Читать книгу Природа космических тел Солнечной системы - Дмитрий Николаевич Тимофеев - Страница 24

Гипотеза 16

Любое преобразование веществ происходит с изменением его внутренней энергии. Такое изменение может быть, как с выделением энергии – экзотермические процессы, так и с поглощением энергии – эндотермические процессы. Общий закон, определяющий влияние различных факторов на химические процессы, известен под названием «принцип Ле Шателье»: «Если на систему, находящуюся в устойчивом равновесии, воздействовать извне, изменяя какое-нибудь из условий, то равновесие смещается в том направлении, в котором эффект воздействия уменьшается».

При повышении температуры будут идти химические превращения с поглощением тепла. Энергия будет накапливаться в химических соединениях. Этот закон выдвинут для объяснения закономерности химических преобразований. Выдвигается предположение, что такая закономерность справедлива и для веществ при более высоких температурах (например, для процессов ионизации), когда химических преобразований нет.

Из-за ядерных реакций распада урана тория и калия Земля нагревается, что приводит к трансформации веществ. Трансформация вещества имеет три основных ступени. Из твердого состояния через жидкое состояние в атомарное газообразное состояние, затем в ионизированное состояние, далее в нейтронное состояние. При этом свободная энергия и плотность любого элемента в условиях высокого давления будут возрастать по мере атомизации, ионизации и нейтронизации элемента (рис. 20).

Рис. 19. Изменение свободной энергии элементов при нагревании в условиях высокого давления

В соответствии с законами термодинамики при нагревании происходят трансформации веществ в сторону возникновения веществ с большей свободной энергией (изобарным потенциалом) ΔG (таблица 7).

Гипотезу изменения состояния элементов с повышением температуры и давления можно сформулировать следующим образом.

При нагревании и сжатии элементов происходит поэтапная аккумуляция в них энергии за счет перехода сначала в более энергетически насыщенные химические структуры, затем в ионизированные соединения, затем в нейтронное вещество, при этом происходит увеличение их изобарных потенциалов.

В соответствии с этой закономерностью получается, что при очень высоких температурах и давлениях даже ядерные реакции могут протекать в обратном направлении с поглощением энергии, например, осколки деления урана превращаться в ядерное топливо.