Количественное определение ансаты

Выше было установлено, что каждая элата физически существует и воспринимается в виде особого экстенсора. Поэтому ансамбль элат – ансата – должен существовать и восприниматься в виде соответствующего «букета» – ансамбля – экстенсоров, или сокращенно ансора. Ансор – это совокупность экстенсоров, характеризующая качественную и количественную сторону ансаты.

Следовательно, отдельно взятые экстенсоры в природе не встречаются, их можно наблюдать только в виде ансоров. Факт существования экстенсоров в виде ансамблей – ансоров – объясняется действием всеобщих принципов притяжения и отталкивания. Это утверждение можно сформулировать в виде пятого постулата:

(5) Все экстенсоры – положительные и отрицательные – обладают способностью взаимно либо притягиваться, либо отталкиваться.

Этот постулат основан на анализе многочисленных опытных фактов. Из него вытекает огромное количество всевозможных следствий, имеющих первостепенное значение для теории. В частности, принципы притяжения и отталкивания повинны в существовании эффектов переноса экстенсоров, а заодно и во всеобщей связи явлений окружающего мира.

Экстенсоры собираются в ансоры следующим образом. Эффект взаимного отталкивания между отдельными экстенсорами приводит к их постепенному рассредоточению и равномерному распределению в пространстве. Экстенсоры как бы ищут себе партнеров по притяжению. Противоположный эффект – притяжения – заставляет партнеров собираться в особые группы экстенсоров – ансоры. Таким образом, силы притяжения и отталкивания, присущие различным экстенсорам, делают невозможным раздельное существование последних.

Следствием способности экстенсоров притягиваться и отталкиваться является то, что ансоры также обладают определенными нескомпенсированными силами притяжения и отталкивания. Благодаря этому, если, например, одноименные ансоры отталкиваются, происходит их перенос из зоны с большей концентрацией в зону с меньшей. В результате через некоторое время устанавливается равномерное распределение ансоров. Наступает так называемое равновесие. Как видим, стремление системы перейти из неравновесного состояния, характеризуемого неравномерным распределением ансоров, к равновесному, для которого характерно равномерное распределение ансоров, есть непосредственное следствие наличия сил отталкивания.

В качестве примера можно привести газ, микроскопические ансоры (молекулы) которого отталкиваются друг от друга. Если какое-то количество газа поместить в определенный участок замкнутого объема, то через определенное время в результате наличия сил отталкивания молекулы распространятся на весь объем и распределятся в нем равномерно. Неравновесная система (с неравномерным начальным распределением молекул) превратится в равновесную.

Если ансоры притягиваются друг к другу, то происходит их собирание (концентрация) в определенных местах. В результате наблюдается не установление равновесия (рассредоточение ансоров), а, наоборот, превращение прежде равновесной системы в неравновесную с неравномерным распределением ансоров.

Примером может служить упомянутый выше газ, находящийся в состоянии равновесия. Если от него отводить теплоту, то наступит момент, когда силы отталкивания, действующие между молекулами, сменятся силами притяжения. В результате газ соберется (сконденсируется) в жидкое или твердое тело, которое сосредоточится в отдельных точках объема, и система в целом станет неравновесной.

Таким образом, в природе одновременно действуют два противоположных принципа – притяжения и отталкивания. Они создают две противоположные тенденции – к рассеянию и концентрации экстенсоров, т.е. к установлению равновесия и его нарушению (к установлению неравновесного состояния). Обе эти тенденции совершенно равноценны, и ни одна из них не имеет преимуществ перед другой. Установление равновесия – процесс столь же закономерный, как и процесс нарушения равновесия. Поэтому не выдерживает критики позиция, согласно которой признается только тенденция к установлению равновесия, приводящая к деградации и тепловой смерти Вселенной. Эта точка зрения есть следствие тех свойств, которыми наделил энтропию ее создатель Клаузиус. Игнорирование противоположной тенденции равносильно утверждению, что в природе отсутствуют силы притяжения. Это явный абсурд.

Из сказанного ясно, что эффекты притяжения и отталкивания играют в природе важную роль. Они в совокупности составляют диалектическое единство противоположностей, которое служит движущей причиной эволюции астаты. Поэтому принципы притяжения и отталкивания могут быть положены в основание той грандиозной картины эволюции природы из живой природы из неживой, которая была в свое время нарисована Пьером Тейяром де Шарденом [50].

С ансора начинается всеобщая связь явлений окружающего мира. Именно ансор представляет собой то исходное звено, от которого тянется бесконечная цепь поразительнейших зависимостей и превращений, наблюдаемых в природе.

Существование экстенсоров в виде ансоров длительное время затрудняло правильное понимание и количественную расшифровку различных видов астаты. В частности, было очень трудно прийти к понятию элаты. А без этого понятия невозможно осмыслить физическую суть ансора и дать объяснение всеобщей связи явлений.

Еще труднее было осмыслить факт возможности описывать данное явление в самых различных терминах. Эта идея непосредственно перекликается с возможностью создания так называемых «безумных» теорий (термин, впервые введенный в науку Нильсом Бором при обсуждении им теории Гейзенберга).

Суть вопроса состоит в том, что ансоры представляют собой более или менее постоянные образования, в которых, например, термиор связан с кинетиором, механиором, электриором, дебройлеором и т.д. При переносе (распространении) такого ансора одновременно увлекаются все его экстенсоры. Поэтому о термиате иногда можно разговаривать на кинетическом, механическом, электрическом или волновом языке. Например, Бернулли, Клаузиус, Больцман, Максвелл и другие ученые разработали кинетическую теорию теплоты, Дебай – волновую теорию теплопроводности, существует также электрическая теория теплопроводности и т.д. Другим примером могут служить механическая (механицизм) и электромагнитная (электромагнецизм) картины мира.

Все эти теории содержат элемент неожиданности («безумности», по терминологии Бора), поскольку прибегают к несвойственному для изучаемого явления языку. В первом приближении они могут правильно описать данное явление. Но только в определенной области свойств ансора, пока существует жесткая связь между рассматриваемыми экстенсорами и пока другие экстенсоры не окажут решающего влияния на изучаемый процесс. Что касается принципиальной оценки такого метода подмены в ансоре одного экстенсора другим, то она должна быть отрицательной. Путем отождествления различных экстенсоров ансора невозможно получить достаточно общих результатов. Очевидно, что о каждой элате надо говорить на ее собственном родном языке.

Ученые всегда обращали внимание на тот удивительный факт, что одно и то же явление часто удается описать формулами, в основу которых положены совершено разные идеи, относящиеся к процессам весьма различной физической природы [53]. Причина этого теперь хорошо понятна. Она состоит в свойствах ансора, в связях, которые в нем заключены.

