Публикация научных статей.
Вход на сайт
E-mail:
Пароль:
Запомнить
Регистрация/
Забыли пароль?
Научные направления
Поделиться:
Статья опубликована в №90 (февраль) 2021
Разделы: Физика
Размещена 27.02.2021. Последняя правка: 27.02.2021.
Просмотров - 292

Новые физические величины в системе СИ (Продолжение)

Бессонов Евгений Александрович

Доктор технических наук

Горнодобывающие предприятия РФ

Консультант

Аннотация:
В работе представлены результаты исследования автора, выполненные на стыке фундаментальной метрологии и физики, в которых выявлены новые физические величины в области гидродинамики, термодинамики и молекулярной физики. Они являются продолжением ранее разработанного автором метода прогнозирования новых физических величин [1-4]. Даны научные определения и определяющие уравнения новых физических величин, их производные единицы и приведены области их практического применения.


Abstract:
The paper presents the results of the author's research carried out at the intersection of fundamental metrology and physics, which revealed new physical quantities in the field of hydrodynamics, thermodynamics and molecular physics. They are a continuation of the method of forecasting new physical quantities previously developed by the author [1-4]. Scientific definitions and defining equations of new physical quantities, their derived units are given, and the areas of their practical application are given.


Ключевые слова:
трехмерная система физических величин СИ; новые производные единицы в системе СИ; новые физические величины; пилотные физические величины

Keywords:
three-dimensional system of physical quantities SI; new derived Units in the SI system; new physical quantity; experimental physical quantities


УДК 006.915 [531.7:532.542]

Вводная часть, актуальность. Одной из главных  задач современной науки является производство знаний на основе тщательного отобранных и систематизированных фактов, позволяющих выработать новые теории, фундаментальные законы и методы исследования. Измеряемым качеством, признаком или свойством физических явлений и процессов, которые описываются обобщающими теориями и фундаментальными или частными законами, являются физические величины. Поэтому их получение является приоритетной задачей для науки.

В своих предшествующих работах автор представил метод прогнозирования новых физических величин [1-4]. Указанным методом было получено 22 новых пилотных (пробных) физических величины и 6 новых производных единицы в системе СИ [5]. В данной работе представлен ряд новых пилотных физических величин и их производных единиц в области гидродинамики, термодинамики и молекулярной физики.  

Цель и задачи исследования.  Целью работы является получение новых физических величин и новых производных единиц в системе СИ на основании анализа логической взаимосвязи физических величин в трехмерной системе СИ [6, 7], метода их прогнозирования [1-4] и классификации [8 -10].   Для достижения указанной цели были  поставлены задачи – составить научные определения и определяющие уравнения новых физических величин и установить их производные единицы, показать их графические соотношения и указать области их научного и промышленного применения.

Методы исследований и результаты. При выполнении исследований был проведен анализ логической взаимосвязи величин в трехмерной системе СИ в соответствии с методом прогнозирования новых физических величин автора [1-4]. Он включал в себя статистический анализ структурного содержания трехмерной системы СИ, метод сравнения физических величин, формализацию исследуемых процессов и графические исследования. Статистический анализ указал на расположение изыскиваемых физических величин в таблице трехмерной системы СИ и их принадлежность к той или иной классифицированной группе, подгруппе или виду величин.  Метод  сравнения дал возможность выявить у них однородные свойства, метод формализации позволил описать новые физические величины научными определениями и определяющими уравнениями, а графические исследования наглядно продемонстрировали изменения прогнозируемых величин в исследуемых физических процессах и показали их графические соотношения.

Ниже представлены основные результаты выполненных исследований для I и II классификационных групп  физических величин.

На рисунке 1 показан фрагмент таблицы трехмерной системы СИ, с выделенным блоком ячеек, с которыми проводился системный анализ для выявления новых физических величин I группы.

 

Рис. 1. Фрагмент таблицы трехмерной системы СИ [11, 12] с выделенным  для исследования блоком ячеек (строки №№ 2-6, столбцы №№ 5-7)

 

I.   Результаты исследований, вследствие которых были получены новые физические величины I группы в области гидродинамики.

1. Массовый расход потока вращения, ‘qω,– физическая величина, характеризующая прохождение массы, вращающегося со средней угловой скоростью вещества (пульпы, гидросмеси, смеси углеводородов), через площадь поперечного сечения диффузора (спирального отвода, конуса) в единицу времени.

Ее определяющее уравнение:

‘qω = Si ρ ωci Ri ,

где Si – i-я площадь поперечного сечения диффузора, через которую проходит  вращающийся поток вещества, m^2; ρ – плотность вещества потока, kg/m^3; ωci – средняя угловая скорость потока на i-й площади его поперечного сечения, rad/s; Ri – радиус кривизны, возведенный от оси вращения к слою потока, движущегося со средней угловой скоростью, m.

Обозначение производной единицы физической величины - [(kg×rad)/s)],чтоявляется новой производной единицей в системе СИ. Она равновесно займет пустующее место в ячейке № 2х7 трехмерной системы СИ (Рис. 5).  

