5. Interakce částice a složeného tělesa z částic

5.1. Prostor je systém hustot a tlaků. Prostor tvoří spojitá jednota částic s charakterem tlakových výší a tlakových níží. Prostot částicemi bezezbytku vyplněn. Částice (jednoduchá tělesa) spolu tvoří složená tělesa. Jednoduchá tělesa i složená tělesa (z částic) se řídí stejnými zákonitostmi, platnými pro fraktální tlakové systémy.

5.2. Každé těleso musí být ohraničené, aby bylo rozeznatelné od prostředí a také od ostatních těles. Musí mít slupku. Slupka neboli povrchová plocha tělesa je tvořena soustavou závitů rotujících spirálních toroidů, ve kterých se postupně vyrovnávají rozdílné tlaky mezi prostředím a tělesem.

5.3. Slupka tělesa tvoří tlakovou bariéru na povrchu tělesa. U tlakových výší je dostředný tlak ze slupky menší, než tlak odstředný. Čím je v částici (tlakové výši) vyšší tlak, tím nižší tlak je v její slupce. U tlakových níží je dostředný tlak ze slupky vyšší, než tlak odstředný. Čím je v částici (tlakové níži) nižší tlak, tím vyšší je tlak v její slupce. (Obr. 3.3.).

5.4. Mezi prostorem (tvořeným částicemi) a složenými tělesy (tvořenými rovněž částicemi) dochází k neustálé výměně tlaku (teploty) opět prostřednictvím částic. Stále se vyrovnává tlak (teplota) mezi prostředím a tělesem. Když je tlak v prostředí vyšší, než vnitřní tlak částice, proudí částice (je tlačena) z prostředí do tělesa „vchody“ ve spirálním toroidu slupky. Obráceně, když je vnitřní tlak v tělese vyšší, než v prostředí, proudí částice z tělesa do prostředí (Obr. 4.1. b).

5.5. Tlak na povrch částice se může projevit pohybem. Obráceně, pohyb zvyšuje tlakový impulz, kterým částice může působit svoji plochou na plochu jiného tělesa. Částice, která disponuje dostatečným tlakovým impulzem může „prorazit“ slupku složeného tělesa i mimo „vchod“. Přitom musí překonat povrchový tlak tělesa. To znamená odstředný tlak, kterým působí slupka tělesa směrem do prostředí.

5.6. Povrchový tlak je tlak, který je nutno vyvinout na jednotkovou plochu tělesa, abychom pronikli dovnitř tělesa. Je to tlak, který je nutno vyvinout na jednotkovou plochu mezifází mezi dvěma prostředími, abychom se dostali z jednoho prostředí (s určitým tlakem) do jiného prostředí (s jiným tlakem).[1]

5.7. Překoná-li částice (povrchový) tlak na odstředné straně slupky složeného tělesa, dostane se dovnitř slupky, kde zvýší, nebo sníží tlak. Aby se částice dostala dovnitř tělesa, musí překonat také tlak na dostředné straně slupky tělesa. Tento princip vysvětluje, proč některé procesy (např. změna skupenství) neprobíhají plynule, ale v jakýchsi skocích. Každá částice, která pronikne slupkou z prostředí do složeného tělesa, změní hustotu tělesa. To znamená, že se změní hloubka tlakové níže, nebo výše tělesa (vždy relativně vůči prostředí, které ji obklopuje).

5.8. Interakce částice a složeného tělesa s charakterem tlakové výše

5.8. Tlaková výše (bublina) má na svém povrchu (ve slupce) nízký tlak. Součástí slupky je také středový kanál. U tlakových výší je dostředný tlak ze slupky menší, než tlak odstředný. Rozsah velikostí a hustot částic je obrovský. Částice působí (povrchovým) tlakem své plochy na (povrchový) tlak plochy složeného tělesa z částic. Při vzájemných interakcích vždy záleží, co se s čím „sráží“ a jakým tlakovým impulzem daná částice disponuje. Možné scénáře interakce tlakové výše s několika základními typy částic jsou na (Obr. 5.1.).

