ОГЛАВЛЕНИЕ

От автора        . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .          3

Введение        . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .          5

Часть 1

                &БЕЗГИПОТЕЗНОЕ ПОСТРОЕНИЕ ТЕОРИИ . . . . . . . . . . . . . . . . .       11

Глава 1. Методологические принципы энергодинамики  . . . . . . . . . . .       12

1.1. Исключение гипотез и постулатов из оснований теории   14

1.2. Отказ от идеализации процессов и систем  вне рамок условий однозначности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   16

1.3. Уточнение исходных понятий применительно к реальным  процессам и неравновесным системам          . 19

1.4. Обобщение термодинамической классификации процессов.  Теорема о числе степеней свободы           25

1.5. Расширение пространства переменных  с введением параметров неравновесности  и неоднородности  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27

1.6. Классы неравновесных процессов и их координаты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   30

Глава 2. Математический аппарат теории        . .32

2.1. Закон сохранения полной энергии  . . . .   32

2.2. Придание основному соотношению энергодинамики  характера тождества    . 35

2.3. Введение времени и производительности процессов  в уравнения энергодинамики        . . 37

2.4. Исключение диссипативных членов  из уравнений баланса энергии . . . . . . . .                     41

2.5. Инергия и анергия как меры упорядоченной  и неупорядоченной энергии и характеристические функции    43

2.6. Нахождение общего вида уравнений состояния и переноса . . . . . . . . . . . . . . . .                     51

Заключение к первой части   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .       54

Часть 2

               ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ДИСЦИПЛИНЫ КАК СЛЕДСТВИЕ 
                                                    ЭНЕРГОДИНАМИКИ     . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .        56

Глава 3. Классическая механика      . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .        56

3.1. Коррекция исходных понятий механики   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .       57

3.2. Обоснование принципа наименьшего действия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .      60

3.3. Теоретический вывод закона всемирного тяготения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .     61

3.4. Принцип инерции и его обобщение  на вращательное движение . . . . . . . . . . . .                     65

3.5. Принцип силы и унификация сил   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .       68

3.6. Принцип равенства действия и противодействия  и его расширенная трактовка            69

Глава 4. Классическая термодинамика        . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .        71

4.1. Принцип исключенного вечного двигателя 1-го рода  (первое начало термодинамики) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .          71

4.2.Принцип существования энтропии  (второе начало для обратимых процессов) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .        78

4.4. Принцип исключенного вечного двигателя 2-го рода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .       81

4.5. Принцип недостижимости абсолютного нуля температур . . . . . . . . . . . . . . . .      84

4.6. Принцип максимума энтропии как условие  равновесия и устойчивости термодинамических систем      87

Глава 5. Термодинамика необратимых процессов    . . . . . . . . . . . . . . . . . .        90

5.1. Линейная теория скорости диссипативных процессов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .                       90

5.2. Движущие силы и обобщенные скорости реальных процессов . . . . . . . . . . . .      94

5.3. Уравнения баланса энтропии  и скорость диссипации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .    96

5.4. Феноменологические законы  процессов переноса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .       97

5.5. Соотношения взаимности в процессах переноса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .     100

5.6. Принцип минимального производства энтропии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .     103

Глава 6. Теория тепломассообмена           . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .     106

6.1. Устранение странного размежевания термодинамики и теории теплообмена    .                             106

6.2. Основной закон теплопроводности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .     107

6.3. Конвективный теплообмен и теплоотдача . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .     109

6.4. Лучистый теплообмен с позиций энергодинамики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .    110

6.5. Теплообмен и работа в открытых системах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .     111

6.6. Тепломассообмен в открытых системах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .     114

Глава 7. Гидроаэродинамика           . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   115

7.1. Основные законы гидродинамики    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .     116

7.2. Связь термодинамических и геометрических параметров в потоках газов  . . . .                119

7.3. Законы трения. Сдвиговая, объемная и вращательная вязкость . . . . . . . . . . . .                      120

7.4. Вывод обобщенного уравнения Навье-Стокса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .    124

7.5. Перенос импульса в пограничном слое  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .     125

Глава 8. Электростатика и электродинамика   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   129

8.1. Теоретический вывод закона Кулона . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .     129

8.2. Свободные, поляризационные и дипольные заряды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   131

8.3. Закон Ома и его обобщение   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .     133

