Подробности

Автор: Штырев Н.А.

Родительская категория: Categories RU

Категория: Статьи

Опубликовано: 14 Декабрь 2015

Просмотров: 1715

1.Прочность, долговечность.

Прочность, долговечность материала – способность твердой структурированной среды как термодинамической системы передавать через собственный объем и поверхность потоки энергии различной природы, мощности, продолжительности влияния и др., сохраняя при этом в заданных пределах структурно-физические, механические и др. свойства и контролируемые параметры (механические свойства прочности, электропроводность, теплопроводность и др.). В данной работе рассмотрены молярные параметры и зависимости, определяющие механические свойства прочности и долговечности материалов под влиянием напряжений, температуры, времени процессов.

 Универсальной мерой энергии обратимых (упругие деформации) и необратимых процессов (диссипация упругой энергии деформаций) служит физическая величина моль квазичастиц энергии микроскопического тепломеханического кинетического движения (ассоциированный фонон) возникающих при необратимом изменении структурно-энергетического взаимодействия элементарных структурных единиц твердой среды в результате разрушительных флуктуаций, определяемая и контролируемая физическая величина. Используются физические понятия молярная энергия квазичастиц прочности деформированной среды, молярный объем квазичастиц, скорость изменения абсолютных и относительных молярных показателей и др. Конструкционные материалы характеризуются основными начальными значениями молярных кинетических параметров: \(U_{o},\; J/mol\)- энергия активации разрушения, \(Gr_{o},\; J/mol\)- структурно-энергетический параметр материала. Располагая кинетическими молярными параметрами аналитически можно получить механические параметры материала: предел прочности, усталости ползучести и др. показатели для разных температурно-силовых условий. В начальный момент времени, изотропные материалы, имеют одинаковые молярные параметры по трем осям прямоугольного тензора деформаций. Под нагрузкой, текущие значения молярных кинетических параметров определяются соответствующими зависимостями от времени, механических нагрузок, температуры и др. Обычные механические параметры (предел прочности, усталости, ползучести и др.) однозначно связаны соответствующими зависимостями теории с молярными кинетическими параметрами материалов.

Прочность рассматривается в макроскопической термодинамической деформируемой, подверженной воздействию разных факторов системе, которую рассматриваем как физическую среду. В определенных условиях физическая макроскопическая среда, представляющая совокупность микроскопических фрагментов разных состояний твердых материалов, образует макроскопическую конструкцию и рассматривается как многоуровневая мультисреда. В этом случае необходимы дополнительные параметры и зависимости.

Макроскопические физические энергетические процессы (механические, тепловые, химические, радиационные и др.), изменяющие параметры и свойства системы с течением времени, называем нагрузками.

Подробности

Автор: Штырев Н.А.

Родительская категория: Categories RU

Категория: Статьи

Опубликовано: 14 Декабрь 2015

Просмотров: 1874

Реальное твердое тело (РТ) – конгломерат идеальных структурных единиц (далее СЕ) образованный различной природой взаимосвязей, которые объединены между собой множеством прочных объемных ассоциированных энергетических связей атомарного уровня. Конденсированная твердая среда, образующаяся при отвердевании (кристаллизации) элементарными идеализированными структурными единицами (ЭСЕ), линейный размер порядка \(1\times 10^{-10}\; м\), это частицы атомарного размера атомы, ионы и т.п. 

ЭСЕ формируют следующий уровень организации микроскопического элементарного движения конденсированной среды, который обозначим как структурные единицы (СЕ). СЕ - микроскопический анизотропный фрагмент кристаллической решетки, сегмент молекул, кластер, домен линейный размер порядка \(1\times 10^{-9}\div 1\times 10^{-6}\; м\), идеализированная структурная единица конгломерата твердого тела, однофазная гомогенная, в общем случае структурно анизотропная (трехмерная фаза). СЕ это фрагмент идеального твердого тела, который подчиняется зависимостям теории упругости. СЕ образуются из элементарных частиц в результате хаотического процесса кристаллизации или отвердевания расплава (раствора) жидкой среды. СЕ кристаллических тел это пространственные фрагменты решеток. В аморфных телах это фрагменты, сегменты молекул, кластеры. СЕ это анизотропные состояния твердой среды, которые могут характеризоваться трехмерным тензором микроскопических (локальных) физических свойств \(E_{i}\)- модуль упругости, \(\alpha _{i}\)- коэффициент линейного температурного расширения, \(\rho _{i}\)- плотность, \(C_{i}\)- теплоемкость, \(\lambda _{i}\)- теплопроводность и др., где - 1,2,3 оси ортогонального трехмерного тензора СЕ. Конгломерат реального твердого тела представляет объем макроскопического множества СЕ, которые имеет тензор соответствующих собственных среднестатистических макроскопических физических параметров, отличающихся от локальных параметров. 