5.9. a) Bublina (TV2) s relativně velkou plochou nevyvine dostatečný tlakový impulz, aby pronikla slupkou tlakové výše (TV1). Propojí se svým mezifázím s mezifázím (TV1). Ve slupkách obou bublin je nízký tlak. To znamená, že pokud se dvě bubliny k sobě přiblíží, mohou se propojit svými slupkami (Obr. 4.5. a). Protože je v obou slupkách nízký tlak, vzniká mezi nimi zákonitě úzká vrstva vysokého tlaku, která znemožňuje splynutí slupek. Obě bubliny si stále zachovávají svoji „individualitu“. Lze je opět od sebe oddělit.

b) Částice (H1) proniká do mezifází. Odpovídá-li hustota částice hustotě slupky, skončí částice ve slupce, kde změní tlak. 

c) Částice (H2) disponuje větším tlakovým impulzem, proniká přes dostředný tlak slupky dovnitř složeného tělesa a je vnitřním tlakovým polem zatlačena do hustotní sféry, do které patří.

d) Když na mezifází takové výše působí (super)hustá částice s malou plochou a velkým tlakovým impulzem (G) proniká slupkou do jejího vnitřního tlakového pole. Vyvine na obě mezifází bubliny dostatečný tlak a „proletí“ tlakovou výší.

Obr. 5.1. - interakce částic s mezifázím tlakové výše - pohled od pólu
(1) vnější strana slupky, (2) vnitřní strana slupky, (3) slupka kanálu

 

5.10. Interakce částice a složeného tělesa s charakterem tlakové níže

5.10. V mezifází (slupce) tlakové níže je vysoký tlak. Součástí slupky je také středový kanál. Slupka vytlačuje vše husté směrem ke středovému kanálu a zároveň působí vysokým tlakem směrem do prostředí. Vnější sféra slupky je součástí prostředí (T1), ale přiřazujeme ji k tělesu tlakové níže.

Obr. 5.2.

5.11. U tlakových níží je dostředný tlak ze slupky vyšší, než tlak odstředný. U slupky musíme rozlišovat dostřednou a odstřednou stranu. Odstředná strana slupky rotuje shodně s prostředím. Dostředná strana slupky rotuje rovněž shodně s prostředím, ale s menší rychlostí. Ve směru rovnoběžek rotují obě části shodným směrem. Ve směru poledníků rotují obě poloviny slupky s opačnou rotací. Proto je mezi nimi sféra s nižší hustotou (naznačeno tmavší barvou). Tmavší oblast je jakýsi sférický rovníkový protiproud (Obr. 5.2.). Vnitřek složeného tělesa rotuje u slupky pomaleji, než vnější tlakové pole a jeho rotace se směrem ke středu zrychluje. Střed rotuje rychleji, než vnější tlakové pole.

5.12. V obou částech slupky jsou rozdílné rychlosti rotace.[2] Na (Obr. 5.2.) jsou v dostředné a odstředné části slupky protiběžné šipky. To pouze naznačuje, že obě poloviny slupky rotují (ve směru rovnoběžek) shodně, ale s jinou rychlostí. „Protiběžnost“ je relativní (pouze ve vztažné soustavě částice). To má za následek, že částice při „průletu“ slupkou je odkloněna tlakovým polem od své dráhy.

5.13. Částice putují přes (sférické) prostředí obklopující tlakovou níži. To je tvořeno rotujícím spirálním toroidem (T1), v jehož závitech se střídají oblasti vyššího a nižšího tlaku. Proto je u částic naznačena zvlněná (rotující) trajektorie.[3] Částice jsou nesymetrické a rotují. Jejich trajektorie v prostoru se dají popsat jako nepravidelné, (fraktální) spirály. Možné scénáře interakcí částice a mezifází tlakové níže jsou na (Obr. 5.2.):

5.14. a) Částice, které nejsou na kolizní dráze s tělesem, jsou na jedné straně vysokým tlakem ze slupky odkloněny od tělesa a na druhé straně zase „přikloněny“. V tom případě můžeme někdy „vidět za těleso“.[4] Nejedná se o žádný „zakřivený prostor“,[5] ani „gravitační čočku“. Jedná se pouze o působení sférického pole tlakové níže na bubliny světla. Protože jsme v nesymetrickém prostoru, působí na částice na každé straně tělesa rozdílné tlakové pole. Částice se také může dostat do středového kanálu a být „vypuzena“ v oblasti druhého pólu.

