Меморандум о естествознании

Термодинамика

Понятие энергии стало настолько тривиальным, что трудно оценить это интеллектуальное достижение: не менее трудно и дать ему ясное определение. Мало найдется слов, значения которых настолько запутаны и разноречивы, как слова о работе, мощности и энергии. Но путаница в физических определениях нетерпима для естествознания (Л.Элиот, У.Уилкокс: Физика)

Джеймс Джоуль замерил эквивалент, а Никола Карно сформулировал закон превращений теплоты и работы. "Путаницу физических понятий" обнаружил Уильям Томсон, лорд Кельвин. В работе "К динамической теории теплоты" (1851) в опытах Джоуля и формулировках Карно он нашел два закона: при этом формулировки Карно сохраняли значение, не вступая в противоречие с открытием Джоуля. Два раздельных закона не отображают эфемерные векторы инерциальных сил: новые физико-математические разделы основаны на "энергии систем".

Термодинамика — первый из разделов "чисто математических", энергетических: далее "энергией систем" связали явления в разделе теории относительности, а "кванты действия" запустили скакать по орбитам моделей в разделе квантовой механики. Раздел термодинамики основан на постулате о раздельных способах изменения "энергетических состояний систем": один при механическом движении и работе тел над "системами"; другой при нагреве и отводе теплоты при неизменном размещении тел. Функциональные отношения предложил Клаузиус; Больцман в разделе статистической физики предметность рассуждений тоже свел к уравнениям.

"Энергия" — неологизм метафизики Аристотеля: не имея предметного смысла, энергия и энтелехия в категориальной триаде с динамикой означали "незавершенность" и "завершенность" проявлений природных процессов.

О началах раздела термодинамики

В XIX веке теплоту представляли флюидом, теплородом. В разделе термодинамики теплоту и работу разделили на два нематериальные наименования, которые нельзя запасать и переливать: это способы для изменения энергии.

В разделе четыре начала (закона), состоящие из словесных утверждений: первым появилось второе начало, последним нулевое (как невнятное оправдание задним числом неопределенного понятия о температуре). Но содержание проще, чем хронология изучения энергии, объекта эфемерного, в природной среде неуловимого.

Нулевое начало словно первый закон инерциального движения Ньютона: Изолированная "термодинамическая система" с течением времени самопроизвольно переходит в состояние термодинамического равновесия при одинаковой температуре и сохраняет состояние сколь угодно, если внешние условия остаются неизменны.

Первое начало: Теплота преобразовывается в работу.
Второе начало: Процесс преобразований теплоты и работы обратим при "абсолютном нуле" температуры.
Третье начало: "Абсолютный ноль" температуры недостижим.


Третье начало — теорема Нернста о физическом принципе поведения "системы " при приближении температуры к "абсолютному нулю", где энтропию уже не определяют параметры. Дополняет начало гипотеза Планка: при "абсолютном нуле" энтропия равна нулю. При конечной последовательности охлаждающих процессов температуры "абсолютного нуля" достичь невозможно: мощности энергетических установок мира не хватит, чтобы в месте природной среды создать температуру "абсолютного нуля": −273,15 °C. В третьем начале утверждается о материальности процессов взаимодействий, что отличает из других начал раздела термодинимики, в словесных утверждениях которых нет предположений подобного толка.

О вторых началах раздела термодинамики

В работе "Размышление о двигательной мощи огня и машинах, способных развивать", 1824, Карно сформулировал закон превращений теплоты и работы, созвучный понятиям из естествознания о неподвижном движущем начале: потенциалы двигательной и тепловой мощности в природе не создаются и не уничтожаются, проявления местных действий постоянно присутствуют и регулируют прочие проявления видов движений, изменений и превращений.

Двигательную мощность в паровых машинах проявляют не траты теплорода, а циклы восстановления балансов среды, нарушенных некоторой причиной — химическим горением или иным. Трат теплорода недостаточно для проявлений двигательной мощности, необходим холод. Если среда горяча, как топка, как конденсировать пар? Атмосфера принимает пар словно холодильник. Температурные эффекты будто перепады высот для теплорода проявляют восстановления потенциалов мощности двигательных и тепловых балансов мест природной среды.

Водяной пар — не единственное средство: в природной среде тела способны к изменению объема, к расширению и сжатию из-за теплоты и холода. При изменении объема тела преодолевают сопротивления, совершая таким образом работу.

В выбросе тепловыми машиннами возмущенной среды в "холодильник", атмосферу (цикл Карно), новые авторы обнаружили новое свойство энергии. Количество энергии в разделе остается неизменным, но качество ухудшается необратимо: об этом новом свойстве утверждают "вторые начала":
      1. Невозможно построить периодически действующую машину, действия которой сводились бы к совершению механической работы и соответствующему охлаждению теплового резервуара (начало Томсона).
      2. Невозможен процесс, результат которого состоял бы в переходе энергии из холодного тела к горячему (начало Клаузиуса).
      3. Невозможен вечный двигатель второго рода, получающий тепло одного резервуара и превращающий тепло в работу (начало Оствальда).


Новые авторы новым "свойством энергии" абстрагировали даже породившую "энергетические разделы" паровую машину. Томсон утверждал начало об асимметрии между теплотой и работой. Клаузиус уже не упоминал ни о какой работе: начало Клаузиуса — об асимметрии тепловых процессов. Однако каждое из этих словесных утверждений по отдельности не следует из единого закона (Питер Эткинс: Порядок и беспорядок в природе)

О носителях энергии

— Но должен же у энергии быть носитель! — говорят сторонники материи.
— А почему? — спрашивает Оствальд. — Разве природа обязана состоять из подлежащего и сказуемого?

Ответ Оствальда — софизм. Ведь мысленное устранение материи как "подлежащего из природы" означает молчаливое допущение мысли как "подлежащего" (первичного, исходного) в философию. Устраняется не подлежащее, а объективный источник ощущения, "подлежащим" становится само ощущение, философия становится берклеанской, как бы ни переряживали слово ощущение.

Оствальд избегает философской альтернативы (материализм или идеализм) посредством неопределенного употребления слова "энергия": это лишний раз показывает тщетность подобных ухищрений. Если энергия проявляет движения, вы только передвинули трудность с подлежащего на сказуемое, переделали вопрос: "материя ли движется?" на "материальна ли энергия?" Происходит превращение энергии вне сознания, или "энергия" означает только идеи, символы, условные знаки и тому подобное? На этом вопросе и сломала себе шею "энергетическая" философия, попытка "новой" терминологией замазать старые гносеологические ошибки.

Энергия — чистый символ! Пусть "эмпириосимволисты" спорят с "чистыми махистами" и "эмпириокритиками": для материалистов это спор между людьми, верящими в желтого и в зеленого черта. Важны не различия, а идеалистическое толкование "опыта" и "энергии", отрицание объективной действительности, в приспособлении к которой состоит опыт человечества (Ленин: Материализм и эмпириокритицизм)