Область микроскопического контакта условных поверхностей СЕ взаимосвязанных посредством ассоциированных прочных связей атомарного уровня называем граничным объемом и внутренней граничной поверхностью. Граница разделяет различные физические фазы и микроскопические показатели среды, обусловленные анизотропией микроскопических свойств, которые особенно проявляются в кристаллических средах (теплопроводность, линейное тепловое расширение, теплоемкость, модуль упругости и др.). Например, модуль упругости кристаллита чистого железа может отличаться на порядок в различных осях решетки. При кристаллизации, отвердевании посредством объемных коллективных атомных связей различной природы, случайным образом ориентированные анизотропные СЕ образуют прочный конгломерат твердого тела. 

РТ - конденсированная твердая физическая среда, в которой происходит непрерывное пространственно анизотропное микроскопическое движение потоков импульсов энергии возникающих в результате тепловых колебаний элементарных составляющих и периодических флуктуаций разрушения термомеханического равновесного состояния в элементарных объемах. Импульсы микроскопического движения рассматриваются на двух уровнях организации структурных составляющих твердого тела. Первый уровень – микроскопические импульсы колебаний, движения элементарных структурных единиц (ЭСЕ), линейный размер порядка \(1\times 10^{-10}\; м\) (частицы атомарного размера атомы, ионы и т.п.). Движения происходят относительно некоторого условного геометрического расположения центра массы отдельной ЭСЕ (узлы решетки, молекул и др.). 

Второй уровень – совместное скачкообразное, импульсное относительное движение, смещение пространственных (трехмерных) структурных единиц или их сегментов.

 Структурные единицы - (далее СЕ) - фрагменты решетки, молекулы или их сегменты, кластеры, домены и др. пространственные матрицы структурно-энергетических свойств элементарных составляющих твердой среды. СЕ образуются при отвердевании (кристаллизации) из ЭСЕ, формируют следующий уровень организации микроскопического элементарного движения конденсированной среды. СЕ - микроскопический анизотропный фрагмент кристаллической решетки, сегмент молекул, кластер, линейный размер порядка \(1\times 10^{-9}\div 1\times 10^{-6}\; м\). СЕ это идеальное твердое тело, подчиняется зависимостям теории упругости, имеет условную физическую границу поверхности. Поверхность может быть свободной, либо общей границей СЕ. Граница условно разделяет различные физические микроскопические показатели среды, обусловленные анизотропией микроскопических свойств, которые особенно проявляются в кристаллических средах (теплопроводность, линейное тепловое расширение, теплоемкость, модуль упругости и др.). Например, модуль упругости кристаллита чистого железа может отличаться на порядок в различных осях решетки, существенно различаются теплопроводность, температурное расширение и др. При кристаллизации, отвердевании посредством коллективных атомных связей различной природы, случайным образом ориентированные анизотропные СЕ образуют прочный конгломерат твердого тела. 

 Граничный объем. 

Область микроскопического контакта условных поверхностей СЕ взаимосвязанных посредством ассоциированных прочных связей атомарного уровня называем граничным объемом и внутренней граничной поверхностью. Таким образом, можно сказать, реальное деформированное твердое тело представляет физическое пространство (объем) из совокупности микроскопических границ идеальных структурных составляющих. 

РТ - суммарный объем макроскопического количества элементарных молярных объемов структурно-физических состояний среды. Каждый элементарный молярный объем РТ включает микроскопический фрагмент граничной поверхности СЕ. Элементарный молярный объем, как фрагмент состояния такой среды можно сравнить с «атомом» пространства наполненного энергией микроскопического движения. 