8.4. Токи смещения как разновидность потоков смещения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   135

8.5. Термодинамический вывод уравнений Максвелла . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .     137

Заключение ко второй части     . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .     141

Часть 3

                                         НЕГАТИВНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ
                                 ЭКСТРАПОЛЯЦИИ ТЕРМОДИНАМИКИ   . . . . . . . . . . . . . . . . .     143

Глава 9. Паралогизмы термодинамики открытых и поливариантных систем    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  143

9.1. Формальный перенос соотношений  равновесной термодинамики  на неравновесные системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  145

9.2. Отождествление упорядоченных  и неупорядоченных работ . . . . . . . . . . . . . .                      147

9.3. Сужение идеи о невозможности вечного двигателя 2-го рода до утверждения об исключительности свойств  источников тепла      150

9.4. Неадекватность условий материального равновесия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .                     157

9.5. Возникновение проблемы термодинамических неравенств . . . . . . . . . . . . . . . .                      160

9.6. Запрет на использование тепла окружающей среды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .                      165

Глава 10. Паралогизм парадокса Гиббса   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .     167

10.1. Происхождение и сущность парадокса Гиббса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .     168

10.2. Термодинамическая недопустимость парадокса Гиббса . . . . . . . . . . . . . . . . . .                    171

10.3. Смещение начала отсчета энтропии в процессе смешения  как причина ее 'скачка'   . . . . . . . . . . . . . . . . .  175

10.4. Энергодинамическая теория процессов смесеобразования . . . . . . . . . . . . . .   177

Глава 11. Паралогизм теории 'тепловой смерти' вселенной . . . . . . . .     180

11.1. Происхождение и сущность теории  'тепловой смерти' Вселенной . . . . . .   180

11.2. Искажение связи энтропии с диссипацией и необратимостью . . . . . . . . . . . .                       182

11.3. Неадекватность термодинамической и статистико-информационной энтропии         184

11.4. Недопустимость абсолютизации  принципа возрастания энтропии . . . . . . . .                    188

11.5. Необоснованность экстраполяции принципа  возрастания энтропии на Вселенную    . . . . . . . . . . . . . . .  190

Глава 12. Паралогизм отрицательных абсолютных  температур . . . .     192

12.1. Происхождение понятия отрицательной  абсолютной температуры . . . . . .                      192

12.2. 'Инверсия' второго начала в области  отрицательных абсолютных температур         . .  194

12.3. Нетепловой характер спин-спинового взаимодействия . . . . . . . . . . . . . . . . . .                      197

12.4. Описание спиновых систем с позиций энергодинамики . . . . . . . . . . . . . . . . . .                       198

Глава 13. Паралогизмы релятивистской термодинамики  . . . . . . . . . . .     200

13.1. Неоднозначность релятивистских преобразований  термодинамических величин        . . . . . . .   200

13.2. Неинвариантность выражения кпд  релятивистского цикла Карно . . . . . . . .                      202

13.3. Релятивистская машина Карно  как комбинированный двигатель . . . . . . . .                       204

13.4. Энергодинамика как теория 'абсолютности' . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .    205

Заключение к третьей части      . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .     208

Часть 4

                   НЕТРИВИАЛЬНЫЕ СЛЕДСТВИЯ ЭНЕРГОДИНАМИКИ   . . . . . . . . . .     209

Глава 14. Теория подобия процессов преобразования энергии . . . . . . .     209

14.1. Единство процессов переноса и преобразования энергии . . . . . . . . . . . . . . . .                       209

14.2. Универсальный показатель совершенства  преобразователей энергии . . . . . .                  212

14.3. Кинетические уравнения процессов энергопревращения.  Антисимметрия соотношений взаимности в них        . . .   216

14.4. Критерии подобия процессов преобразования энергии . . . . . . . . . . . . . . . . . .                       220

14.5. Универсальные нагрузочные характеристики  преобразователей энергии     . .                             222

14.6. Подобие нагрузочных характеристик  реальных установок . . . . . . . . . . . . . .                      225

Глава 15. Нахождение нестационарных эффектов наложения . . . . . . .     231

15.1. Доказательство существования результирующей  движущих сил независимого процесса переноса      . . . . . . . .  231

15.2. Нахождение эффектов наложения из условий  частичного равновесия . . . .                      235

15.3. Предсказание величины эффектов наложения  по известным термодинамическим параметрам               . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  237