Возможно, что ансоры, как и экстенсоры, существуют на всех количественных уровнях мироздания. В наномире ансоры (если таковые в наномире существуют) представляют собой нанополя, в микромире – так называемые элементарные частицы материи, атомы и молекулы, в макромире – привычные нам тела и т.д. Условимся названия для ансоров, т.е. объектов (тел), принадлежащих различным количественным уровням мироздания, получать с помощью окончания –ид. Например, наниды, микриды, макриды, мегиды и т.д.

В настоящее время свойства нанидов (полей) изучены очень слабо. Мы даже не знаем, имеют ли наниды дискретную или континуальную природу. Ниже делается попытка раскрыть некоторые неизвестные ранее свойства нанидов.

Существование бесчисленного множества нанополей заставляет по-новому взглянуть на проблему телепатии. При ее изучении требуется принципиально иной подход.

Свойства микридов известны значительно лучше, чем нанидов. Микрид представляет собой так называемую элементарную частицу материи, атом, молекулу. Это значит, что элементарная частица есть не что иное, как элементарный элансор, состоящий из определенного (конечного) числа квантов экстенсоров. Следовательно, элементарная частица материи является далеко не элементарной, она состоит из большого множества действительно элементарных (на уровне микромира) экстенсорантов, таких, как электриант, термиант, кинетиант, дебройлеант и т.д. Отсюда становятся понятными все экзотические свойства частиц, наблюдаемые в опытах и не поддающиеся объяснению с помощью существующих теоретических представлений.

Что касается макромира, то он изучен лучше всего.

Заранее ясно, что свойства данной ансаты должны целиком определяться свойствами соответствующего ансора, а следовательно, и свойствами составляющих его экстенсоров. Каждый экстенсор исчерпывающим образом характеризует свою элату. Однако суммарные свойства ансора нельзя определить путем непосредственного суммирования специфических свойств отдельных экстенсоров. Это объясняется непохожестью свойств последних (все экстенсоры обладают неодинаковыми размерностями и т.д., поэтому их нельзя складывать). Аналогичным образом бессмысленно определять суммарные свойства покупки путем непосредственного сложения специфических свойств фруктов, овощей и цыплят, находящихся в корзине. Следовательно, простым суммированием специфических свойств экстенсоров поставленная проблема не решается, таким способом невозможно определить количественные свойства ансора, т.е. возвести следующую ступень общей теории.

Очевидно, что успеха можно добиться только в том случае, если суметь найти некоторое общее свойство, одновременно присущее всем экстенсорам. Например, таким общим свойством применительно к продуктам покупки является их стоимость или калорийность. Применительно к экстенсорам также может быть найдена некоторая обобщенная количественная характеристика, поддающаяся суммированию.

Анализ показывает, что существует только одна наиболее универсальная обезличенная (обобщенная) количественная характеристика, которая в единообразной форме определяет соответствующее общее свойство всех различных экстенсоров. Такой характеристикой служит энергия. Эту мысль можно выразить с помощью следующего (шестого) постулата:

(6) Обобщенной количественной мерой любого и каждого ансора (ансамбля экстенсоров) является энергия, измеряемая в джоулях (дж).

Шестой постулат дает четкое и ясное определение понятия энергии. Он понадобился для того, чтобы отбросить многочисленные другие имеющиеся определения этого понятия. Например, под энергией иногда понимают теплоту, фотоны и т.д. В общей теории энергия имеет только тот смысл, который вкладывает в нее шестой постулат, все остальные известные определения, гипотезы и предположения для построения теории не нужны.

Таким образом, экстенсор определяет специфические свойства любой данной элаты, т.е. служит целям разъединения совокупной элаты на отдельные характерные составные части. Энергия, наоборот, определяет общее свойство экстенсоров и таким образом служит целям объединения всех этих разрозненных частей в единое целое. В этом единстве противоположностей и кроется решение поставленной задачи.

Энергия представляет собой первую и главную количественную характеристику ансора. Ею определяется первый ярус математической теории ансаты. За этим следует бесчисленное множество других ярусов, также в большей или меньшей степени связанных с энергией. Поэтому общая теория с полным правом может быть названа энергетической.

Первый главный закон – энергии.

Математическая теория ансаты строится на основе применения изложенных выше шести постулатов, а также еще одного – седьмого, о котором говорится ниже. В первую очередь используются понятие энергии и силовые связи, существующие между различными экстенсорами (и антиэкстенсорами) ансора. На этой базе аналитически выводятся семь главных законов теории ансаты:

· сохранения энергии (или сокращенно энергии),

· сохранения экстенсора (или сокращенно экстенсора),

· состояния,

· взаимности,

· переноса,

· увлечения,

· экранирования (диссипации),

а также огромное число других частных законов, теорем и следствий. Все эти законы и следствия обосновываются и подтверждаются экспериментально. Многие из них были известны ранее, другие впервые установлены в рамках общей теории. Некоторые из известных законов вытекают из общей теории в качестве частных случаев, другие исправляются, а некоторые и вовсе отвергаются. На основе полученных результатов делается большое число теоретических и экспериментальных прогнозов. Анализ проблемы начнем с вывода дифференциального уравнения закона сохранения энергии, или просто закона энергии.

Объектом исследования (термодинамической системой, или телом) является ансамбль экстенсоров, или ансор, находящийся на определенном количественном уровне мироздания. Для простоты всю последующую цепочку математических рассуждений будем строить на примере макроскопического ансора. Это значит, что полученные соотношения могут быть непосредственно использованы при расчете свойств макромира. Однако это вовсе не означает, что найденные законы неприменимы к другим мирам. Переход от одного количественного уровня к другому не изменяет принципиального существа дела. Он лишь отражается на форме расчетных уравнений. В связи с этим ниже будет специально рассмотрен вопрос о том, как выглядят основные уравнения для микро- и наноуровней.

Математическая теория ансаты начинается с аналитического выражения энергии через все экстенсоры системы. Согласно шестому постулату, каждый экстенсор Е_i вносит в общую энергию U системы определенную составляющую U_i. При этом первый постулат утверждает, что все свойства любой элаты, в том числе энергия U_i являются функцией сопряженного с нею экстенсора Е_i.

В общем случае система располагает n степенями свободы (n элатами). Из пятого постулата следует, что суммарная энергия U системы представляет собой не что иное, как энергию силовой связи экстенсоров в ансоре. Это значит, что каждая из частных энергий U_i, входящих в U, зависит от всех экстенсоров одновременно, ибо каждый из них вносит свой определенный вклад в общее силовое поле связи. Таким образом, пятый постулат обязывает каждое свойство любой элаты, входящей в ансату, в том числе энергию U_i, рассматривать как функцию всех экстенсоров ансора одновременно. На этом основании можно записать

U = U₁ + U₂ (дж) (1)

или

U = f₁(Е₁; Е₂) + f₂(Е₁; Е₂) = f(Е₁; Е₂) (дж), (2)

где

U₁ = f₁(Е₁; Е₂); U₂ = f₂(Е₁; Е₂).

