h*c / M2. = 6,672 * 10-11 дж*м./ кг2.
Вывод:
В статье даны формулы для определения энергии взаимодействия тел на расстоянии –
гравитации, электричества, проводников тока. Показано что электрические
взаимодействия обнаруживаются на расстоянии больше чем размер атома, гравитация –
на расстоянии больше чем размер нуклона. Приводятся формулы для вычисления
постоянной гравитации, электрической и магнитной постоянных, постоянной Планка,
Авогадро, Больцмана, Стефана-Больцмана. Уточняются формулы для вычисления
значений показателей адиабаты, удельных теплоёмкостей.
Список литературы.
1. Н.И. Кошкин, М.Г. Ширкевич. Справочник по элементарной физике. 1988 г. .
Филатов А.И.
..
.
.
filatov04.11@yandex.kz
Отзывы:
Авторизуйтесь, чтобы оставить отзыв