Итак, давайте последовательно разбираться с основными процессами МКТ. Не буду рисовать рисунки, ибо плохо владею средствами для рисования теми средствами, что есть на данном сайте. У меня легко все получается в Автокаде, но переводить эти рисунки и куда-то вставлять – очень утомительно. Можете рисовать согласно моему словесному описанию.
Имеем, к примеру, два абсолютно упругих шарика определенного размера (одинакового). Они движутся с определенными скоростями (V1 и V2)так, что налетают друг на друга. В момент соприкасания образуется следующая «мгновенная» картинка. Если соединить их центры линией и провести из этих центров векторы скоростей, то можно отложить на этой «центральной» оси составляющие скоростей на эту ось. Назовем эти составляющие «центральными» (V1τ и V2τ). Можно на любом из этих центров отложить еще две ортогональные оси (между собой и между центральной осью) – «нормальная» и «бинормальная». Конечно, будет некоторая неопределенность в положении этой пары осей (эту пару можно как бы вращать вокруг центральной оси). Но если мы сделаем проекции составляющих скоростей V1 и V2 на эти оси, то при вращении соотношение составляющих на них будет подчиняться вполне понятному правилу. Поэтому, определив эти составляющие для одного из положений мы однозначно можем перевести их для любого другого положения.
Идем дальше. При «отражении» каждая пара составляющих векторов скоростей (для каждой из проекций на соответствующие оси) будет меняться по известному закону для «абсолютно упругого» соударения:
V1* = [(m1-m2)/(m1+m2)]∙V1 + [m2/(m1+m2)]∙ 2V2;
V2* = [(m2-m1)/(m1+m2)]∙V2 + [m1/(m1+m2)]∙ 2V1;
здесь: V1* и V2* - скорости после взаимодействия; m1 и m2 - массы соответствующих "шариков";
Я не буду детально описывать правила составления этих формул, но при желании вы можете их составить, исходя из основных соотношений между законом сохранения энергии и импульса для подобного случая.
Нетрудно видеть, что при одинаковых массах «шариков» результат будет таким. Если шарики летят на встречу друг другу (то есть их скорости имеют разные знаки), то после отражения они поменяют свои направления и обменяются модулями скоростей. Если направление одинаковое – просто поменяются скоростями. Но особо интересным будет такой случай. Если мы рассмотрим условную «стенку» (независимо от того – гладкая она или шероховатая), то в идеальном случае каждый ее «шарик», скрепленный со своими соседями, можно представить как необычайно «тяжелый» шарик. Его скорость обозначим как V2. Если «стенка» неподвижна (то есть V2 = 0) – то после отражения «легкого» и подвижного «шарика» его скорость (V1) просто изменится на обратную. Это относится ко всем трем вышерассмотренным проекциям. А вот если «стенка» наползает на «шарики» и идет им навстречу, то к отразившейся «нормальной» составляющей скорости подвижного «шарика» прибавится удвоенная скорость «стенки». В обратную сторону – наоборот. И этот «импульс прибавленной скорости» пойдет волной вдоль скачущих и бъющихся друг о друга «шариков» в направлении наползания стенки. Если скорость «стенки» достаточно высока, то расстояние между близлежащими «шариками» становится меньше (в среднем). А это – повышение давления. Увеличение средней скорости – повышение температуры. В случае «отползания» все наоборот. Если нет ограничивающих стенок со всех сторон, а есть лишь одна надвигающаяся стенка (ваша дверь), то локальное повышение давления приведет к растеканию потока воздуха вдоль двери при ее ускоренном открытии. А при обратном ее движении – небольшой вакуум заставит воздух всасываться и растекаться вдоль поверхности двери. Но аэродинамика этих воздушных потоков в реальном опыте будет довольно-таки сложна.
Так что как видите – никакого «фундаментального» противоречия с официальной доктриной МКТ не наблюдается.
- Код ссылки на тему, для размещения на персональном сайте | Показать
