Геннадий Ершов - Как рождается гравитация

где F He – сила притяжения жидкого гелия, F – сила притяжения в кубике при комнатной температуре.

2. Жалко игрушку. Лаборант берет щипцы, вытаскивает кубик из сосуда Дьюара, окруженный морозными парами газа. В это время в лабораторию заходит декан и, видя, чем занимается лаборант, вызывает его в свой кабинет, «на ковер».

Далее над кубиком будем издеваться мы. Видим, что кубик «отдышался», принял прежние размеры.

3. Опустим данный кубик в тигель с расплавленным свинцом (t плавления Pb=327 оС) ( рис. 2.11, с ). Кубик изготовлен из тугоплавкого материала, а на его грани нанесена негорючая краска. Cнова сравним его с эталоном и отметим, что кубик расширился, его линейные размеры по осям увеличились на величину Δl . Данный эксперимент можно описать следующим образом: притяжение граней кубика со стороны расплавленного свинца стало сильнее, чем притяжение при комнатной температуре. Кубик расширился за счет приращения гравитационной силы со стороны свинца на величину ΔF .

F Pb – сила притяжения в расплавленном свинце.

3. Вытащим кубик из расплавленного свинца и дадим ему снова «отдышаться» на лабораторном столе для восстановления первоначальных размеров.

Но на этом мучения кубика не заканчиваются. Проведем еще несколько интересных опытов с данной игрушкой, но для этого нам необходимо абстрагироваться и перейти от реального образа к виртуальному. Мысленно представим стенки сосуда Дьюара и тигля аморфными, через которые будем вставлять наш кубик ( рис. 2.12 ).

Рис. 2. 12. Кубик Рубика находится: a) наполовину в сосуде Дьюара; b) на воздухе; c) наполовину в тигле.

5. Через боковую стенку Дьюара вставим кубик только наполовину ( рис. 2.12, а ) и проследим за изменением его размеров. Из рисунка наглядно видно, что левая часть кубика сжалась, а правая часть не изменилась. Левая половина кубика, за счет уменьшения силы притяжения на величину ΔF со стороны жидкого гелия, получила смещение вправо. Поскольку обе половины – это две части целого, а одна получила смещение по определенному вектору, то суммарный вектор притяжения будет направлен в ту же сторону, в сторону источника теплоты, в данном случае – смещение вправо.

6. Повторим опыт, но теперь вставим половину кубика в тигель с расплавленным свинцом ( рис. 2.12, с ). Левая половина кубика осталась неизменной, а правая половина расширилась. Со стороны расплава свинца приложилась дополнительная сила притяжения ΔF, и половину кубика растянуло. Кубик в целом получил смещение по результирующему вектору в сторону тигля.

7. Для окончательного вывода проделаем еще два опыта, которые проведем на космической станции, с целью исключения земного тяготения. В невесомости и без трения кубик, помещенный наполовину в сосуд Дьюара, под действием импульсов гравитационного смещения покинет данный сосуд. Кубик, помещенный наполовину в тигель, наоборот, полностью переместится в него.

Из вышеприведенных виртуальных опытов можно сделать основополагающий вывод: энергия от внешнего источника увеличивает (уменьшает) энергию опытного тела (вещества). В результате возникает сила гравитационного смещения по вектору, направленному в сторону более энергонасыщенного источника. Данная сила и есть сила притяжения, сила гравитации. На энергетическом уровне Е 1> Е 2(рис. 2.12, с) .

Разница ΔЕ между поступившей энергией и энергией самого тела – это энергия, которая тратится на тяготение данного тела к источнику энергии.

2.9.2. Эффект Пельтье, Томсон и температура

В 1856 г. У. Томсон (лорд Кельвин) выдвинул гипотезу, что теплота, аналогичная теплоте эффекта Пельтье, должна выделяться (поглощаться) при прохождении тока по однородному проводнику, вдоль которого имеется градиент температуры [10, с. 268]. Эффект Пельтье заключается в том, что при протекании электрического тока через разнородные спаи (соединения) двух металлов в одном спае происходит выделение теплоты, а в другом – поглощение. Предсказанный Томсоном эффект впоследствии был подтвержден экспериментально и получил название «явление Томсона», которое записывается следующим выражением:

Q – количество теплоты, выделяющееся в единицу времени в проводнике длиной dl.