熱とは何か 素朴な疑問

これまでに、近接作用はあり得ないとの結論を得ています。自然映像ならば、力が伝わるのは、基軸とM軸との往復によるしかないということです。

その上で、熱とは何か熱が伝わるとはどういうことかという素朴な疑問になります。

 

熱と温度

熱と温度について、ネットを参考にします。熱の基礎知識より。

熱は、電気エネルギーや力学的エネルギー、化学エネルギー、電磁波エネルギーなどとともに挙げられるエネルギーのひとつです。一方温度は、ある物体が持っている熱エネルギーの程度を表す状態量のひとつです。

次もよく知られた説明です。

図1 出展:熱の移動原理

原子分子を質点とみて、そのランダムな運動によるという扱いで、これを統計的に処理することによって、熱と温度を記述できます。その記述と実験から得られた数式が同じになる訳です。だから、熱力学理論は正しいとなります。そうして、熱は高温から低温に移動することが理解できます。ただし、温度は経験から決められたとあります。熱力学というと、カルノーサイクル、熱力学的エントロピーを思い出します。

 

何故、原子や分子は振動運動するの?

では、原子や分子の運動はどのような仕組みで伝わるのでしょうか。例えば、原子番号6の炭素があります。

図2

原子の質量比は、次になります。

  • 陽子  約1840
  • 中性子 約1840
  • 電子      1

それで、炭素原子や分子はどのように運動し、あるいは、運動がどのように伝わるのでしょうか。ここで、量子力学での説明は無用です。自然が映像であるならば、量子力学での説明は、画素未満だからです。映像と画素の間には何の関係もありません

 

白熱電球

例えば、赤外線によって熱は伝わりますが、赤外線は電子の運動の結果です。

gif1 白熱電球のタングステンは熱を持つ

白熱電球は電流を流すと発熱し、赤外線を含む光(電磁波)を出します。手を近づけると手は温かくなります。

 

図2に示したように、炭素の場合を考えます。電子の質量を1とすると、原子の質量は1840×2=3680になります。電子が6で、陽子は1840×6、中性子は1840×6です。

炭素原子間を電流(電子の運動)が流れるに際し、抵抗?があります。その抵抗によって、電子の3680倍もある陽子・中性子で構成される原子が振動するのは、どういった仕組みなのでしょう。

写真1 出展:自動車の吊り上げ

例えば、普通自動車の重量を仮に2000kgとします。3680分の1は、約0.54kgです。

一般男子砲丸投げに使われる砲丸やハンマーは7.26kgと定められています。空中に自動車を吊り下げます。 吊り下げた自動車に砲丸の10分の1に満たない球をぶつけても自動車は、びくともしないでしょう。吊り下げた自動車の固有振動数(の周期)に合わせて、砲丸を投げつけ続けると吊り下げた自動車を揺らせることは可能のようにも思えます。

話を元に戻します。gif1についてです。電流、即ち、炭素原子の間運動する電子は、炭素原子の外殻にある電子と相互作用することはわかりますが、原子を構成する陽子、中性子とどのように作用するのでしょうか。わかりません。これは炭素であっても、タングステンでも同じです。

これが素朴な疑問です。事実として、熱は発生し、白熱電球は光を放ちます。その仕組みがわかりません。電磁気学なのか、熱力学なのか、統計学なのか、原子核物理なのか、何なのでしょう? まさか、確率などではないでしょう。

たとえば地球の科学者は電子が粒子で、波動性の二重性をもつものと定義せざるを得ない状態にある。彼らは電子は確率波をもつ粒子だということによってこれを正当化させようとしている。これは心で描くことのできない状態であって、そのために進歩の唯一の方法として抽象的な数学に頼らねばならなくなる。

統計も確率も結果です。自然が映像であるならば、素朴な疑問には、別の回答があるはずだと感じます。熱と熱が伝わるという現象は、自明では無いはずです。

 

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Φ について

2010年より研究しています。
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