Граничные поверхности в совокупности представляют физический объем микроскопических состояний движения или граничный объем (далее ГО) в которых от флуктуаций происходит разрушение и релаксация равновесного термодинамического состояния элементарных молярных объемах среды. 

ГО – микроскопическая термодинамическая система, находящаяся в объеме макроскопической термодинамической системы. ГО составляет часть макроскопического объема системы находящейся в равновесном термодинамическом состоянии \(T= const\). Считаем, что совокупный относительный объем ГО в объеме макросистемы занимает пренебрежимо малую часть, экспериментально установлено эта величина не более 0.01- 0.1%. 

Подробности

Автор: Штырев Н.А.

Родительская категория: Categories RU

Категория: Статьи

Опубликовано: 14 Декабрь 2015

Просмотров: 1915

Структурно- кинетическая модель реального деформированного твердого тела.

Подготовительный этап к переходу от идеального континуума деформированного твердого тела к модели макроскопической статистической физической твердой среды.

Рассмотрим объем РТ, в котором имеют место температурные напряжения  \(\sigma _{\alpha }\) и макроскопические напряжения \(\sigma\) . Каждая СЕ твердого тела обладает упругой энергией как идеально упругое тело. Указанный объем деформированного твердого тела заменим совокупностью объемов микроскопических элементарных идеальных структурных фрагментов (ИСФ) обладающих равной потенциальной энергией упругих деформаций. ИСФ является переходным звеном в формировании пространственных объемных представлений  модели физической статистической среды, образованной квазичастицами энергии разрушительных флуктуаций. В результате совместных, ассоциированных разрушительных температурных флуктуаций кинетической энергии в ИСФ образующих объем твердого тела, за элементарный характерный период времени, происходит необратимое разрушение некоторого количества прочных реальных атомных связей (потоков движения энергии) в элементарном объеме фрагмента. Суммарная величина этой энергии разрушения (освобожденная потенциальная энергия связей) отнесенная к одной степени свободы формоизменения объема равна энергии идеальной элементарной атомной связи в ИСФ. После указанной коллективной разрушительной идеализированной флуктуации остальные ассоциированные прочные связи атомов в элементарном объеме сохраняются, изменяется элементарный молярный потенциал. Необратимое разрушение идеальной  элементарной связи – акт разрушения корневой идеальной атомной связи, сопровождающийся элементарным сдвигом сегментов и элементарным необратимым формоизменением микроскопического объема ИСФ. О физических свойствах корневой связи см. далее. Количество таких актов разрушений в некотором объеме РТ определяем в молях. Совокупность элементарных формоизменений ИСФ образует макроскопическое реологическое формоизменение деформированного твердого тела. Скорость разрушения корневых связей или квазичастиц прочности, формоизменение молярного объема квазичастиц  характеризуется экспериментально подтвержденными аналитическими зависимостями структурно-энергетической кинетической теории.

 Идеальный структурный фрагмент (ИСФ), (fragment ideal structure - FIS) деформированного твердого тела, модель фрагмента рис.1. ИСФ позволяет сохранить преемственность простых образных представлений механики в статистической модели деформированной твердой разрушаемой среды. Теперь имеем новый принцип, вместо классической модели идеального континуума, парных «механических» атомных связей и т.п. Диагональ символизирует октаэдрическую условную поверхность раздела и элементарного сдвига двух сегментов соседних СЕ. ИСФ представляет идеализированную элементарную частицу объема физического пространства деформированного твердого тела («атом» физического объема макроскопической системы), которая наглядно отображает идеализированный элементарный процесс необратимого формоизменения и разрушения (элементарного изменения структуры микроскопического потока кинетической энергии). Работа разрушения элементарной связи равна элементарной молярной энергии квазичастицы прочности. В результате этой идеальной разрушительной флуктуации энергии происходит необратимый элементарный сдвиг и формоизменение данного элементарного объема ИСФ деформированного твердого тела по октаэдрической площадке. Аналогичная роль принадлежит идеальной частице и её элементарному объему в кинетической теории газа, но рассмотрены обратимые процессы. ИСФ аккумулирует элементарную упругую энергию деформаций, характеризует пространственную анизотропию физических свойств, представляет элементарный объем идеального упругопластического тела как реологической среды. ИСФ содержит одну идеальную атомную связь между сегментами соседних структурных единиц, при разрушении которой происходит элементарный сдвиг в октаэдрической плоскости главных эквивалентных напряжений \(\bar{\sigma }\) действующих в элементарном объеме ИСФ твердого деформированного тела. Где, \(\bar{\sigma }= \sigma +\sigma _{\alpha }\). \(\bar{\sigma }\) - эквивалентные напряжения, \(\sigma _{\alpha }\)  - температурные эквивалентные микроскопические напряжения.