Для сокращения выкладок принято, что ансор образован всего двумя экстенсорами - Е₁ и Е₂, т.е. число внутренних степеней свободы системы n = 2.

Энергию связи обычно принято именовать потенциальной. С этим термином можно согласиться, имея, однако, в виду, что в число U_i часто может входить и кинетическая составляющая. В термодинамике энергию U принято именовать внутренней. Таким образом, внутренняя энергия системы складывается из различных составляющих, в том числе термической, электрической, магнитной, волновой, кинетической, механической, химической и т.д.

Дифференцирование уравнения (2) дает

dU = P₁dE₁ + P₂dE₂ (дж) (3)

где

Р₁ =(¶U/¶Е₁)_Е2; Р₂ =(¶U/¶Е₂)_Е1 (4)

В общем случае для степеней свободы системы уравнение (3) приобретает вид

dU = P_idE_i ( дж) (5)

где

Р_i =(¶U/¶Е_i)_ин (6)

Для гипотетической одной степени свободы (n = 1)

dU = PdE (дж) (7)

где

Р =¶U/¶Е (8)

Индекс внизу у скобок показывает, какие величины при дифференцировании остаются постоянными, индекс «ин» означает неизменность (инвариантность) всех экстенсоров, кроме данного.

Из уравнений (2) – (8) видно, что энергия U является производным свойством первого порядка, т.е. представляет собой первую физическую величину, выраженную в виде функции от экстенсоров и определяемую с помощью дифференциального уравнения первого порядка. Величины Р, входящие в формулы (3) – (8), представляют собой производные свойства второго порядка. Функция (2) называется общим калорическим уравнением состояния, а уравнения (3), (5) и (7) – дифференциальными калорическими уравнениями состояния. Они связывают энергию, являющуюся производным свойством первого порядка, с экстенсорами. Поэтому их можно называть также общими и дифференциальными уравнениями состояния первого порядка. Дифференциальные уравнения состояния первого порядка содержат в своем составе также свойства второго порядка.

Теперь предстоит установить физический смысл величин, входящих в выведенные уравнения. Но прежде надо определить смысловое значение употребляемых терминов. Общая теория, из которой вытекают все известные теории, позволяет, в частности, навести порядок в терминологии и дать четкую и ясную формулировку применяемых понятий. В дальнейшем везде будут делаться уточнения терминов и понятий. Начнем эту работу с определения того, что понимается под свойствами системы.

Свойствами будем называть значения экстенсоров Е, а также величин U, Р и т.д., являющихся производными свойствами различных порядков.

Основными свойствами служат значения экстенсоров. Они определяют все остальные свойства системы и поэтому входят в уравнения состояния в качестве аргументов. Именно благодаря этому экстенсоры называются также параметрами состояния.

Все производные свойства системы типа U, Р и т.д. являются функциями. Поэтому их именуют функциями состояния. Всего существует бесчисленное множество различных функций состояния (производных свойств различных порядков).

Под состоянием системы понимается полная совокупность различных ее свойств. Очевидно, что для однозначного определения состояния системы необходимо и достаточно задать значения всех ее основных свойств – экстенсоров (параметров состояния).

Уравнения состояния связывают производные свойства системы с основными (параметрами состояния). Калорическими уравнениями состояния называются также такие, в которые входит энергия.

В уравнениях (3), (5) и (7) содержится величина dU. Она определяет изменение обобщенной количественной меры ансора, т.е. энергии системы. Знак дифференциала d перед U означает, что имеется в виду бесконечно малое изменение энергии системы, т.е. dU есть полный дифференциал от U.

Следует однако заметить, что такое понимание величины dU справедливо лишь при изучении макромира, когда экстенсор обладает континуальными свойствами и энергия U изменяется непрерывно. В условиях микромира квантовые свойства экстенсора приводят к скачкообразному изменению U. При этом возникает некоторая специфика в определении величины dU. Этот вопрос рассматривается ниже.

Знак дифференциала d перед Е в уравнениях (3), (5) и (7) также свидетельствует о том, что величина dE представляет собой полный дифференциал, т.е. dE есть бесконечно малое изменение экстенсора системы. Однако более подробный анализ показывает, что, строго говоря, под dE в общем случае надо понимать не изменение экстенсора системы, а количество экстенсора, переданного через ее контрольную поверхность.

Это уточнение весьма существенно, ибо отражает разницу, которая имеется между классической термодинамикой, лежащей в основе многих дисциплин, и общей теорией. Классическая термодинамика рассматривает только состояния покоя (равновесные системы). Для них количество переданного экстенсора всегда равно изменению экстенсора системы. именно это обстоятельство является причиной того, что классическая термодинамика (и физика) не наталкивается на противоречия, когда под dE понимает только изменение экстенсора системы.

В противоположность классической термодинамике общая теория рассматривает неравновесные системы. В реальной неравновесной системе проявляется эффект экранирования. Суть этого эффекта состоит в том, что ансор (в том числе элементарный ансор, или элансор) содержит огромное количество экстенсоров. Некоторые из них экранируются другими и во внешней сфере себя не проявляют. Примером может служить нейтрон, содержащий кванты положительного и отрицательного электрических зарядов. Во внешней сфере нейтрон выглядит электрически нейтральным. Еще более характерным примером служит термиор, экранирование которого приходится наблюдать наиболее часто. В условиях неравновесного процесса экранирование экстенсора нарушается, и он начинает себя проявлять, хотя перед этим его присутствия заметить было нельзя. В результате оказывается, что количество переданного через контрольную поверхность экстенсора не равно его изменению в системе. Например, при распаде нейтрона в системе как бы появляются дополнительные положительный и отрицательный электрические заряды. Нарушение (или возникновение) экранирования приводит также к появлению (или исчезновению) в системе термиора – этого типа эффект именуется диссипацией – и т.д.

Следовательно, из-за наличия эффекта экранирования под dE правильно понимать количество экстенсора, переданного через контрольную поверхность системы. Если считать, что dE - это изменение экстенсора системы, тогда станут непонятными многие дополнительные явления, возникающие в реальной неравновесной системе.

В условиях микромира экстенсор обладает квантовыми свойствами. Это значит, что вместо понятия бесконечно малой величины dE, используемой при изучении макромира, приходится применять конечную величину е_кв, представляющую собой единичный квант экстенсора.

Величина Р, входящая в дифференциальные калорические уравнения состояния (3), (5) и (7), в литературе именуются факторами интенсивности, обобщенным потенциалом, или обобщенной силой. Будем сокращенно называть ее интенсиалом [16]. Интенсиал, подобно энергии, в макромире изменяется непрерывно, а в микромире – скачкообразно. Примерами интенсиалов служат давление, температура, электрический и химический потенциалы и т.д.