Научная или промышленная применимость (полезность). Физический процесс, характеризуемый данной физической величиной, протекает в корпусах центробежных насосов и рабочих зонах центробежных циклонов и классификаторов, где рабочей средой является пульпа, гидросмесь или техническая (технологическая) жидкость, количественную составляющую которых принято выражать в единицах массы (кг, т).  Полученная физическая величина может применяться, например, для выявления доступных режимов вращения ротора, определения рациональной формы и оптимальных размеров проходных сечений их диффузоров (спиральных отводов, конусов),  в зависимости от радиусов кривизны вращения потоков, плотности перекачиваемых веществ и задаваемой (потребной) угловой скорости (Рис. 2).

Графическое соотношение, демонстрирующее зависимость  ‘qw =f(Si), показано на рисунке 4 (а).

 

Рис. 2. Схема центробежной машины, поясняющая явление массового и объемного расхода потока вращения жидкости
Где ωс1, ωс2, ωс3 -  средние угловые скорости потока; S1,S2,S3 -  i-е площади поперечных сечений потока (на схеме повернуты на 90°);  R1,R2,R3 – i-е радиусы кривизны вращения потока, где: R1<R2<R3;  b - угол вращения потока, радиан

 

2. Ускоренный массовый расход потока вращения, ‘qε,–  физическая величина, характеризующая прохождение массы потока вещества (пульпы, гидросмеси, смеси углеводородов), вращающегося со средним угловым ускорением, через площадь поперечного сечения диффузора (спирального отвода, конуса) в единицу времени.

Ее определяющее уравнение:

‘qε = Si ρ εсi Ri  ,

где Si – i-я площадь поперечного сечения диффузора, через которую проходит  вращающийся поток вещества, m^2; ρ – плотность вещества потока, kg/m^3; εсi - среднее угловое ускорение потока на i-й площади его поперечного сечения, rad/s^2; Ri – радиус кривизны, возведенный от оси вращения к слою потока, движущегося со средним угловым ускорением, m.

Обозначение производной единицы физической величины - [(kg ×rad)/s^2], что является новой производной единицей в системе СИ,которая равновесно займет пустующее место в ячейке № 3х7 трехмерной системы СИ (Рис. 5).

Научная значимость данной физической величины заключается в развитии теории гидравлических центробежных машин, работающих с регулируемым числом оборотов ротора, а именно для исследования физических процессов, в которых происходят периодические ускорения вращающихся потоков вещества и которые могут стать причинами возникновения негативного гидродинамического явления – кавитации.

Графическое соотношение, демонстрирующее зависимость  ‘qε =f(εi),показано на рисунке 4 (б).

3.Замедленный массовый расход потока вращения, ‘qε,– физическая величина, характеризующая прохождение массы потока вещества (пульпы, гидросмеси, смеси углеводородов), вращающегося со средним угловым замедлением, через площадь поперечного сечения диффузора (спирального отвода) в единицу времени.

Ее определяющее уравнение:

‘qε’ = Si ρ ε’ci  Ri ,

где Si – i-я площадь поперечного сечения диффузора, через которую проходит  вращающийся поток вещества, m^2; ρ – плотность вещества потока, kg/m^3; ε’сi – среднее угловое замедление потока на i-й площади его поперечного сечения, rad/s^2 (имеет отрицательное значение); Ri – радиус кривизны, возведенный от оси вращения к слою потока, движущегося со средним угловым замедлением, m.

Обозначение производной единицы физической величины -[(kg×rad)/s^2], которая, вместе с вместе с вновь полученной величиной массового расхода ускоренного потока вращения, ‘qε, равновесно займет свое место в ячейке № 3х7 трехмерной системы СИ (Рис. 5).

Научная значимость данной физической величины заключается в развитии теории гидравлических центробежных машин, работающих с регулируемым числом оборотов ротора, а именно для исследования физических процессов, в которых происходят периодические торможения вращающихся потоков вещества и которые могут стать причинами возникновения негативного явления – помпажа.

Графическое соотношение, демонстрирующее зависимость  ‘qε’ =f(ε’i)показано на рисунке 4 (в).

 

4. Объемный расход потока вращения, ‘qωv,– физическая величина, характеризующая прохождение объема вещества (гидросмеси, жидкости, газа), вращающегося со средней угловой скоростью, через площадь поперечного сечения диффузора (спирального отвода, конуса) в единицу времени.

Ее определяющее уравнение:

‘qωv = Si ωci Ri  ,

где Si – i-я площадь поперечного сечения диффузора, через которую проходит  вращающийся поток вещества, m^2; ωci – средняя угловая скорость потока на i-й площади его поперечного сечения, rad/s; Ri – радиус кривизны, возведенный от оси вращения к слою потока, движущегося со средней угловой скоростью, m.

Обозначение производной единицы физической величины - [(m^3×rad)/s)],что является новой производной единицей в системе СИ, которая равновесно займет пустующее место в ячейке № 2х20 трехмерной системы СИ (Рис. 3 и Рис. 6).