b) Částice není schopna vyvinout na mezifází dostatečný tlak, aby pronikla přes povrchový tlak tělesa. Čím blíže je částice k mezifází tělesa, tím více na ni působí vysoký (povrchový) tlak ze slupky. Tento tlak posléze způsobí, že částice (S) je odkloněna od své dráhy a „odražena“ zpátky do prostoru. Slupka přitom částečně ovlivňuje nejen dráhu částic, ale také jejich doposud chaotické rotace.[6]

c) Částice vyvine na mezifází dostatečný tlak, překoná bariéru povrchového tlaku a vnikne do mezifází. Nemá-li částice velký tlakový impulz, zůstává v mezifází. V mezifází se změní tlak (teplota).

d, e) Vyvine-li (hustá) částice dostatečný tlakový impulz, aby pronikla vnější sféru slupky tělesa, musí ještě překonat vnitřní sféru slupky. Potom se dostává do vnitřního tlakového pole a usadí se v hustotní sféře, která odpovídá její hustotě. Částice (G) s vysokou hustotou a malou plochou může také složeným tělesem "proletět".

 

5.15. Interakce částice a složeného tělesa z atomů

5.15. Atomy jsou tlakové níže. Hustota prostoru atomu (hloubka jeho tlakové níže) se v jistém rozsahu vnějších teplot nemění.[7] Atomy i složená tělesa z atomů (hmota) se vždy vyskytují ve směsi s plazmou.

5.16. Jako každá tlaková níže má atom na svém povrchu vysoký (povrchový) tlak. Povrchový tlak jednotlivého atomu je vždy vyšší, než povrchový tlak tělesa, složeného z těchto atomů. Povrchový (odstředný) tlak atomu je vždy nižší než (dostředný) tlak, kterým slupka (obal) atomu působí do středu atomu (směrem k jádru). Když je tlak (teplota) v prostředí vyšší, než povrchový tlak (jednotlivého) atomu, dochází k destrukci atomu. Atom se transformuje do prostředí (plazmy), ze kterého kdysi vzešel.

5.17. Atomy ovlivňují svojí přítomností hustotu prostoru v dané sféře. Ve složených tělesech z atomů (a plazmy) rozlišujeme dva tlaky. Tlak v základním prostředí plazmy (H1) a tlak v sekundárním prostředí (atomy). Když zahříváme složené těleso z atomů, (působíme tlakovými impulzy na těleso) nepronikají částice tepla (tlaku) do atomů, ale do prostoru „mezi atomy“ (Obr. 5.3. vlevo částice „T“).[8] To ovlivňuje postupně volnost (skupenství) atomů.

5.18. Obráceně, když je v prostředí nižší tlak (teplota), než ve složeném tělese z atomů, proudí teplo (tlak) z tělesa do prostředí. Těleso se ochlazuje (T1 se snižuje), vzdálenost mezi atomy se zmenšuje. Hustota prostoru atomů (HA) se nemění.

Obr. 5.3.

5.19. Složené těleso z atomů (Obr. 5.3.) je ohraničeno slupkou (mezifázím MF). Také každý atom, tvořící složené těleso má svoji slupku. Rovněž každá částice vnitřního tlakového pole tělesa (mezi atomy) má svoji slupku. Pod slupkou složeného tělesa je vnitřní tlak (T1). Složené těleso se nachází ve vnějším prostředí, kde je tlak (TV).

5.20. Uvnitř složených těles z atomů rozlišujeme několik hustot (tlaků). Hustotu prostoru základního prostředí složeného tělesa (H1) a jí odpovídající vnitřní tlak v tělese (T1). Hustotu prostoru samotných atomů, tvořících těleso (HA, TA). Vůči vnějšímu prostředí (TV) rozlišujeme hustotu prostoru celého složeného tělesa z atomů (H1 + suma HA). Podle objemu plazmy (mezi atomy) rozlišujeme 3 skupenství:

5.21. Skupenství pevné. Složené těleso z atomů je v pevném (zmrzlém) stavu. Plazma mezi atomy (H1) má malý objem (je hustá), vnitřní tlak (H1) je velmi nízký. Atomy jsou těsně u sebe, jejich bublinové obaly jsou do sebe „zaklesnuty“. Atomy se nemohou volně pohybovat. Skupenství pevné vyžaduje „horké“ atomy (TA) a (pro ně) „studené“ prostředí (T1).[9] Plazma mezi atomy je spojitě propojená s prostředím, ale v tělese má jinou hustotu.