Каждый данный интенсиал сопряжен с соответствующим ему экстенсором, т.е. имеет одну с экстенсором природу. Например, давление р (механический интенсиал, или механиал) сопряжено с объемом V (механиор), который характеризует так называемую механиату, связанную с изменением объема системы. Абсолютная температура Т (термический интенсиал, или термиал) сопряжена с термиором Q, который определяет термиату. Электрический потенциал j (электриал) сопряжен с электрическим зарядом Y (электриор), химический потенциал m (химиал) – с массой m (химиор) и т.д. Как видим, название конкретного интенсиала образуется с помощью окончания -ал.

Существует столько же разнообразных интенсиалов, сколько есть элат. Общее их число бесконечно велико. Качественное различие элат и определяющих их экстенсоров имеет своим следствием существование качественного различия между интенсиалами. Каждый данный интенсиал специфичен, своеобразен и не может быть отождествлен ни с каким другим интенсиалом.

Абсолютное значение интенсиала определяет активность, напряженность, интенсивность любой данной элаты. Чем выше интенсиал, тем больше активность. С уменьшением интенсиала до нуля активность данной элаты также обращается в нуль. Нулевая активность элаты соответствует абсолютному покою. Эта роль интенсиала хорошо иллюстрируется, например, уравнением (7), в которое он входит в качестве множителя перед количеством перенесенного экстенсора. При одном и том же экстенсоре dE изменение энергии dU системы пропорционально Р. Это значит, что интенсиал наряду с экстенсором определяет энергию, приходящуюся на данную элату. Ниже будет также показано, что интенсиал непосредственно характеризует силу, с которой данный экстенсор притягивается к ансору.

Активность данной элаты не следует смешивать с интенсивностью, или скоростью, распространения ее количественной характеристики – экстенсора. Экстенсор способен распространяться. Но его распространение происходит не под действием интенсиала, а под действием разности интенсиалов, что также обусловлено влиянием сил, оговоренных в пятом постулате. Большая активность элаты не всегда сочетается с большой интенсивностью процесса распространения экстенсора. Например, при большой активности (при высоком общем уровне интенсиала) разность интенсиалов может быть небольшой. Наоборот, вблизи абсолютного нуля интенсиала, когда активность элаты невелика, разность интенсиалов может быть сравнительно большой и процесс распространения экстенсора окажется более интенсивным, чем в первом случае.

При взаимодействии ансоров происходят взаимные превращения именно активностей (интенсиалов), а не самих элат, как иногда принято думать.

Числовое значение интенсиала находится как скорость изменения энергии с экстенсором при постоянных прочих экстенсорах. Выражения (4), (6) и (8) служат основными математическими правилами, с помощью которых определяется интенсиал.

С помощью экстенсоров и интенсиалов уравнения (3), (5) и (7) можно записать для самых различных условий взаимодействия системы и окружающей среды. Но прежде всего надо установить важные для всего дальнейшего понятия внешних и внутренних степеней свободы системы.

Система всегда взаимодействует с окружающей средой, т.е. через ее контрольную поверхность всегда проходят (в прямом и обратном направлениях) экстенсоры. Интенсивность этого перехода можно изменять по произволу. В частности, ее можно неограниченно ослаблять. В пределе получается понятие внешне изолированной системы, т.е. системы, контрольная поверхность которой обладает абсолютной непроницаемостью по отношению к экстенсорам. Понятие внешне изолированной системы является предельной абстракцией (идеальный случай). На практике идеальной внешней изоляции системы достичь невозможно. Однако можно сколь угодно близко подойти к таким условиям.

Если система внешне изолирована по отношению к определенному экстенсору, то будем говорить, что она не располагает соответствующей внешней степенью свободы. Следовательно, внешние степени свободы определяются количеством и родом изоляций, снятых с контрольной поверхности системы. В общем случае система может иметь j внешних степеней свободы. При j = 0 система оказывается полностью внешне изолированной.

Существует два основных способа сделать систему внешне изолированной. Первый способ состоит в том, чтобы окружить контрольную поверхность специальными изоляционными материалами. Например, плохими проводниками термиора являются вакуум, вата, шерсть, асбест, дерево, пеноматериалы (в том числе пенопласты) и т.д., плохими проводниками электриора – вакуум, фарфор, текстолит и т.д. Этот метод широко применяется на практике. Второй способ предусматривает обеспечение в системе и окружающей среде (вблизи контрольной поверхности) одинаковых значений рассматриваемого интенсиала. При отсутствии разности значений интенсиала прекращается переток сопряженного с ним экстенсора. Этот метод применяется, например, при определении термофизических свойств материалов (так называемые охранные кольца и т.д.).

Любая система обладает n элатами, т.е. имеет n внутренних степеней свободы. Однако в данных конкретных условиях могут заметно проявляться только некоторые из них. Например, для целей теплового двигателя нужна система, которая обладает термической (способна нагреваться и охлаждаться) и механической (способна сжиматься и расширяться) внутренними степенями свободы. Соответствующие свойства наиболее ярко выражены в газах. Жидкости и твердые тела для теплового двигателя непригодны, так как они мало сжимаемы (у них слабо проявляется механиата).

В тех случаях, когда какая-либо элата (какая-либо внутренняя степень свободы) проявляется пренебрежимо слабо, будем говорить, что система внутренне изолирована по отношению к соответствующему экстенсору. Например, жидкости и твердые тела внутренне изолированы по отношению к объему (практически несжимаемы), фарфор, стекло и текстолит – по отношению к электриору (практически не проводят электрического заряда) и т.д.

Следовательно, разница между внутренними и внешними степенями свободы заключается в том, что внутренние степени свободы определяются располагаемыми (потенциально заложенными в системе) возможностями взаимодействий с окружающей средой; внешние же степени свободы соответствуют фактически реализуемым взаимодействиям между системой и окружающей средой.

Произведение интенсиала на количество перенесенного экстенсора именуют обобщенной работой, или просто работой, и обозначают через

dQ = P dE (дж) (9)

Работа также сопряжена с соответствующим экстенсором (соответствующей элатой). Различают работы механическую, термическую, электрическую, химическую, волновую, кинетическую и т.д. Существует столько различных работ, сколько есть элат, экстенсоров и интенсиалов. Каждая данная работа специфична, неповторима и не может быть подменена никакой другой. Работе каждого данного рода отвечает сопряженная с нею (и с соответствующим экстенсором) специфическая составляющая U_i энергии тела – формула (2). О методах вычисления составляющих U_i говорится далее.