Научная или промышленная применимость (полезность). Физический процесс, характеризуемый данной физической величиной, протекает в корпусах центробежных насосов и пневматических машин, где рабочей средой является гидросмесь и жидкость (для гидравлических машин), а также воздух и газ (для пневматических машин), количественную единицу которых принято выражать в кубических метрах. Полученная физическая величина может применяться, например, для выявления доступных режимов вращения ротора, определения рациональной формы и оптимальных размеров проходных сечений их диффузоров (спиральных отводов),  в зависимости от радиусов кривизны вращения потоков, плотности перекачиваемых веществ и задаваемой (потребной) угловой скорости (Рис. 2).  

Графическое соотношение,  демонстрирующее зависимость  ‘qωv =f(Si), показано на рисунке 4 (а).

 

5. Ускоренный объемный расход потока вращения, ‘qεv,– физическая величина, характеризующая прохождение объема вещества (гидросмеси, жидкости, газа), вращающегося  со средним угловым ускорением, через площадь поперечного сечения диффузора (спирального отвода, конуса) в единицу времени.

Ее определяющее уравнение:

‘qεv = Si εci Ri  ,

где Si – i-я площадь поперечного сечения диффузора, через которую проходит  вращающийся поток вещества, m^2; εci – среднее угловое ускорение потока на i-й площади его поперечного сечения, rad/s^2; Ri – радиус кривизны, возведенный от оси вращения к слою потока, движущегося со средним угловым ускорением, m.

Обозначение производной единицы физической величины - [(m^3×rad)/s^2)], что является новой производной единицей в системе СИ, которая равновесно займет пустующее место в ячейке № 3х20 трехмерной системы СИ (Рис. 3 и Рис. 6).

Научная или промышленная применимость (полезность) та же,  что и у предыдущей величины (п. 4). 

Графическое соотношение, демонстрирующее зависимость  ‘qεv =f(ε’), показано на рисунке 4 (в).

 

6. Замедленный объемный расход потока вращения, ‘qε’v– физическая величина, характеризующая прохождение объема потока вещества (гидросмеси, жидкости, газа), вращающегося со средним угловым замедлением, через площадь поперечного сечения диффузора (спирального отвода) в единицу времени.

Ее определяющее уравнение:

‘qε’v = Si ε’ci Ri  ,

где Si – i-я площадь поперечного сечения диффузора, через которую проходит  вращающийся поток вещества, m^2; ε’сi – среднее угловое замедление потока на i-й площади его поперечного сечения, rad/s^2 (имеет отрицательное значение); Ri – радиус кривизны, возведенный от оси вращения к слою потока, движущегося со средним угловым замедлением, m.

Обозначение производной единицы физической величины [(m^3×rad)/s^2], которая, вместе с вновь полученной величиной объемного расхода ускоренного потока вращения, ‘qεv , равновесно займет свое место в ячейке № 3х20 трехмерной системы СИ (Рис. 6).

Научная или промышленная применимость (полезность) та же, что и для величиныпоп. 4. 

Графическое соотношение, демонстрирующее зависимость  ‘qε’v =f(ε’i),показано на рисунке 4 (в).

 

Рис. 3.Фрагмент таблицы трехмерной системы СИ [11, 12] с выделенным  блоком ячеек (I группа величин, строки №№ 2-3, столбец № 20), в которые помещены вновь полученные физические величины по п. 4-6

 

 
Рис. 4. Графики функций ‘qω,‘qωv =f(Si), ‘qε,‘qεv =f(εi) и ‘qε’,‘qε’v =f(ε’i) для массовых и объемных расходов при равномерных (а), ускоренных (б) и замедленных (в) угловых вращениях потоков

На рисунках 5 и 6 представлены, соответственно, результаты исследования ячеек выделенного блока с новыми физическими величинами‘qω;  ‘qε; ‘qe  и ‘qωv;  ‘qεv; ‘qε’v. 

 

 
Рис. 5. Результаты исследования ячеек выделенного блока (величина ‘qε’  вынесена за пределы блока для того, чтобы наглядно показать, что ячейка содержит две однородные, но разные физические величины ‘qε и ‘qε’).  Где L, M, J, m – известные физические величины; ‘Ls, ‘Ms, ‘Js, ‘qω, ‘qε, ‘qε’ – пилотные физические величины, полученные автором; “R1-6 – неизвестные физические величины в неисследованных ячейках. Красным цветом выделены обозначения физических величин, впервые представленные в данной работе  

 

 

Рис. 6. Результаты исследования выделенного блока таблицы (строки №№ 2-3, столбец № 20) с включенными в ячейки новыми физическими величинами: ‘qωv,  ‘qεv, ‘qε’v

 

Аналогами полученных величин (п. 1-6) по пространственно-временной связи физических процессов могут являться, например, известные физические величины:  массовый расход, QM, (kg/s) – масса вещества, которая проходит через заданную площадь поперечного сечения потока за единицу времени [13]; объемный расход, Q, (m^3/s) – объем жидкости или газа, протекающий через поперечное сечение в единицу времени [14]; угловая скорость жидкой частицы, wz, (rad/s) – характеризует среднюю величину угловой скорости жидкой частицы [15]; угловое ускорение, ε, (rad/s^2) – характеризует изменение скорости с течением времени [16].