 Рис.1

Каждый идеализированный атом ИСФ, расположенный у поверхности сдвига, имеет некоторое количество ассоциированных прочных связей  с атомами соседнего ИСФ. Между сегментами ИСФ проходит  условная октаэдрическая граница разделения пространственно ориентированных анизотропных структурно-физических свойств. Подобным образом в материаловедении различают малоугловые и большеугловые границы кристаллических решеток и т.п. 

Необратимое формоизменение элементарного объема твердого тела, в направлении одной оси (компоненты) тензора главных  макроскопических напряжений, в условиях термомеханического равновесия (\(\sigma = const,\; T= const\)), за элементарный промежуток времени, рассматриваем как результат  разрушения одной идеализированной атомной прочной связи, далее кратко USI (united solid structures ideal) между структурными единицами. Предполагаем, что разрыв идеальной атомной связи USI эквивалентен разрушению некоторого количества реальных ассоциированных атомных связей соединяющих поверхности границ СЕ. Изменение количества «связей» отражается в величине молярного структурно-энергетического потенциала корневых связей поврежденного материала.

Предполагается, что  многокомпонентные материалы можно рассматривать как совокупность ИСФ с разными параметрами.

Физическая структурно-энергетическая модель деформированной твердой среды (подобие модели идеального газа) - объем физического пространства макроскопической системы, в котором присутствуют физические микроскопические состояния, квазичастицы энергии разрушения прочных структурно-энергетических связей. Объем твердого деформированного тела представлен по обобщенному методу Лагранжа. Вместо координат и характерных параметров отдельной материальной частицы среды используем обобщенные физические статистические микроскопические и макроскопического параметры состояния квазичастиц энергии прочности. Рассматривается объем твердой среды, в котором находятся квазичастицы молярной энергии, возникающие от разрушения микроскопического тепломеханического равновесного состояния элементарных молярных объемов деформированного тела. Квазичастицы прочности характеризуют связь упругой энергии деформаций твердого тела с диссипативной энергией необратимых  разрушительных процессов атомарного уровня в твердой среде, происходящих с течением времени. Разрушение квазичастицы прочности эквивалентно разрушению обобщенной идеализированной атомарной связи в классической механике разрушения. Количество квазичастиц прочности измеряется в молях. Рассматривается  макроскопическая термодинамическая система, в которой заданы функции времени следующих параметров: температура, напряжения, плотность упругой энергии, молярный объем квазичастиц, молярная энергия квазичастиц, производные молярных функций. 

Квазичастицы  прочности возникают в результате  разрушительных флуктуаций микроскопической энергии в деформированном объеме идеализированного конгломерата твердого тела. В новой модели твердого тела показана связь молярных обобщенных физических характеристик с геометрическим объемом среды, напряжениями, деформациями, температурой, временем до макроскопического разрушения и др.

Получены уравнения состояния квазичастиц как порций элементарной энергии (подобно элементарным частицам массы в кинетической теории газа) необходимых для разрушения идеальной прочной связи между идеальными структурными единицами  в объеме деформированного конгломерата. Рассматриваем молярный объем энергии квазичастиц, мощность процесса (скорость) разрушения квазичастиц, плотность квазичастиц, относительный молярный объем квазичастиц, скорость изменения относительного объема  и др. Указанная физическая модель позволяет описать необратимые процессы микроскопических (разрушение атомных связей, выделение тепла и др.) и макроскопических изменений (деформации объема, макроскопическое разрушение объема) в деформированном твердом теле. Физические процессы, происходящие в деформированном  твердом теле, на микроскопическом атомарном уровне при его необратимом формоизменении от воздействия механических напряжений любой природы (внешние или внутренние силовые факторы), обусловлены тепловым движением, флуктуациями энергии элементарных составляющих и характеризуются функцией молярной энергии структурно-энергетического состояния.  