В макромире экстенсор и интенсиал обладают непрерывными свойствами, поэтому для определения работы непосредственно используется выражение (9). В микромире элементарным квантом экстенсора служит величина е_кв, поэтому работа совершается порциями и определяется несколько по-иному.

С помощью выражения (9) дифференциальные калорические уравнения состояния (3), (5) и (7) можно переписать следующим образом

dU = dQ₁ + dQ₂ (дж) (10)

dU = (дж)(11)

dU = dQ (дж) (12)

Работа сопоставляется с изменением энергии системы. Следовательно, работа представляет собой количественную меру взаимодействия системы и окружающей среды, т.е. количественную меру воздействия окружающей среды на систему и наоборот. На этом основании работу иногда именуют количеством воздействия.

Работа представляет собой характерный пример величины, которая не является свойством системы в принятом выше смысле. Работа есть функция процесса: она совершается в процессе переноса экстенсора через контрольную поверхность. В момент окончания процесса работа прекращается. О качественной и количественной стороне совершенной в закончившемся процессе работы можно судить только по косвенным признакам – по изменениям экстенсоров и энергии системы.

Знак d перед Q не является дифференциалом, т.е. величина dQ есть не изменение чего-либо, а просто бесконечно малое количество работы (воздействия). Работа не может содержаться в системе, поэтому она не может изменяться. Все сказанное относится ко всем видам работы, включая термическую (теплоту).

Из формул (10) – (12) видно, что положительная работа сопровождается увеличением энергии системы, при этом обе величины - dU и dQ - положительны. Энергия возрастает, если работу совершает окружающая среда над системой. Следовательно, положительной считается работа, совершаемая окружающей средой. В этом заключается правило знаков для работы.

Но работа выражается через произведение интенсиала на количество перенесенного через контрольную поверхность экстенсора – формула (9). При этом в зависимости от специфики изучаемой элаты положительной работе может отвечать либо положительное, либо отрицательное приращение dЕ. В большинстве случаев (термическая, электрическая, химическая, магнитная и т.д. элаты) положительной работе соответствует положительное приращение dЕ, т.е. экстенсор системы возрастает, он переносится из окружающей среды в систему. В этих случаях в уравнения (3), (5) и (7) подставляются слагаемые типа (9).

Вместе с тем имеются элаты, для которых положительная работа, связанная с возрастанием энергии системы, сопровождается уменьшением экстенсора, т.е. переходом его из системы в окружающую среду. К числу таких элат относится, например, механическая, для которой положительному приращению dU соответствует отрицательное приращение объема dV (система сжимается). Для механической работы, следовательно,

dQ_v = - p dV (дж) (13)

или dL_v = p dV (дж), (14)

где использовано обозначение

dQ = - dL (дж) (15)

р - давление, н/м².

Работа dL отличается от работы dQ только своим знаком. В литературе часто встречается обозначение dL.

В уравнения (3), (5) и (7) всегда подставляется работа dQ. При этом знак минус перед произведением P dE появляется только в тех случаях, когда величины dU и dE имеют различные знаки.

Очевидно, знак минус перед dE есть следствие того, что неудачно выбран сам экстенсор. Например, для механиаты в качестве экстенсора правильнее было бы использовать плотность r. Однако исторически первоначально работа была определена в форме выражения (14). Кроме того, объем измеряется легче, чем плотность. Поэтому на практике в качестве механиора обычно применяют объем.

Изложенное показывает, что формулы (3), (5) и (7) суть не что иное, как уравнения известного опытного закона сохранения энергии:

Сумма работ, совершаемых над системой, равна изменению ее энергии.

Закон энергии, выраженный дифференциальными калорическими уравнениями состояния (3), (5) и (7), представляет собой первый главный закон (принцип) общей теории.

Структура уравнений (3), (5) и (7) свидетельствует о наличии линейной зависимости между энергией и работами. При этом действует простейший принцип аддитивности (сложения).

Впервые идея сохранения в самом общем виде как основной принцип развития мира зародилась еще в древности. Например, греческий философ Эмпедокл (450 лет до н.э.) учил, что ничто не может происходить из ничего и ничто не может быть уничтожено. В простейшей форме эта идея получила количественное выражение в законе рычага Архимеда (287-212 гг. до н.э.). Согласно этому закону, сила обратно пропорциональна перемещению (золотое правило механики), что соответствует постоянству их произведения (т.е. работы). Леонардо да Винчи (1452-1519 гг.) распространил этот закон на вращательное движение (ворот). При этом постоянным оказывается произведение вращательного момента на угол поворота. В 1842 г. Роберт Майер экспериментально открыл закон эквивалентности теплоты и работы и определил числовое значение механического эквивалента теплоты. В 1843 г. Д.Джоуль и независимо от него в 1844 г. Э.Х.Ленц установили закон сохранения энергии применительно к термическим и электрическим явлениям (закон Джоуля-Ленца). Наконец, в 1847 г. Гельмгольц обобщил этот закон, распространив его на все элементарные астаты (элаты).

В общей теории закон энергии математически выводится из исходных постулатов, Отмеченный факт позволяет судить о степени общности постулатов, если вспомнить, что закон сохранения энергии длительное время считался самым общим количественным законом природы. Выведенным законом энергии открывается эстафета передачи законов и понятий из известных физических теорий в общую.

Приведем несколько конкретных примеров записи уравнений (3), (5) и (7) закона энергии для различных условий взаимодействия системы и окружающей среды. В частности, с помощью понятий внешняя и внутренняя степени свободы уточним условия, для которых получены сами уравнения (3), (5) и (7). Очевидно, при выводе этих уравнений молчаливо предполагалось, что j = n, т.е. рассматривался крайний частный случай, когда число внешних степеней свободы системы равно числу ее внутренних степеней.

В общем случае каждая внешняя степень свободы (из числа j) обязательно должна содержаться среди n внутренних степеней свободы системы, а число слагаемых в правой части уравнений (число обобщенных работ) должно быть равно не n, а j.

Таким образом, уравнения (3), (5) и (7) можно применять для любой системы, имеющей j внешних и n внутренних степеней свободы, даже если j ¹ n. При этом должно соблюдаться требование

j £ n (16)

Дифференциальное уравнение закона энергии для частного случая внешне изолированной системы (j = 0) получается их формул (3), (5) и (7), если все приращения экстенсоров положить равными нулю.

Имеем dU = 0 (17)

или U = const (18)

Отсутствие перехода экстенсоров через контрольную поверхность внешне изолированной системы приводит к неизменности ее энергии. Равенства (17) и (18) не нарушаются при любых процессах, происходящих внутри системы; важно лишь, чтобы экстенсоры не проходили через контрольную поверхность. Примером может служить калориметрическая бомба, в которой сгорает навеска топлива. При этом происходят сложные процессы, однако энергия системы остается неизменной, так как бомба изолирована от воздействий окружающей среды.