 

II.   Результаты исследований, вследствие которых были получены новые физические величины II группы в области теплотехники и молекулярной физики.

На рисунке 7 показан фрагмент таблицы трехмерной системы СИ с выделенным блоком ячеек, с которыми проводился системный анализ для выявления новых физических величин II группы.

 

Рис. 7. Фрагмент таблицы трехмерной системы СИ [11, 12] с выделенным  для исследования блоком ячеек (II группа величин, строки №№ 16-17, столбцы №№ 20-22 и №№ 27-30)

 

1. Объемная температурная конверсия, ‘VT, – физическая величина, характеризующая объем вещества, в котором происходит изменение  (увеличение или уменьшение) температуры на 1 К (кельвин).

Ее определяющее уравнение:

‘VT = Vi / Ti  ,

где Vi – объем вещества, m^3.Ti – температура, К.

Обозначение производной единицы физической - (m^3/K), что является новой производной единицей в системе СИ. Она равновесно займет свое место в ячейке  № 17х20 трехмерной системы СИ (Рис. 12 а).

Полученная физическая величина может применяться при исследовании теплофизических свойств физических тел, веществ, материалов, например, при воздействии на них определяющих факторов (ионизирующих или неионизирующих излучений, давлений) или в результате неоднородных изменений свойств вещества (вследствие химических реакций) или изменения свойств окружающей среды.

Графическое соотношение, демонстрирующее зависимость  ‘VT =f(Тi), показано на рисунке 8 (а).

2. Поверхностная температурная конверсия, ‘ST, – физическая величина, характеризующая площадь поверхности вещества, на которой происходит изменение  (увеличение или уменьшение) температуры на 1 К (кельвин).

Ее определяющее уравнение:

‘ST = Si / Ti ,

где Si – площадь поверхности вещества, m^2.Ti – температура, К.

Обозначение производной единицы физической величины - (m^2/K), что является новой производной единицей в системе СИ, которая равновесно займет пустующее место в ячейке № 21х17 трехмерной системы СИ (Рис. 12 а).

Полученная физическая величина может применяться при исследовании теплофизических свойств поверхностей физических тел, веществ, материалов при воздействии на них рассредоточенных или точечных источников ионизирующих или неионизирующих излучений или в результате неоднородных изменений свойств вещества (вследствие химических реакций) или изменения свойств окружающей среды.

Графическое соотношение, демонстрирующее зависимость  ‘ST = f(Тi), показано на рисунке 8 (а).

 

3. Удельная температура поверхности вещества, ‘Ts,  – физическая величина, характеризующая значение температуры на единице площади поверхности вещества.

Ее определяющее уравнение:

‘Ts = Ti / Si ,

где Ti – температура, К; Si – площадь поверхности тела, вещества, m^2.

Обозначение производной единицы физической величины - (K/m^2), что является новой производной единицей, ранее не используемой в системе СИ. Она равновесно займет пустующее место в ячейке № 2х7 трехмерной системы СИ (Рис. 12 б).

Полученная физическая величина может применяться при теплофизических исследованиях поверхностей физических объектов, тел или веществ, на которых неравномерно распределена температура, например, при вычислении средней удельной температуры поверхностей литосферы, гидросферы или слоев атмосферы Земли.

Графическое соотношение, демонстрирующее зависимость  ‘Ts = f(Тi),  показано на рисунке 8 (б).

 

4. Удельная температура объема вещества, ‘Tv,  – физическая величина, характеризующая значение температуры в единице объема вещества.

Ее определяющее уравнение:

‘Tv = Ti / Vi  ,

где Ti – температура, К; Vi – объем вещества, m^3.

Обозначение производной единицы физической величины - (K/m^3), что является новой производной единицей, ранее не используемой в системе СИ. Она равновесно займет пустующее место в ячейке № 2х7 трехмерной системы СИ (Рис. 12 б).

Полученная физическая величина может применяться при теплофизических исследованиях физических объектов, тел или веществ, состоящих из трехмерных слоев, имеющих различную температуру, к примеру, при вычислении средней удельной температуры структурных слоев Земли.

Графическое соотношение, демонстрирующее зависимость  ‘Tv = f(Тi), показано на рисунке 8 (б).

 
Рис. 8. Графики функций ‘VT =f(Тi), ‘ST = f(Тi) – а и ‘Ts = f(Тi),  ‘Tv = f(Тi) - б
 

Аналогами полученных величин (п. 1-4)  по пространственно-температурной  связи физических процессов могут, например, являться известные физические величины:  температурный градиент, Tg, (K/m), которая описывает в каком направлении и какими темпами температура изменяется наиболее быстро вокруг определенного места [17] и геотермическая ступень, K, (m/C), которая характеризует интервал по вертикали в земной коре, на котором температура горных пород повышается на 1 градус Цельсия [18]. Известными удельными величинами, используемыми системой СИ также являются: удельный вес и удельная масса (плотность) (kg/m^3), удельный объем и удельная емкость (m^3/kg), удельный емкостный ток (A/m) и многие другие.