5.22. Tlak v primárním prostředí (TV) a sekundárním (vnitřním) prostředí (T1) je u těles v pevném skupenství v přímé úměrnosti. „Zmrzlé“ těleso z atomů vykazuje značně vysoký povrchový tlak (tvrdost). Tvrdost je dána sumou vysokého povrchového tlaku jednotlivých atomů na povrchu tělesa.

5.23. (Obr. 5.3. vlevo dole) naznačuje tři základní možnosti interakce jednoduchých částic se složeným tělesem z atomů v pevném skupenství. Je třeba mít na paměti, že částice se mohou vyskytovat v nepřeberném množství hustot. Každá částice je jiná.

a) „Žhavá“ částice (S = světlo) je příliš řídká (má velký objem) aby pronikla přes mezifází (MF) do tělesa. Atomy jsou příliš blízko u sebe, povrchový tlak je vysoký. Částice (S) se odráží od povrchového tlaku zpět do prostředí.

b) Menší částice (T = teplo) prochází mezifázím (MF) do vnitřního tlakového pole tělesa (mezi atomy), kde zvyšuje tlak (T1). Zvyšující se tlak (T1) v tělese postupně atomy od sebe odtlačuje a zvětšuje rozestupy mezi nimi. Atomy si svoji hustotu prostoru drží. Snižuje se hustota částic mezi nimi, roste jejich objem. Objem složeného tělesa z atomů se zvětšuje. Hustota složeného tělesa se snižuje.

c) Superhustá částice (G = gama) proniká mezifázím (MF) i vnitřním tlakovým polem složeného tělesa. Protože má vysokou hustotu (malý objem) působí velkým tlakovým impulzem na malé ploše. Částice (G) prochází také vysokým povrchovým tlakem dovnitř atomu. Protože má podobnou hustotu, jako superhusté částice tvořící jádro, může proniknout do jádra, způsobit tam změny, nebo jádro „rozbít“. Superhustá částice také může proletět atomem a nekolidovat s jádrem, které má velmi malý objem.

 

5.24. Skupenství kapalné. Neustálý přísun částic (T) do vnitřního prostředí tělesa postupně v tělese zvyšuje tlak (T1) a oddaluje atomy od sebe natolik, že se rozvolní „zaklesnutí“ atomů (teplota tání). Důsledkem je, že se atomy mohou volně pohybovat. Hustota plazmy (H1) a hustota prostoru atomů (HA) se (přibližně) vyrovná (Obr. 5.3. vlevo dole). V kapalině, která je tvořena atomy s rozdílnou hustotou prostoru probíhá sedimentace. Jsme v tlakové níži. Husté atomy jsou tlačeny směrem do středu a řídké atomy směrem od středu. Vznikají hustotní sféry, oddělené od sebe mezifázím.

5.25. Povrchový tlak kapaliny se řádově sníží oproti „zmrzlému“ tělesu. Skupenství pevné a kapané od sebe odděluje mezifází (MF) kde se vyrovnávají rozdílné tlakyv obou prostředích. Tlak v primárním prostředí (plazmy) a sekundárním prostředí (atomy) je u kapalin v přímé úměrnosti.

5.26. (Obr. 5.3. vlevo nahoře) naznačuje interakce mezi částicemi a kapalinou:

a) Vzdálenost mezi atomy je větší, což umožňuje „žhavé“ částici (S) proniknout do vnitřního prostředí kapaliny. To znamená mezi atomy, nikoliv dovnitř atomů. Část částic (S) se odráží od mezifází kapaliny (její hladiny) zpět do vnějšího prostředí.

b) Abychom uvedli složená tělesa z „horkých“ atomů do kapalného stavu, musíme použít částice (T) o velmi vysoké teplotě. V tom případě je plazma uvnitř tělesa natolik „žhavá“, že částice (S) vystupují z tělesa do „studenějšího“ okolního prostoru. Těleso září (např. žhavé železo).

c) Pro částice (G) se prakticky nic nemění. Pouze nižší povrchový tlak kapaliny usnadňuje jejich pronikání.