Таким образом, деформированное твердое тело рассматривается как макроскопический объем термодинамической системы из физических элементарных микроскопических состояний – квазичастиц энергии возникающих от разрушения флуктуациями идеализированных прочных, правильнее сказать устойчивых, энергетических связей. 

Предполагается, что структурно неустойчивые многокомпонентные материалы образованы идеальными структурными фрагментами с разными молярными структурно-энергетическими параметрами каждой компоненты. Свойства совокупности следует рассматривать через функции связи молярных параметров компонент материала, учитывая неоднородность и нелинейность физических свойств, при разрушении структурных составляющих материала.  Свойства разрушения и формоизменения сложной и нестабильной по структурному составу среды зависят от соотношения объемов, величин структурно-энергетических молярных параметров разных компонент, величин и скорости изменения тепловой, механической нагрузки.

Посредством молярных энергетических кинетических характеристик, функций и параметров материала получаем относительные необратимые деформации и обычные физико-механические параметры материала (предел прочности, текучести, усталости и др.). Аналитически возможно определить механические параметры и критерии разрушения деформированного твердого тела в различных температурно-силовых условиях, для нестационарных и сложнонапряженных нагрузок

Подробности

Автор: Штырев Н.А.

Родительская категория: Categories RU

Категория: Статьи

Опубликовано: 14 Декабрь 2015

Просмотров: 2194

4. Флуктуация разрушения термодинамического равновесия в элементарном микроскопическом объеме макроскопической термодинамической равновесной системы идеального газа. 

Используя понятие периодических флуктуаций энергии микроскопического движения элементарных составляющих конденсированной среды идеального газа, находящегося в термодинамическом равновесии, состояние макроскопической системы можно представить как трехмерную матрицу образованную элементарными молярными объемами в каждом из которых находиться некоторое малое количество энергии теплового кинетического движения. Для этой цели необходимо рассмотреть свойства флуктуаций энергии в микроскопических объемах конденсированной среды, показать связь характерного периода возникновения разрушительной флуктуации с макроскопическими параметрами температура, давление, структурно-энергетическим параметром вещества – молярный объем. Отметим, что молярный объем является индивидуальной физической энергетической характеристикой, которая несет в себе информацию о свойствах структурно-энергетического микроскопического взаимодействия элементарных составляющих в объеме системы. В газообразных и жидких средах эти свойства проявляются в длине свободного пробега частиц, скорости звука, теплопроводности и др. Ранее эти физические кинетические свойства, например, в работах [5], рассматривались методом химической кинетики – учитывается изменение количества единиц вещества (частиц, молекул и др.) в объеме. В настоящей теории мы обратимся к физической кинетике процессов – рассмотрим изменение количества квазичастиц энергии теплового кинетического движения элементарных составляющих. Квазичастица является мерой изменений микроскопической энергии элементарных состояний движения, вызванных разрушением микроскопического тепломеханического равновесия взаимосвязанных движений элементарных состояний атомов, ионов, молекул и др. в структуре твердого деформированного вещества.

Рассмотрим микроскопический объем геометрического пространства \(\bar{v_{\mu }}\), который используя уравнение состояния идеального газа (1), можно формально отнести к одной материальной частице массы данного газа:

\(\begin{equation}\bar{\mathrm{v}}_{\mu }= \frac{V_{\mu }}{N_{A}},\; м^{3}/ед,\; \bar{\mathrm{v}}\approx \mathbf{d}x\mathbf{d}y\mathbf{d}z= \mathbf{d}\mathrm{v}.\; T= const\end{equation}\)

Где, \(V_{\mu }\; m^{3}/mol\)- молярный объем одного моля частиц газа, \(\bar{\mathrm{v}}_{\mu }\)- элементарный молярный объем идеального газа в термодинамическом равновесии, \(N_{A}= 1\cdot 10^{23} un/mol\) - число Авогадро, количество частиц в объеме одного моля. 