 

5. Линейная молярность, ‘Lm, – физическая величина, характеризует содержание количества вещества в единице его линейного размера: длины, ширины (толщины), высоты или  его диаметра.

Ее определяющее уравнение:

‘Lm = ni /lр  ,

где ni – количество вещества, mol;lр – линейный размер вещества, m.

Обозначение производной единицы физической величины - (mol/m), что является новой производной единицей в системе СИ, которая равновесно займет пустующее место в ячейке № 2х7 трехмерной системы СИ (Рис. 12 б).

Полученная физическая величина может применяться в нанотехнологиях, например, для определения удельной величины - количества вещества, содержащегося в  линейных размерах синтетических макромолекул или углеродных нанотрубках (Рис. 9).

Графическое соотношение, демонстрирующее зависимость  ‘Lm = f(ni), показано на рисунке 11 (а).

 

6. Молярная длина, lm, – физическая величина, характеризует плотность упаковки частиц (атомов, молекул, ионов, электронов и др.) в единице линейного размера вещества: длины, ширины (толщины), высоты или  его диаметра. Является обратным значением величины линейной молярности ‘Lm.

Ее определяющее уравнение:

lm = lрi / ni  ,

где lрi – линейный размер i-o вещества, представляющий собой неразрывную цепочку из его структурных единиц, м; ni – количество вещества, mol.

Обозначение производной единицы физической величины - (m/mol), что является новой производной единицей в системе СИ.  Она равновесно займет пустующее место в ячейке № 2х7 трехмерной системы СИ (Рис. 12 а).

Полученная физическая величина может применяться при исследовании физических характеристик и свойств макромолекул и их высокомолекулярных соединений, например, полимеров (Рис. 9).

Графическое соотношение, демонстрирующее зависимость  lm= f(ni), показано на рисунке 11 (б). 

 

Рис. 9. Схема макромолекулы, поясняющая научные определения физических величин линейной молярности Lm и молярной длины lm
l, dлинейные размерымакромолекулы, соответственно ее длина и диаметр;  а – ее атомы

 

7. Молярная площадь, ‘Sm,  –  физическая величина, характеризует плотность упаковки частиц (атомов, молекул, ионов, электронов и др.) в единице площади монослоя.

Ее определяющее уравнение:

‘Sm = Si / ni  ,

где Si – площадь монослоя, толщина которого равна размеру частицы вещества, м^2; ni – количество вещества, mol.

Обозначение производной единицы физической величины - (m^2/mol). Физическая величина, вместе с известными физическими величинами,  равновесно займет свое место в ячейке № 2х7 трехмерной системы СИ (Рис. 12 а).

Полученная физическая величина может применяться при исследовании физических характеристик монослоев – моноатомных или мономолекулярных слоев, например, графена (Рис. 10) либо поверхностных активных веществ (ПАВ), разлитых на водной поверхности.

 Графическое соотношение, демонстрирующее зависимость  ‘Sm = f(ni), показано на рисунке 11 (в).   

 

Рис. 10. Двумерная кристаллическая решетка графена - монослой, упакованный атомами углерода
   S – единица  площади монослоя, толщина которого равна одному атому; а – атомы углерода.

 

 

     Рис. 11. Графики функций‘Lm = f(ni),lm= f(ni), ‘Sm = f(ni)

 

Аналогами полученных величин (п. 5-7)  по пространственно-количественной связи физических процессов могут, например, являться известные физические величины:  молярность, Св, (mol/m^3), которая характеризует количества вещества (число молей) компонента в единице объема смеси [19] и молярный объем, Vm, (m^3/mol), которая характеризует плотность упаковки  молекул в данном веществе [20].

 

а

 

б

Рис. 12.Результаты исследования выделенного блока таблицы (строки №№ 16-17, столбцы №№ 20-22 -a и №№ 27-30 - б) с включенными в ячейки новыми физическими величинами: ‘VT,  ‘Sm, ‘ST, ‘lm (а) и ‘Lm, ‘Ts, ‘Tv (б).

 

Научная новизна подтверждается представленными результатами исследованиями, полученными впервые. Обоснованность такого утверждения с большой долей вероятности констатируется отсутствием в нормативах, справочниках и интерактивных источниках копий наименований и размерностей  полученных физических величин.

 

Заключение. В работе представлены результаты исследований, в которых выявлены новые физические величины, характеризующие протекание скрытых или наблюдаемых, но еще непознанных и не определенных наукой физических явлений и процессов в области гидродинамики, термодинамики и молекулярной физики.

В области гидродинамики такими величинами являются:массовый расход потока вращения, ‘qω; объемный расход потока вращения, ‘qωv; ускоренный массовый расход потока вращения, ‘qε; ускоренный объемный расход потока вращения, ‘qεv; замедленный массовый расход потока вращения, ‘qε’; замедленный объемный расход потока вращения, ‘qε’v.  Данные величины имеют научную и промышленную применимость (полезность), в частности, они могут использоваться для развития теории гидравлических и пневматических центробежных машин, работающих с регулируемым числом оборотов ротора, в которых может возникать негативные явления в гидродинамики – кавитация или помпаж.Они получили свои обозначения, наименования, размерность, научные определения и определяющие уравнения и равновесно могут занять свои места в ячейках таблицы трехмерной системы СИ.  В результате выполненного анализа выявлены новые, ранее не применяемые в системе СИ, производные единицы: (kg×rad)/s); (m^3×rad)/s); (kg×rad)/s^2, (m^3×rad)/s^2).