5.27. Skupenství plynné. Plyn je ve skutečnosti plazma, „znečištěná“ trochou atomů.[10] Plyn vyžaduje „studený atom“ a „horkou plazmu“.[11] „Studené“ atomy plynů tvoří pro plazmu kondenzační jádra, na kterých „namrzá“ různě mohutná vrstva plazmy z prostředí (Obr. 5.3. vpravo nahoře).[12] „Namrzlá“ plazma zvětšuje efektivní plochu, na kterou může tlak z prostředí působit na atom (vítr). „Namrzlá“ plazma zkresluje měření.[13]

5.28. V plynech rozlišujeme několik hustot prostoru (Obr. 5.3. vpravo nahoře). Hustota prostoru primárního prostředí (H1, T1). Hustota prostoru v sekundárním prostředí atomů (např. atmosférický tlak). Hustota prostoru jednotlivých atomů (HA, TA).

5.29. Povrchový tlak u plynů je obtížně měřitelný. Mezi tlakem v primárním prostředí (plazmy) a tlakem v sekundárním prostředí (atomy) je nepřímá úměrnost. V plynech probíhá sedimentace. Interakce částic s plynem se podle hustoty prostředí blíží interakci částice se složeným tělesem z plazmy, nebo s kapalinou.

a) Částice (S) pronikají plynem obdobně, jako kapalinou.

b) Částice (T) zvětšují objem „namrzlé“ plazmy na „studených atomových kroupách“.[14]

c) Částice (G) prostupují plyny snadno. V některých atomech nebo molekulách mohou způsobit změny při srážce.

5.30. Když tlak v základním prostředí plazmy (TV) stoupá, tlak (T1) v tělese ve skupenství pevném a kapalném také stoupá (přímá úměrnost). Když tlak v základním prostředí (TV) plazmy stoupá, tlak (T1) v tělese ve skupenství plynném klesá (nepřímá úměrnost). Tento fakt je příčinou vzniku dob ledových a tzv. oteplování na planetě Zemi.



[1] Nezaměňovat povrchový tlak s tzv. „povrchovým napětím“. Tento text se nezabývá současnými definicemi ani jednotkami povrchového napětí. Teoretické předpoklady pro „povrchové napětí“ jsou špatné, měřící metody bizarní. Nezaměňovat odstředný tlak s odstředivou (mechanickou) silou! Nezaměňovat přirozený tlakový systém s (mechanickou) tlakovou nádobou.

[2] Toto je velmi jednoduché schéma s dvěma závity spirálního toroidu. Je jich tam ale více. 

[3] Můžeme si to představit, jako mihotání světla např. na poušti. Dráha bubliny světla (S) je zde ohýbána na rozhraních (v mezifázích) mezi hustšími a řidšími (studenějšími a teplejšími) vrstvami vzduchu. Tedy oblastmi, kde lokálně je nižší, nebo vyšší tlak (základního prostředí), který působí na plochu bubliny světla v různých směrech a mění její dráhu.

[4] Uvedený jev se týká všech částic, ne pouze bublin světla.

[5] Prostor je sférický. To znamená, že je „zakřivený“ z principu. Tvrzení, že „hmotná“ tělesa „zakřivují“ v podstatě „rovný prostor“ (inerciální soustava) je absurdní a pouze ukazuje míru nepochopení toho co to prostor je a jaká je jeho geometrie. V univerzální vztažné soustavě Vesmíru (Univerza) žádná hmotnost neexistuje. Hmotná tělesa prostor „nezakřivují“. Je to „křivý“ (sférický) prostor, který vytváří „křivá“ (sférická) tělesa.

[6] Úhel, pod kterým částice narazí na mezifází, ovlivňuje výsledný efekt. Pokud budeme považovat dopadající částici na mezifází za bublinu světla, vidíme zde příčinu některých fyzikálních, či optických jevů, jako ohyb, lom, polarizace světla, odraz, dvojlom světla atd. Lom je vlastně ohyb v extrémně úzkém mezifází. Záměrně zde nepoužívám zavedené pojmy tzv. „elektromagnetického spektra“. Částice jsou tlakové útvary, nelze je považovat za „vlny“.