Предполагаем элементарный молярный объем «атомом» макроскопической системы \(V_{\mu }\). Элементарность объема \(\bar{\mathrm{v}}_{\mu }\) вытекает из принципа малости относительного размера микросистемы в составе макросистемы, независимо от величины макроскопических параметров \(p, V_{\mu }, T\), если они удовлетворяют уравнению состояния идеального газа: 

\(\begin{equation}pV_{\mu }= RT,\; J/mol,\; T= const \;  K^{\circ},\; R= kN_{A}\; J/mol\cdot K^{\circ}\tag{1} \end{equation}\)

Где, \(p\; N/m^{2}\)- давление, \(R\; J/mol\cdot K^{\circ}\)- газовая постоянная, \(k\)- постоянная Больцмана.

Энергию равновесной макроскопической системы из хаотически движущихся элементарных масс (молекул) идеального газообразного вещества можно представить как совокупность движения элементарных микроскопических порций (волн или квазичастиц) кинетической энергии в элементарных молярных объемах. Эти волны (квазичастицы) образуют макроскопический объем поля потенциальной и кинетической микроскопической энергии, которое можно характеризовать параметрами молярной плотности энергии и потоком молярной энергии, используя волновое уравнение непрерывности энергии и векторную теорию. 

Предположим, что элементарный молярный объем содержит идеализированный элементарный пульсирующий источник и сток (диполь) микроскопической кинетической энергии Рис.1-4,1-5. Таким элементарным физическим точечным периодически пульсирующим источником и стоком энергии служит флуктуация в элементарном молярном объеме термодинамического равновесного состояния газа. Правомерно сказать, что элементарный объем \(\bar{\mathrm{v}}_{\mu }\)газа посредством окружающих частиц получает потенциальную энергию (потенциал) и расходует потенциал посредством кинетической энергии их микроскопического движения. Таким образом, за счет непрерывного микроскопического хаотического движения частиц правомерно предположить, что микроскопическая энергия движения (давление, температура) элементарного объема есть результат множества «связанных» движений в элементарном объеме, погруженном в моль таких объемов. Схематически, методом «механики», можно рассматривать это свойство среды как совокупность связей элемента (атома системы) с макроскопическим количеством соседних элементов в объеме (П.5, Рис.1-1). Элементарный энергетический потенциал \(\bar{\mathbf{w}}_{\mu }\)микрообъема (химический потенциал по Гиббсу), по одной степени свободы движения частиц, равен 

\(\begin{equation}\mathbf{d}\bar{\mathbf{w}}\approx \bar{\mathbf{w}}_{\mu }= \frac{G_{L}}{N_{A}}= \frac{kN_{A}T}{N_{A}}= kT\; Дж/ед\tag{2} \end{equation}\)

\(\begin{equation}\mathbf{d}\bar{\mathbf{w}}\approx \bar{\mathbf{w}}_{\mu }= kT\; Дж/ед\tag{3} \end{equation}\)

\(K, Дж/ед\) - постоянная Больцмана,\(G_{L}\; Дж/моль\) потенциал потока кинетической энергии моля частиц. 

Потенциал поддерживается непрерывным процессом обмена кинетической энергией между частицами среды. В соответствие с моделью идеального газа и векторной теорией поля элементарный объем можно рассматривать как диполь, два равных по производительности, разных по знаку источника энергии (Рис. 1-4,1-5). Используя характерный период появления флуктуации в элементарном объеме газа \(\Delta \tau _{\mu }\), определим скорость наполнения (сток) и потери (источник) энергии элементарным объемом Рис.1-6.

Каждый источник внутри элементарного объема генерирует потенциальную энергию, средняя молярная плотность энергии \(\frac{1}{N_{A}}pV_{\mu }\; J/mol\). На поверхности элементарного молярного объема имеем поток расходимости (дивергенцию) поля кинетической энергии микроскопического движения внутреннего точечного источника (химический потенциал) \(kT,\;  k,\;  Дж/град\)- элементарная идеальная порция микроскопической энергии движения частиц газа, постоянная Больцмана.

