Эта глава Молекулярно-Электрической Теории (МЭТ) посвящена попытке решить одну проблему, от которой Молекулярно-Кинетическая Теория (МКТ) не то, чтобы отмахивалась, она просто игнорировала её. Попытка решить её была, но настолько откровенно некорректная, (хотя весьма "корректно" прижившаяся в учебниках физики даже для ВУЗов), что диву даёшься, как серьёзные физики вообще могли попасться на такую неуклюжую уловку.
Проблема называется:
Физическое объяснение закона Бернулли.
В 1916 году никто иной, как Эйнштейн опубликовал научную статью в журнале "Естествознание" (Naturwissenschaft) "Элементарная теория полёта и волн на воде", где высказал ряд мыслей, посвящённых применению закона Бернулли для объяснения волн на воде и обоснования подъёмной силы крыла. За шесть лет ДО него уже были опубликованы работы Кутта и Жуковского на ту же тему, но Эйнштейн не знал о них.
Но нас интересует объяснение закона Бернулли.
Известно из чисто эмпирического закона Бернулии, что чем больше скорость потока жидкости или газа, тем меньше давление в них. Вопрос, таким образом формулируется просто: ПОЧЕМУ в потоке быстро текущей жидкости или газа давление падает? Эйнштейн вывернул этот вопрос наизнанку, и сформулировал его так: Почему в узкой части трубы жидкость течёт быстрей, чем в широкой? То есть он поменял причину и следствие местами. Не движение потока снижает давление, а давление (точней, разница давлений, градиент давлений) заставляет воду течь в трубе с сужением быстрей. Он берёт некий элемент воды и рассматривает силы, на него действующие. Сила в широкой части трубы (давление на этот элемент) больше, чем в узком (экспериментальный факт!). Раз так, рассуждает Эйнштейн, то по второму закону Ньютона на тело действует сила, придающая ему ускорение. Вот вам и результат того, что в узкой части трубы вода течёт быстрей, чем в широкой. Просто и понятно даже школьнику!
Довод это нелеп даже в своей основе..Рассуждая в таком духе, следует спросить, а почему из узкой трубы вода вообще вливается снова в широкую, как это ясно видно во всех описаниях опыта Бернулли. Раз там давление выше, то по тому же закону Ньютона на элемент воды оказывается ИЗ ШИРОКОЙ части трубы снова бОльшая сила и вода вообще туда не должна вливаться!
Главное, что есть совершенно другое и правильное объяснение этого вывернутого наизнанку вопроса: Закон сохранения объёма или Закон неразрывности потока. Если в широком участке трубы за единицу времени протекает некий объём воды, то, из-за несжимаемости воды, следует понять, что ТОТ ЖЕ ОБЪЁМ за ТО ЖЕ ВРЕМЯ должен протечь и через узкий участок! Понятно,что для этого он должен увеличить скорость протекания. Вот и весь сказ, безо всяких хитроумныъ трюков с законом Ньютона.
(Сразу подчеркну, что отношусь к Эйнштейну с огромным уважением и считаю его одним из величайших физиков в истории человечества. Но для меня он - только смертный человек, который имеет право на ошибку и использует это право. И вышенаписанное является как раз примером такой ошибки!)
Забавно, что именно ЭТО объяснение я видел в разных учебниках по физике в разделе "Гидростатика и гидродинамика".
(О неправомерности применения закона Бернулли к причинам возникновения подъёмной силы крыла птицы или самолёта, движущихся в атмосфере, я уже писал не раз и поэтому останавлиться на этом не буду. В отличие от того же крыла в аэродинамической трубе, где скоростной поток воздуха обдувает крыло. Там применение закона Бернулли вполне корректно и верно!
О причинах упомянутой неправомерности говорится в "Принципе неэквивалентности взаимодейстивя тел, кинетически эквивалентных". См заметку "Принцип неэквивалентности взаимодействия" 7 IV 2023, который оказался "работающим" и для объяснения парадокса сверхтекучести гелия 2. Через капилляры, диаметром в одну стотысячную сантиметра гелий 2 протекал без малейшей внутренней вязкости - Сверхтекучесть, а схожий эксперимент с крутильными колебаниями диска, погружённого в тот же гелий 2, давал ОБЫЧНЫЕ значения вязкости гелия 2, как у гелия 1! НИКАКОЙ сверхтекучести! Разница же лишь в том, ЧТО относительно ЧЕГО движется: Поток гелия относительно стенки капилляра или поверхность диска относительно гелия 2. И, оказывается, разница ОГРОМНАЯ! Парадокс!)
Итак, очень трудный и неприятный вопрос к МЭТ: Если МКТ вообще избегает говорить на эту тему, то КАК МЭТ объясняет закон Бернулли. Именно, честно отвечает на вопрос: Почему в быстродвижущемся потоке давление падает???
Четыре года тому назад я ДАЛ ОТВЕТ в заметке "Рафинированный закон Бернулли" 24 XII 2019. Ответ выглядит фантастическим и лично мне он НЕ НРАВИТСЯ. Но ничего другого до сих пор я придумать, к сожалению, не смог. Снова привлекается теория фантомных зарядов и даже правило Ленца для электромагнитной индукции. Приведу здесь откорректированное описание этой моей попытки, хотя бы потому, что ничего лучшего, насколько мне известно, нет!
Итак, снова, давление внутри любого вещества это физическое сближение атомов и молекул. Работа против кулоновских сил взаимного отталкивания. Сближение это чисто электростатически слегка деформирует электронные орбиты атомов или молекул. Подчёркиваю ЭЛЕКТОСТАТИЧЕСКИ!
Но в движущемся потоке начинают играть роль уже и явления электромагнитные, ибо фантомные заряды (флюктуации плотности электрического заряда в атомах и молекулах) теперь участвуют в неком упорядоченном (а не только хаотическом) движении слоёв потока по отношению друг к другу и относительно стенок трубы. Итак, в текущем потоке возникает и исчезает множество фантомных зарядов, которые из-за относительного движения слоёв потока друг к другу и к стенкам трубы, индуцируют в них электромагнитые поля и движение зарядов в них самих (в дополнение к их собственным фантомным зарядам, которые тоже индуцируют в потоках такие же электромагнитные поля.) Но по правилу Ленца, эти поля так направлены, чтобы ПРЕПЯТСТВОВАТЬ ЛЮБЫМ изменениям полей, их породивших. Происходит как бы взаимное отталкивание двух источников полей - потока и окружающей стенки или других слоёв. Это ЭЛЕКТРОМАГНТНОЕ "Ленцово" отталкивание СНИЖАЕТ электростатическую деформацию электронных орбит и в потоке и в стенке. То есть снижает давление!
Чем быстрей движется поток, тем сильней отталкивание (по правилу Ленца), уменьшающее электростатическую деформацию электронных орбит атомов и молекул с обеих сторон!
Как видим, объяснение весьма хитроумное, связывающее воедино целый ряд эффектов.
Этим оно мне не нравится. Хотелось бы найти что-то более ясное и простое, более "естественное". Но, увы, ничего такого до сих пор в головешку не влетело!
Как обычно: Faciant meliora potentes. Пусть сделает лучше, кто может!