Применим теперь закон энергии к термомеханической системе, располагающей двумя внешними степенями свободы – термической и механической (j = 2). Число внутренних степеней свободы n может быть произвольным. Соответствующие системы употребляются в тепловых двигателях. Уравнение закона энергии для такой системы имеет вид

dU = dQ_Q + dQ_V = T dQ - p dV (дж) (19)

Здесь все обозначения известны.

Сумма термической и механической работ равна изменению энергии системы. Частным случаем этого общего выражения является уравнение так называемого первого начала термодинамики. Для этого в формулу (19) вместо термиора Q надо подставить энтропию S Клаузиуса.

Если система располагает тремя внешними степенями свободы (j = 3) – термической, механической и химической, то будем иметь

dU = dQ_Q + dQ_V + dQ_m = T dQ - p dV + m dm (дж) (20)

Частным случаем этого выражения является известное уравнение Гиббса, содержащее вместо термиора энтропию Клаузиуса [1973, стр.36-48].

Второй главный закон – экстенсора.

Закон энергии, а также способность экстенсора распространяться, вытекающая из пятого постулата, используется для установления факта сохраняемости экстенсора при его переходе через контрольную поверхность системы. Дифференциальное уравнение закона сохранения экстенсора, или сокращенно закона экстенсора, выводится следующим образом.

Предположим, что система 2 мысленно отделена от окружающей среды 1 оболочкой 3 определенной толщины dx (рис.1-а). Свойства окружающей среды, оболочки и системы одинаковы. Тогда интенсиал Р, сопряженный с рассматриваемым экстенсором Е, должен быть распределен в сечении в соответствии с кривой, изображенной сверху. Из окружающей среды в оболочку входит экстенсор dE_c, из оболочки в систему входит экстенсор dE.

Рис. 1. Схема распространения экстенсора через контрольную поверхность:

а – свойства окружающей среды 1, системы 2 и оболочки 3 одинаковы;

б, в, г – свойства среды 1 и системы 2 не одинаковы.

Количественная сторона эффекта распространения экстенсора определяется законом переноса. Уравнение закона энергии для оболочки при j = 1 имеет вид

dU = P_c dE_c - P_си dE (дж) (21)

где Р_с - интенсиал поверхности окружающей среды;

Р_си - интенсиал поверхности системы.

Если толщину dx устремить к нулю, то оболочка превращается в контрольную поверхность. Изменение внутренней энергии dU обращается в нуль, так как геометрическая поверхность не способна накапливать или отдавать энергию, а интенсиалы Р_с и Р_си становятся равными интенсиалу Р_п контрольной поверхности, ибо величина Р_п является общей для всей системы и среды (рис.1-а и 1-б). В результате уравнение (21) закона энергии преобразуется к виду

dE_c – dE = 0, (22)

поскольку Р_с = Р_си =Р_п и dU = 0

Дифференциальное уравнение (22) аналитически выражает закон сохранения экстенсора. Оно относится к экстенсору, прошедшему через контрольную поверхность системы. Закон экстенсора формулируется следующим образом:

В процессе взаимодействия системы и окружающей среды количество экстенсора, вышедшего (или вошедшего) из окружающей среды через контрольную поверхность, равно количеству экстенсора, вошедшего (или вышедшего) в систему через ту же поверхность.

Закон экстенсора является вторым главным законом (принципом) общей теории. Он выражает идею сохранения количества любого данного экстенсора при его переходе через контрольную поверхность. С учетом упомянутого выше эффекта экранирования, который поддается точной количественной оценке в системе и окружающей среде, закон экстенсора определяет фундаментальное свойство материи, свидетельствующее о неизменности в природе общего количества элаты любого данного рода, а следовательно, и материи, которая существует в виде астаты. Сохраняемость экстенсора (количества любой данной элаты) надо трактовать как факт невозможности взаимных превращений различных элат: взаимно преобразуются только активности – интенсиалы, а не сами элаты. Сохраняемость элат – этих исходных кирпичиков мироздания – не накладывает никаких ограничений на возможность бесконечной эволюции астаты на других более высоких качественных уровнях ее развития.

Применение закона экстенсора к реальным объектам требует известной осторожности, так как при этом возникает необходимость принимать во внимание эффект экранирования, в частности термиора. Например, изменение количества термиора происходит в системах с трением – положительным или отрицательным. С учетом экранирования уравнение (22) закона экстенсора должно быть записано в виде

dE_c – dE = ± dE_д, (23)

или применительно к термиору

dQ_c – dQ = ± dQ_д, (дж/град) (24)

Знак плюс в правой части соответствует появлению в системе дополнительного экстенсора, а минус – его исчезновению. Величина дополнительного термиора dQ_д определяется законом экранирования (диссипации).

При использовании закона экстенсора надо также правильно учитывать конкретные свойства реальной системы. В некоторых случаях имеет место, например, скачки интенсиала на контрольной поверхности (рис.1-в и 1-г). В таких случаях, чтобы применение закона экстенсора не вызывало затруднений, скачок интенсиала надо рассматривать как окружающую среду по отношению к системе. Интенсиалом поверхности системы по-прежнему является величина Р_п (рис.1, кривые в и г). Скачки интенсиала, как уже отмечалось, являются составной частью термодинамической пары. Изучение явлений, происходящих в скачке, позволило обнаружить эффекты минус-трения [11, 12, 14, 16].

Закон экстенсора был впервые сформулирован в рамках общей теории. Ранее были известны лишь отдельные частные формы этого закона. Анализ этих частных законов с позиций общей теории показал, что не все они оперируют действительно сохраняющимися величинами. Некоторые из таких якобы сохраняющихся величин на самом деле оказались переменными. Из общей теории следует, и это требуется особо подчеркнуть, что только энергия и экстенсоры подчиняются всеобщим законам сохранения. Все остальные известные и неизвестные величины подвержены изменениям в подходящих для того условиях. Исторически идея сохранения развивалась следующим образом.

Рене Декарт (1596-1650) высказал закон сохранения количества движения mw, где m - масса (кинетиор) и w - скорость. Он считал этот закон важнейшим для механического движения и, когда делал широкие обобщения философского характера, применял его ко всей Вселенной. Закон сохранения массы (химиора) применительно к химическим явлениям был экспериментально открыт М.В.Ломоносовым в 1756 г. и французским ученым Лавуазье в 1770 г., поэтому его иногда именуют законом Ломоносова-Лавуазье. Затем в макрофизике начали применять законы сохранения момента количества движения (ротациата) и электрического заряда (электриата).

На новом уровне микромира (в квантовой механике) широко используются законы сохранения массы, электрического заряда, импульса, спина. Кроме того, квантовая механика знает еще законы сохранения лептонного и барионного зарядов, изоспина, странности, четности и т.д. Однако недавно было установлено, что закон сохранения четности не соблюдается. Чтобы спасти идею сохранения, четность была заменена комбинированной четностью.