Соответственно сток внутри элементарного объема потребляет потенциальную энергию, внутренняя поверхность генерирует поток кинетической энергии, источником которой служит внешняя среда.

Каждый элементарный молярный объем \(\bar{v_{\mu }}\)это микроскопическая термодинамическая система, которая содержит внутри идеализированный точечный источник и сток (диполь), энергии источника. Переменный потенциал энергии диполя \(G(t)\) это результат флуктуации и релаксации равновесного состояния за время \(\Delta \tau _{\mu }\). Далее рассматриваем только источник потока микроскопической энергии, подразумевая, что в объеме одновременно присутствует соответствующий симметричный сток энергии.

  В условиях термодинамического равновесия идеальные источники энергии в элементарных молярных объемах физической макроскопической системы должны пульсировать как флуктуации с ассоциированной характерной частотой \(\nu_{r}= 1/\tau _{ro}\) (период \(\Delta \tau _{\mu }\)). В этом случае выполняется условие равновесия в объеме системы. За период \(\Delta \tau _{\mu }\) в каждом элементарном молярном объеме равновесной макроскопической системы, состоящей из одного моля микроскопических неравновесных систем, происходит флуктуация характерной средней величины энергии теплового движения \(\bar{w_{f}}= 6\bar{w_{\mu }}\) . Флуктуация энергии по одной степени свободы движения энергии частиц \(\bar{w_{f1}}= 2\bar{w_{\mu }}\) .

Рис.1. макроскопический молярный объем газообразной среды, \(\bar{v _{\mu }}\)- условный средний элементарный присоединенный микроскопический молярный объем \(\bar{w_{\mu }}\)- элементарная средняя порция потенциальной энергии микроскопического объема идеализированной частицы газа. 

\(G(t)\) - зависимость мгновенного значения элементарной молярной энергии от средних параметров энергетического состояния газа и периода появления флуктуации среднего уровня энергии \(\Delta \tau _{\mu }\)в элементарном объеме \(\bar{v_{\mu }}\).

Рассматривая в первом линейном приближении макроскопический объем системы как поле совокупности элементарных источников энергии с линейной функцией микроскопического потенциала от времени \(G(t)\)(Рис.1-6), мы получим волновое уравнение равновесия энергии макроскопической системы. Характерный период разрушительной флуктуации \(\Delta \tau _{\mu }\)это время релаксации до уровня средней плотности энергии равновесного состояния в каждом элементарном объеме. Для стационарного равновесного состояния величина \(\Delta \tau _{\mu }\)не влияет на условие равновесия энергии, поэтому из волнового уравнения и векторной теории поля, для данной системы получим обычное уравнение стационарного состояния идеального газа кинетической теории (1).

Таким образом, объем моля идеального газа в условиях термодинамического равновесия, можно представить как моль идеальных пульсирующих (флуктуирующих) источников волновой энергии. Молярные параметры элементарного источника: характеристическая частота \(\nu _{r}\)(период \(\Delta \tau _{\mu }s\)) флуктуаций, энергия разрушительных флуктуаций в элементарных молярных объемах \(2\bar{\mathrm{w}_{\mu }}\; J/mol\) . Эти параметры однозначно определяют потенциальную энергию идеального газа, кинетическую энергию микроскопического движения идеальных частиц массы, среднюю локальную молярную мощность процесса релаксации равновесного состояния. Вместе они представляют объективные индивидуальные физические характеристики структурно-энергетического объемного процесса взаимодействия элементарных составляющих данного вещества, находящегося в газообразном состоянии и отвечающего условию (1). 

 Указанный подход можно применить для описания процесса возникновения квазичастиц энергии (подобных свойствами идеальному газу) от разрушения равновесных микроскопических термомеханических состояний, которые ассоциируем как разрушение прочных «атомных связей», в элементарных объемах деформированной твердой среды. По сути, элементарное разрушение представляет элементарное изменение макроскопического энергетического термодинамического параметра системы. 

--------------------------------