Platí také pro tělesa z atomů. Vysoký tlak na povrchu tělesa (jeho rotační složka) ovlivňuje rotaci dopadajících částic. Tlakové pole na ploše („pevného“) tělesa „vnutí“ svoji rotaci dopadajícím („pohyblivým“) částicím. Rotace částic se po odrazu na nějakou dobu synchronizují s rotacemi na povrchu tělesa (např. polarizace světla). Po uběhnutí určité dráhy začne vnější tlakové pole s každou částicí rotovat opět individuálně. U některých (průsvitných) těles se může část dopadajících částic odrazit i na druhé straně tělesa od vnitřní vrstvy mezifází (dvojlom).

[7] Atom je uzavřené těleso, které se skládá z neuzavřených částic. Hloubka tlakové níže atomu je dána prostředím, ve kterém atom „vzniká“ (transformuje se z plazmy). Hustota prostoru v atomu klesá nelineárně směrem od slupky do jeho středu (jádra). Jádro atomu tvoří hustotní (teplotní) dno prostoru.

[8] Atomy v látce v pevném stavu („studené“ atomy) a atomy v plynném stavu („horké“ atomy) se neliší. Jejich hustota prostoru je stále stejná. Veškeré teplo (tlak) je „mezi“ atomy. Více viz kapitola o atomech.

[9] To je relativní. Atom kyslíku, (teplota tání 50 stupňů K) je „horký“ vzhledem k („studené“) plazmě, která má teplotu v okolí teplotního dna.

[10] Např. atmosféru při povrchu Země tvoří 998 objemových dílů plazmy a dva objemové díly atomů a molekul. Atom bez „namrzlé“ plazmy si můžeme představit jako loďku. S namrzlou plazmou jako loď s roztaženými plachtami, kterou pohybuje vítr (vnější tlakové pole).

[11] Je to relativní. Aby byl „studený“ kyslík plyn musí mít plazma (prostředí) teplotu aspoň 90 stupňů K. Aby bylo „horké“ železo plyn, musí mít plazma teplotu 3  200 stupňů K. Když navážeme na „studený“ kyslík „horké“ železo, zbavíme kyslík jeho „namrzlé“ plazmy. „Namrzlá“ plazma na kyslíku je to teplo, které se při takové reakci uvolňuje do prostoru.

[12] Na (Obr. 5.3. vpravo nahoře) jsou naznačeny atomy s různou hustotou prostoru. Každý z nich je obalený rozdílným objemem „namrzlé“ plazmy.

Pro představu pomůže příměr k ledovým kroupám. Atmosféra je tvořena „kroupami“, u kterých tvoří kondenzační jádro „studený“ atom (HA, TA) a na něm je „namrzlá“ vrstva plazmy (HK, T2). Tyto „kroupy“ ještě plavou v základním prostředí, které tvoří rovněž plazma (H1, T1).

[13] Přestože mají atomy v kapalném stavu různou hmotnost, v plynném stavu jsou „promíchány“ a jeví se jako téměř shodně husté. To je dáno různě objemnými obaly „namrzlé“ plazmy na různě „studené“ atomy. Např. 1 litr kapalného kyslíku váží 1,14 Kg, litr kapalného dusíku 0,8 kg (1,14/0,8 = 1,425). V plynném stavu 1 litr kyslíku váží 1,43 g a litr dusíku 1,25 g (1,43/1,25 = 1,144).

Hmotnost je mechanický parametr. Hmotnost není fyzikální parametr! Přesto nám tyto (mechanické) údaje mohou něco napovědět o hustotě prostoru obou těles. Nezaměňovat hustotu prostoru těles s hustotou odvozenou od hmotnosti!

[14] Např. přímé zvyšování tlaku v základním prostředí (T1) atmosféry slunečními bublinami (T) je malé. Bubliny (T) pronikají „přes“ základní prostředí, ale ne „do“ základního prostředí atmosféry. Atmosféra se ohřívá od Zemského povrchu, který je v pevném (kapalném) stavu. Čím výše jsme nad Zemským povrchem, tím je atmosféra chladnější.