В области термодинамики новыми выявленными физическими величинами являются: объемная температурная конверсия, ‘VT; поверхностная температурная конверсия, ‘ST; удельная температура поверхности вещества, ‘Ts; , удельная температура объема вещества, ‘Tv.   Полученные физические величины могут применяться при исследовании теплофизических свойств физических тел, веществ, материалов, например, при воздействии на них рассредоточенных или точечных источников ионизирующих или неионизирующих излучений, давлений  или при изменении температуры вещества в результате химических реакций, или изменения давления окружающей среды. Они получили свои обозначения, наименования, размерность, научные определения и определяющие уравнения и равновесно могут занять свои места в ячейках таблицы трехмерной системы СИ.  В результате выполненного анализа выявлены новые, ранее не применяемые в системе СИ, производные единицы: (m^3/K); (m^2/K);(K/m^2);(K/m^3).

В области молекулярной физики выявленными физическими величинами являются: линейная молярность, ‘Lm; молярная площадь, ‘Sm; молярная длина, ‘lm. Полученные  физические величины могут применяться, например, в нанотехнологиях, для определения количества вещества в линейных размерах синтетических макромолекул или углеродных нанотрубках, при исследовании физических характеристик монослоев – моноатомных или мономолекулярных слоев, например, графена либо поверхностных активных веществ (ПАВ) на водной поверхности, при исследовании физических характеристик и свойств макромолекул и их высокомолекулярных соединений. Они получили свои обозначения, наименования, размерность, научные определения и определяющие уравнения и равновесно могут занять свои места в ячейках таблицы трехмерной системы СИ.  В результате выполненного анализа выявлены новые, ранее не применяемые в системе СИ, производные единицы: (mol/m); (m/mol).

Выводы. В данной работе представлены 13 новых пилотных физических величин и 10 новых производных единиц, ранее не известных и не используемых системой СИ. Приведено их научное обоснование и определены области их практического применения. Всего же, с помощью трехмерной системы СИ [6,7], системного метода прогнозирования [1-4] и классификации [8,9], автором, ко времени публикации данной работы, было получено 35 новых пилотных физических величин и их закономерностей, а также 16 новых производных единиц в системе СИ. 

Вновь полученные  физические величины способствуют развитию теоретических основ в области гидродинамики, термодинамики и молекулярной физики.

Многообразие физических процессов в науке и недостаточная изученность отдельных разделов физики дают возможность исследователям, с помощью разработанных автором трехмерной системы, метода прогнозирования и классификации физических величин,  довольно быстро и беспрепятственно открывать новые физические закономерности и тем самым вносить существенный вклад в развитие современной науки.

Библиографический список:

1. Бессонов Е.А. Системный метод прогнозирования новых физических величин. System method of forecasting of new physical Units // Научно-технический журнал «Законодательная и прикладная метрология». – Москва, – 2015. - №6 (139). - С.5-9.
2. Бессонов Е.А. Метод прогнозирования новых физических величин. Электронный периодический научный журнал «SCI-ARTICLE.RU». № 23. 2015. С.74-79. http://sci-article.ru/number/07_2015.pdf
3. Бессонов Е.А. Формула длины траектории материальной точки. Электронный периодический научный журнал «SCI-ARTICLE.RU». № 25. 2015. С.45-47. http://sci-article.ru/number/09_2015.pdf
4. Бессонов Е.А. Системный метод прогнозирования новых физических величин (Продолжение). Электронный периодический научный журнал «SCI-ARTICLE.RU». № 43. 2017. С.105-114. http://sci-article.ru/number/03_2017.pdf
5. Бессонов Е.А. Новые физические величины в системе СИ. Электронный периодический научный журнал «SCI-ARTICLE.RU». № 52. 2017. С.244-259. https://sci-article.ru/number/12_2017.pdf
6. Бессонов Е.А. Трехмерная система физических величин СИ // Научно-технический журнал «Законодательная и прикладная метрология». – Москва, – 2015. - №2 (137). - С.22-33.
7. Бессонов Е.А. Логическая система физических величин. Электронный периодический научный журнал «SCI-ARTICLE.RU». № 15. 2014. С.95-103. http://sci-article.ru/number/11_2014.pdf
8. Бессонов Е. Многоуровневая система физических величин СИ. Издательство LAP Lambert Academic Publishing. Германия. 2015. С. 15-41.
9. Бессонов Е.А. Классификация физических величин в трехмерной системе СИ. Электронный периодический научный журнал «SCI-ARTICLE.RU». № 81. 2020. С.71-89. https://sci-article.ru/number/05_2020.pdf
10. Бессонов Е.А. Систематизированная классификация физических величин. Авторская интернет-страница: http://system-units-si.ru.gg/
11. Таблица развернутая информационно-аналитической системы единиц СИ / Е.А. Бессонов. URL: https://cloud.mail.ru/public/85mZ/ThF3bn2XX (дата обращения 27.01.2021).
12. Систематизирующая таблица трехмерной системы величин СИ / Е.А. Бессонов. URL: https://cloud.mail.ru/public/4MGG/2rToE1qwi (дата обращения 27.01.2021), (для удобного просмотра таблицы рекомендуется скачать файл, Excel, 718 КБ).
13. Массовый расход / Википедия. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B0%D1%81%D1%81%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B9 _%D1%80%D0%B0%D1%81%D1%85%D0%BE%D0%B4 (дата обращения 18.02.21)
14. Объемный расход / Википедия. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D0%B1%D1%8A%D1%91%D0%BC%D0%BD%D1%8B%D0%B9 _%D1%80%D0%B0%D1%81%D1%85%D0%BE%D0%B4 (дата обращения 18.02.21)
15. Угловая скорость жидкой частицы / Особенности движения идеальной несжимаемой жидкости. URL: https://studizba.com/lectures/5-gidravlika-i-pnevmatika/878-konspekt-po-gidravlike-i-pnevmatike/16378-osobennosti-dvizheniya-idealnoy-neszhimaemoy-zhidkosti.html (дата обращения 18.02.21)
16. Угловое ускорение. URL: https://zaochnik.com/spravochnik/fizika/kinematika/uglovoe-uskorenie/ (дата обращения 18.02.21)
17. Температурный градиент / Википедия. URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Temperature_gradient (дата обращения 18.02.21).
18. Геотермическая ступень / Справочник химика 21. https://chem21.info/page/225166251222120020185104005123211238106080064011/ (дата обращения 18.02.21).
19. Молярность / Концентрация смеси. Википедия URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BD%D1%86%D0%B5%D0%BD%D1%82%D1%80%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F_%D1%81%D0%BC%D0%B5%D1%81%D0%B844. (Дата обращения 18.02.21).
20. Молярный объем / Википедия. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%BE%D0%BB%D1%8F%D1%80%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BE%D0%B1%D1%8A%D1%91%D0%BC (Дата обращения 18.02.21).




Рецензии:

19.03.2021, 14:35 Ашрапов Улугбек Товфикович
Рецензия: Уважаемый Евгений Александрович! Основные единицы Международной системы единиц (СИ) — семь основных единиц измерения основных физических величин СИ. Эти величины — длина, масса, время, сила электрического тока, термодинамическая температура, количество вещества и сила света. Единицы измерения для них — основные единицы СИ — метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, моль и кандела соответственно[1][2]. Основные единицы СИ определяет Международное бюро мер и весов (МБМВ). Полное официальное описание основных единиц СИ, а также СИ в целом вместе с её толкованием, содержится в действующей редакции Брошюры СИ, опубликованной МБМВ и представленной на его сайте[3]. [1]Брошюра СИ, 2019, с. 18, 130. [2]Международный словарь по метрологии: основные и общие понятия и соответствующие термины / Пер. с англ. и фр.. — 2-е изд., испр. — СПб.: НПО «Профессионал», 2010. — С. 20. — 82 с. — ISBN 978-5-91259-057-3. [3]Брошюра СИ, 2019.

19.03.2021 17:17 Ответ на рецензию автора Бессонов Евгений Александрович:
Уважаемый Улугбек Товфикович, благодарю Вас за то, что Вы оказали внимание моей работе! Действительно, в 1995 году XX Генеральная конференция по мерам и весам (Резолюция 8) исключила единицы радиан и стерадиан из класса основных и переместила их в класс безразмерных производных единиц, имеющих специальные наименования и обозначения. Однако, несмотря на это, в ряде российских учебниках и справочниках по метрологии, опубликованных после 1995 года, эти единицы продолжали представлять в качестве основных дополнительных (См., например, источники: 1. Метрология, стандартизация и сертификация: иллюстративно-справочное пособие /Сост. М.В.Воронина. –Ульяновск: УВАУ ГА, 2004. – С.7-8. 2). Метрология, стандартизация, сертификация: учебник для вузов/С.В.Пономарев, Г.В.Шишкина, Г.В.Мозгова. – Тамбов: Изд-во ГОУ ВПО ТГТУ, 2010. - Табл. 1.1). Я тоже отношусь к тем сторонникам, которые считают, что выведение этих единиц из состава основных было ошибочным, поскольку плоский и телесный углы – это единственные в системе СИ величины, характеризующие меру углового пространственного протекания физических процессов и они не должны быть безымянными. Тем более что наш физический мир в по своей природе больше криволинеен, чем прямолинеен, а без этих единиц такой мир не возможно достоверно измерить. Прошу также обратить внимание на ранее представленную мной трехмерную систему СИ [6, 7, 9, 11]. Введение в нее в качестве дополнения к основным единицам производных единиц радиан - радn (Rn) и стерадиан - срn (Sn) было продиктовано необходимостью сделать систему более полноценной, а классификацию физических величин более систематизированной. С уважением, Е.Бессонов.