15.4. Упрощение феноменологических законов  без применения соотношений взаимности Онсагера              . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   239

15.5. Исследование мембранных процессов  в условиях нарушения соотношений взаимности          . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   245

Глава 16. Новые концепции в химии и биологии    . . . . . . . . . . . . . . . . . . .     248

16.1. Векторная природа обратимых биохимических реакций . . . . . . . . . . . . . . . .   250

16.2. Связь момента распределения валентных электронов  с периодической системой элементов   . . . . . . . . . . .  252

16.3. Взаимосвязь процессов активного и пассивного  транспорта в биосистемах    .                              256

16.4. Роль упорядоченной энергии  в жизнедеятельности биосистем . . . . . . . . . . . .                     259

16.5. Максимум инергии как критерий зрелости биоорганизмов . . . . . . . . . . . . . .    264

16.6. Подтверждение единства технических и биохимических  преобразователей энергии  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  268

Глава 17. Теория нелинейных процессов переноса     . . . . . . . . . . . . . . . . .     271

17.1. Соотношения взаимности в химических реакциях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .    271

17.2. Исследование необратимых процессов в системах,  далеких от равновесия     .                              274

17.3. Упрощение законов переноса на основе дифференциальных соотношений взаимности             . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  279

17.4. Дальнейшее сокращение числа кинетических коэффициентов  в уравнениях переноса               . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  283

17.5. Установление дополнительных связей  между эффектами наложения . . . . . .                    286

Глава 18. Устранение противоречий термодинамики  и теории эволюции             . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   289

18.1. Стремление к равновесию как противодействие хаосу . . . . . . . . . . . . . . . . . .   290

18.2. Неэнтропийные критерии эволюции неравновесных систем . . . . . . . . . . . . . .                      293

18.3. Самопроизвольный характер процессов  структурообразования при кристаллизации               . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   297

18.4. Упорядочивание систем в ориентационных процессах . . . . . . . . . . . . . . . . . .                        299

18.5. Антидиссипативный характер процессов  перераспределения масс во Вселенной       . . .  302

18.6. Энергодинамическая направленность  биологической эволюции . . . . . . . . . .                    303

Глава 19. Теория производительности технических систем . . . . . . . . . .     310

19.1. Синтез энергодинамики с термоэкономикой  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .     311

19.2. Номинальные режимы работы энергоустановок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .                       313

19.3. Оптимальная степень перегрузки силовых  и технологических установок      . .                             315

19.4. Режимы 'крейсерской скорости' транспортных установок . . . . . . . . . . . . . .   317

19.5. Условия достижения максимальной мощности  теплоэнергетических установок          . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   320

Глава 20. Синтез классической и квантовой механики . . . . . . . . . . . . . .     326

20.1. Причины дискретного характера процессов в микромире . . . . . . . . . . . . . . . .                      326

20.2. Учет квантового выхода в уравнении фотоэффекта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .     331

20.3. Энергодинамический аналог уравнения Шредингера . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .                      334

20.4. Альтернативное описание спектральных серий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .    337

20.5. Нахождение параметров электронных орбит . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .    339

Глава 21. Устранение 'белых пятен' в электродинамике  . . . . . . . . . . .     340

21.1. Потоки полевых форм энергии и вектор Пойнтинга . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .     341

21.2. Учет явления 'запаздывания потенциала'  в уравнениях электродинамики     .                             343

21.3. Обобщение уравнений Максвелла  с учетом потоков смещения связанных зарядов     . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  347

21.4. Подтверждение непротиворечивости обобщенных  уравнений Максвелла     . .                             349

21.5. Возможность передачи энергии по однопроводной линии . . . . . . . . . . . . . . . .                     350

21.6. Существование продольных электромагнитных волн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .                      351

Глава 22. Возможность использования полевых форм энергии . . . . . .    356

22.1. Теоретическая возможность создания альтернаторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .                     356

22.2. Конвертеры гравитационной энергии  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .     360

22.3. Генераторы на энергии электрических полей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .    364

22.4. Генераторы тока на энергии магнитного поля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   369

22.5. Теплогенераторы как конвертеры энергии полей излучения . . . . . . . . . . . . . .                      379

Заключение к четвертой части     . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .     388

Послесловие       . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .     390

Основные обозначения      . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .     393

Литература       . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .     395