На уровне наномира (субмикромир) закон сохранения экстенсора в явном виде не применяется. Но детальный анализ показывает, что известная теорема Остроградского-Гаусса по существу характеризует сохраняемость электриора и магнитора на субмикроскопическом уровне, т.е. является частным случаем закона экстенсора» [15] [1973, стр.48-51].

Третий главный закон – состояния.

Анализ производного свойства первого порядка – энергии – позволил вывести дифференциальное уравнение состояния первого порядка и сформулировать два первых главных закона общей теории. На основе анализа производного свойства второго порядка – интенсиала Р – будут выведены дифференциальные уравнения состояния второго и более высоких порядков и сформулированы последующие пять главных законов, описывающих свойства ансора.

Дифференциальное уравнение состояния второго порядка выводится, подобно уравнению первого порядка, с помощью первого и пятого постулатов. Согласно этим постулатам, любое свойство ансора является функцией совокупности экстенсоров. Это утверждение справедливо и для интенсиалов. Следовательно, при двух внутренних степенях свободы системы (n = 2) можно записать

Р₁ = f₁(Е₁; Е₂) (25) Р₂ = f₂(Е₁; Е₂) (25)

Дифференцирование этих зависимостей дает

dP₁ = A₁₁dE₁ + A₁₂dE₂ (26)

dP₂ = A₂₁dE₁ + A₂₂dE₂ (26)

где А – производные свойства системы третьего порядка;

A₁₁ = (¶P₁/¶E₁)_E2 = ¶²U/¶E²₁; A₂₂ = (¶P₂/¶E₂)_E1 = ¶²U/¶E²₂; (27)

A₁₂ = (¶P₁/¶E₂)_E1 = ¶²U/(¶E₁¶E₂); A₂₁ = (¶P₂/¶E₁)_E2 = ¶²U/(¶E₂¶E₁); (28)

Здесь интенсиалы выражены через энергию с помощью соотношений (4).

В общем случае для системы с n внутренними степенями свободы получаем

dP_i = (29)

где i = 1, 2,..., n;

A_ii = ¶P_i/¶E_i = ¶²U/¶E²_i; A_rr = ¶P_r/¶E_r = ¶²U/¶E²_r; (30)

A_ir = ¶P_i/¶E_r = ¶²U/(¶E_i¶E_r); A_ri = ¶P_r/¶E_i = ¶²U/(¶E_r¶E_i) (31)

Сокращенная запись (29) означает, что имеется в виду n строчек по n слагаемых в каждой.

В случае гипотетической системы с одной внутренней степенью свободы (n = 1) из уравнения (29) находим

dP = AdE (32)

где A = dP/dE = d²U/dE² (33)

Выражения (26), (29) и (32) представляют собой дифференциальные уравнения состояния второго порядка. Они связывают интенсиалы с экстенсорами и производными свойствами системы третьего порядка.

Согласно постулатам, производные свойства третьего порядка А, входящие в дифференциальные уравнения (26), (29) и (32), являются функциями тех же экстенсоров. На этой основе выводится серия дифференциальных уравнений состояния третьего порядка. В частности для двух степеней свобода (n = 2) получаем

А₁₁ = f₁₁(Е₁; Е₂) (34) А₁₂ = f₁₂(Е₁; Е₂) (34)

А₂₁ = f₂₁(Е₁; Е₂) (34) А₂₂ = f₂₂(Е₁; Е₂) (34)

dА₁₁ = В₁₁₁dE₁ + В₁₁₂dE₂ (35)

dА₁₂ = В₁₂₁dE₁ + В₁₂₂dE₂ (35)

dА₂₁ = В₂₁₁dE₁ + В₂₁₂dE₂ (35)

dА₂₂ = В₂₂₁dE₁ + В₂₂₂dE₂ (35)

где В – производные свойства системы четвертого порядка;

В₁₁₁ = (¶А₁₁/¶E₁)_E2 = ¶²Р₁/¶E²₁ = ¶³U/¶E³₁; (36)

В₁₁₂ = (¶А₁₁/¶E₂)_E1 = ¶²Р₁/(¶E₁¶E₂) = ¶³U/(¶E²₁¶E₂); (36)

В₁₂₁ = (¶А₁₂/¶E₁)_E2 = ¶²Р₁/(¶E₂¶E₁) = ¶³U/(¶E²₁¶E₂); (36)

В₁₂₂ = (¶А₁₂/¶E₂)_E1 = ¶²Р₁/(¶E²₂) = ¶³U/(¶E₁¶E²₂); (36)

В₂₁₁ = (¶А₂₁/¶E₁)_E2 = ¶²Р₂/(¶E²₁) = ¶³U/(¶E₂¶E²₁); (36)

В₂₁₂ = (¶А₂₁/¶E₂)_E1 = ¶²Р₂/(¶E₁¶ E₂) = ¶³U/(¶E²₂¶E₁); (36)

В₂₂₁ = (¶А₂₂/¶E₁)_E2 = ¶²Р₂/(¶E₂¶ E₁) = ¶³U/(¶E²₂¶E₁); (36)

В₂₂₂ = (¶А₂₂/¶E₂)_E1 = ¶²Р₂/¶E²₂ = ¶³U/¶E³₂ (36)

В формулах (36) производные от коэффициентов А выражены через производные от интенсиалов Р с помощью равенств (27) и (28), а производные от интенсиалов – через производные от энергии U с помощью равенства (4). Полученные связи между свойствами различных порядков представляют большой интерес и будут использованы в дальнейших выводах.

При наличии n степеней свободы уравнения имеют более громоздкий вид, поэтому здесь не приводятся. Для гипотетической одной степени свободы (n = 1) имеем

dА = ВdE (37)

где В = dА/dE = d²Р/dE² = d³U/dE³ (38)

Производные свойства В четвертого порядка также являются функциями экстенсоров. Поэтому в условиях двух степеней свободы (n = 2) уравнения состояния принимают вид

В₁₁₁ = f₁₁₁(Е₁; Е₂) (39)

...

dВ₁₁₁ = С₁₁₁₁dE₁ + С₁₁₁₂dE₂ (40)

...

где С – производные свойства системы пятого порядка.

Ввиду громоздкости уравнений ограничимся только первыми строчками. Еще более громоздкие уравнения получаются для n степеней свободы. При n = 1

dВ = СdE (41)

где С = dВ/dE = d²А/dE² = d³Р/dE³ = d⁴U/dE⁴ (42)

При определении производных свойств С пятого порядка появляются производные свойства D шестого порядка и т.д. Приведенные рассуждения можно продолжить до бесконечности. разумеется, если рассматриваемые функции являются дифференцируемыми (непрерывными в каждой точке) и их производные не обращаются в бесконечность.