22.03.2021, 1:36 Мирмович Эдуард Григорьевич
Рецензия: Работа Е.А. Бессонова по сем типовым признакам относится к исследовательской, имеет безусловную новизну. Практическое применение её результатов - дело сложное. Несколько жаль, что о размерностях в рамках теоремы Л.И. Седова ничего не говорится. Трудность с названием новых единиц, условиями их применения и пр. аспекты затронуты мало. Работа имеет право быть опубликованной в данном журнале.
22.03.2021 15:15 Ответ на рецензию автора Бессонов Евгений Александрович:
Теорема Л.И. Седова о размерностях и физическим подобии явлений, которые связаны между собой, не противоречит предложенному методу прогнозирования физических величин, но вполне может его дополнить. Теорема незаменима, например, при изучении переходов физических величин из одной системы единиц измерения к другой при пересчете их значений. С названиями новых физических величин, действительно, возникали определенные трудности. Рассматривал разные их варианты, в результате остановился на тех, которые представлены в статье. Поскольку все полученные мной физические величины пилотные, т.е. пробные, то им уготовано пройти не простой путь обсуждения и апробации. Какие-то из них, возможно, успешно пройдут эту процедуру, какие-то нет – для исследовательской работы это тоже результат. Если метафорически рассматривать предложенную мной трехмерную систему СИ, то она, образно говоря, является своеобразной «шахматной доской», на которую нужно было правильно (в логическом порядке) расставить хаотично разбросанные шахматные фигуры (известные физические величины). Однако после их расстановки по «своим местам» оказалось, что фигур не хватает – слишком много пустых клеток, поэтому необходимо было сделать новые и ими заполнить недостающие ряды. Примерно тоже произошло и с моими исследованиями. После создания трехмерной системы СИ и расстановки по «своим местам» известных физических величин автору этих строк пришлось разработать метод прогнозирования новых физических величин, а затем и их классификацию, которые позволили создать ряд новых пилотных физических величин и частично (на временной основе либо постоянно) заполнить пустующие ячейки таблицы. Благодарю Вас за отзыв. С уважением. Е.А.Бессонов

30.03.2021, 2:43 Голубев Владимир Константинович
Рецензия: Работа капитальная и оригинальная. Уверен, что в своих прикладных исследованиях мне никогда не понадобятся новые единицы и тем более многомерные системы единиц. Но ведь кому-то они в конечном счете могут и понадобиться. И вот они - лежат готовые. А вообще наука - это, прежде всего, игра ума. Не любую игру мы можем понять, но виртуозность игры можем почувствовать и оценить. А здесь, мне кажется, именно тот самый случай. Как рецензент по разделу физики считаю, что работа может быть рекомендована к опубликованию в качестве статьи в журнале sci-article.ru.
30.03.2021 12:12 Ответ на рецензию автора Бессонов Евгений Александрович:
Искренне благодарю Вас за позитивную оценку моей работы!



Комментарии пользователей:

22.03.2021, 23:57 Мирмович Эдуард Григорьевич
Отзыв: Замечу для рецензентов. Надо определить судьбу текста, представленного на рецензию для опубликования. Вступать в дискуссию можно и в этой же рецензии, и в последующих комментариях, и даже в других изданиях. Есть ли у нас второе согласие на публикацию инициативного, безгрантового, "альтруистического" порыва д-ра Бессонова расширить зону "ответственности" системы физических единиц, позволяющих "скомпоновать" сложные конфигурации в формулах, описывающих различные явления и процессы? Рецензент не согласен с доброй половиной утверждений и выводов статьи. Если речь идёт о техническом, метрологическом упрощении ОБОЗНАЧЕНИЙ через усложнения, то рецензент не возражает против таких попыток представить научной общественности материал для обсуждения как дополнение в СПРАВОЧНИКИ. Если же затронуты или смешиваются (вмешиваются) глубинные физические обоснования, модели и концепции, то здесь есть о чём ЯРОСТНО спорить. Да, мир не во многом, а полностью криволинеен. Может идти семинарский диспут - постоянной или не постоянной (переменной) кривизны. Частный случай при сверх малых углах кривизны, или при R>>l, где l - это наша эвклидова длинна, можно говорить о плоских углах, о числе пи, 180 град. и т.д. А в реальности микро- и макро-мир как минимум тетраэдрный (по системе координат), и там ортогональные углы в метрическом исчислении - это 109 град. 28 мин секунд сколько-то, т.е. линейные градусы тут не уместны, надо вводить новое исчисление, где числу пи не будет место, т.к. всё наоборот, константой станет инвертированное пи в квадрате или в кубе), а метрика Эвклида - производная. И т.д. и т.п. Нет сегодня и не предвидится настоящей математики, физической тематики, а не математической физики. Не будите зверя в апреле, я попал на Камчатке на такого медведя, а друга моего спас только рюкзак от скальпования. Однако касательно опубликования рецензент - вольтерянец в этом случае. Поэтому дана рекомендация к публикации. По крайней мере, это не "открытие тайн ЗВТ или БВ со стрингами из тёмной материи с чёрными дырками. Спасибо автору!


Оставить комментарий


 
 

Вверх