Совокупность выведенных дифференциальных уравнений состояния различных порядков выражает третий главный закон (принцип) общей теории – закон состояния, впервые установленный в рамках общей теории. Закон состояния можно сформулировать следующим образом:

Изменение любого данного свойства складывается из n величин, каждая из которых пропорциональна изменению соответствующего экстенсора, коэффициентом пропорциональности служит свойство более высокого порядка.

В законе состояния действует простейшее правило аддитивности (сложения), согласно которому влияния на данное свойство всех экстенсоров суммируется между собой. Самым важным звеном собственно закона состояния является дифференциальное уравнение (29) второго порядка. С увеличением порядка уравнения роль соответствующего свойства ансора снижается.

Обращает на себя внимание крайне симметричная, удобная и простая запись дифференциальных уравнений, в которых каждое данное свойство линейно (в первой степени) зависит от всех экстенсоров и всех свойств более высоких порядков. Однако эта линейность является кажущейся. На самом деле в общем случае дифференциальные уравнения состояния существенно нелинейны из-за тех связей, которые имеются между различными свойствами и экстенсорами. Например, в уравнениях (26) свойства А являются функциями экстенсоров Е – формулы (34). Но последние жестко связаны с интенсиалами – формулы (25). Следовательно, множители А в уравнениях (26) суть сложные функции искомых величин – интенсиалов Р. Это делает дифференциальные уравнения состояния (26) нелинейными. Благодаря нелинейности уравнений состояния аппарат общей теории обладает исключительной гибкостью.

Уравнения закона состояния с качественной и количественной стороны определяют всеобщую связь явлений. Наиболее характерно в этом отношении уравнение (29), связывающее интенсиалы с экстенсорами. Из этого уравнения видно, что любой данный интенсиал изменяется от всех экстенсоров одновременно. Количественная сторона изменения определяется величинами коэффициентов пропорциональности А, которые будем именовать коэффициентами состояния [16]. Коэффициенты состояния типа А₁₁, А₂₂, А_ii, А_rr определяют влияние данного экстенсора на сопряженный с ним интенсиал. Они именуются основными. Коэффициенты состояния А₁₂, А₂₁, А_ir, А_ri характеризуют влияние данного экстенсора на несопряженные с ним интенсиалы. Эти коэффициенты называются перекрестными. За ними закреплено также наименование коэффициентов взаимности [16]. Именно величиной коэффициентов взаимности определяется количественная сторона взаимного влияния различных явлений природы.

Например, у газа коэффициенты взаимности, связывающие термическую и механическую элаты, имеют большие значения, поэтому изменение объема сильно влияет на температуру, а изменение термиора – на давление. У того же газа коэффициенты взаимности, связывающие термическую, электрическую, фильтрационную и некоторые другие степени свободы, невелики, поэтому для обнаружения соответствующих связей приходится использовать прецизионную аппаратуру. Например, по опытам З.Ф.Слезенко при комнатных условиях под действием разности температур в газе возникают токи порядка 10^-12 а и разности электрических потенциалов порядка 10^-6 в [11]. Аналогично по опытам автора этой книги под действием разности электрических потенциалов в капилляре возникают потоки паров воды порядка 10^-8 г/сек [11].

Благодаря всеобщей связи явлений элаты приобретают замечательное свойство, которое заключается в следующем. Активность (интенсиал Р) любой данной элаты способна и вынуждена превращаться в активность любой другой элаты. Количественная сторона этой способности выражается уравнением (29), согласно которому изменение количества любого данного экстенсора сопровождается одновременным изменением активностей всех элат. Для большей эффективности превращений целесообразно использовать ансамбли, у которых соответствующие коэффициенты взаимности имеют максимальные значения. На практике так обычно и поступают. Например, для превращения активности термиаты в активность механиаты и наоборот применяют газ, у которого необходимые связи выражены наиболее заметно. Аналогично для превращения активности электриаты в активность магнитаты и наоборот пользуются металлами, в них крайне сильно связаны электрическая и магнитная элаты. Все это иллюстрирует высказанное ранее утверждение о невозможности взаимных превращений самих элат (т.е. элементарных форм движения материи – термической, механической, электрической, магнитной и т.д.).

Теперь необходимо выяснить физический смысл производных свойств системы более высоких порядков, чем Р. Начнем с установления смысла свойства третьего порядка А. Для этого введем величину, обратную А, - формула (33):

К = 1/А = dE/dP; А = 1/К (43)

Из этой формулы видно, что коэффициент К равен количеству экстенсора, который изменяет интенсиал системы на единицу интенсиала. Следовательно, величина К есть емкость системы по отношению к экстенсору. Чем больше емкость К, тем больше требуется подвести экстенсора к системе, чтобы ее интенсиал изменился на единицу. Таким образом, коэффициент состояния А есть величина, обратная емкости системы по отношению к экстенсору. В дальнейшем будет показано, что коэффициенты типа К имеют также смысл проводимости системы, а коэффициенты типа А – ее сопротивления. необходимо подчеркнуть, что обе величины - А и К - находятся путем дифференцирования интенсиалов или экстенсоров при постоянных значениях всех остальных экстенсоров, кроме рассматриваемого. На это указывают индексы у скобок в формулах (27) и (28).

Следует отметить, что данное выше определение понятия емкости системы является наиболее естественным и правильным. Оно связано с процессами экстенсирования, т.е. с процессами подвода и отвода от системы экстенсоров [16]. Вместе с тем на практике используются также два других понятия емкости – по отношению к энергии и обобщенной работе. Емкость системы по отношению к энергии определяется как то изменение энергии, которое сопровождается изменением величины интенсиала на единицу, т.е.

С = dU/dP; dU = C dP (дж) (44)

Понятие емкости С системы по отношению к энергии уже не является столь же естественным, как понятие емкости по отношению к экстенсору. Это объясняется тем, что система и окружающая среда в процессе взаимодействия обмениваются между собой не энергией, а экстенсором. Поэтому о емкости системы по отношению к энергии можно говорить лишь условно. Введенная величина С имеет ограниченное применение.

Обобщенная работа численно равна изменению энергии системы. Это дает некоторые основания для введения понятия емкости системы по отношению к обобщенной работе, т.е.

С = dQ/dP; dQ = C dP (дж) (45)

Емкость С равна обобщенной работе, совершение которой сопровождается изменением величины интенсиала системы на единицу. Понятие емкости системы по отношению к обобщенной работе носит еще более условный характер, чем понятие емкости системы по отношению к энергии. Это объясняется тем, что обобщенная работа не является субстратом обмена между системой и окружающей средой (работа совершается экстенсором в процессе его перехода через контрольную поверхность). Кроме того, понятие емкости предполагает наличие у системы соответствующих запасо