Читать книгу Пчёлы выбирают металл - КОНСТАНТИН ДМИТРИЕВИЧ ПАЩЕНКО - Страница 10

Очень часто в специализированной периодической печати для пчеловодов авторы заметок, пытаясь раскрыть физику пчелиного гнезда, ссылаются на действие в улье закона Д. Дальтона. При этом весомое имя и постулат используются для попрания любого иного взгляда и мнения. Прикрываясь авторитетом и общепризнанным действием закона о парциальном давлении газов, писцы, не разобравшись в особенностях процессов протекающих в пчелином гнезде, твердолобо настаивают на действии этого закона внутри объёма пчелиного гнезда.

Немного истории.

Джон Дальтон (1766 – 1844) жил и творил в эпоху первой промышленной революции. За период с конца восемнадцатого века до конца девятнадцатого века, немногим более ста лет, учёными были исследованы и установлены все законы молекулярно-кинетической теории газов. В этот период были сформулированы первое и второе начало термодинамики. На основании вновь открытых физических законов, а порой, предшествующие им, были созданы паровая машина, пароход, автомобиль, двигатель внутреннего сгорания, пневматический перфоратор и прочие механизмы, машины и транспортные средства. В этот период в физике установлена связь между традиционными макропараметрами (давлением, объёмом и температурой) и микропараметрами (массой молекулы (атома), скоростью молекулы (атома) и концентрацией частиц).

Закон Д. Дальтона установлен для закрытого объёма. Только в закрытом объёме суммарное давление газов во всех точках объёма имеет одно, и тоже значение.

Как трактуется закон Джона Дальтона:

Давление смеси химически не взаимодействующих идеальных газов равно сумме их парциальных давлений.

В тексте значение словосочетания “… химически не взаимодействующих…” предполагает отсутствие возможности вступления газов между собой в химическую реакцию и отнюдь никоим образом не утверждает, что молекулы всех газов равномерно распределены по всему объёму. А именно так знатоки закона Д. Дальтона подсовывают идею действия закона о парциальном давлении в пчелиных ульях.

В закрытом объёме, в случае взаимодействия газов, образуется другое количество нового вещества, которое имеет своё значение молярной массы, при этом изменяется давление и температура, но остаются постоянным объём, масса вещества и действие гравитационного поля Земли.

Если исследуемый закрытый объём находится в гравитационном поле Земли, то на молекулы газов, согласно, закона сэра Исаака Ньютона, действует сила тяжести, а, следовательно, никто не отменял действие силы Архимеда. Поэтому в закрытом объёме в гравитационном поле Земли газы располагаются, согласно, их плотностей. Кто будет утверждать, что при заполнении закрытого объёма порциями водорода и углекислого газа внутренний объём станет однородным? Но, газы, имеющие сходный молярный вес, например, азот и кислород, имеют и сходную кинетическую энергию молекул. Разделение по плотностям таких веществ возможно только при специальных условиях, понижение температуры до абсолютного нуля, но это уже область действия законов квантовой механики.

В частности, можно с натяжкой утверждать, что в пустом улье действует закон Д. Дальтона, но вот беда, улей заселили пчёлами. Если соблюдать условия применения закона Д. Дальтона, то, сколько бы мы порций газа не добавляли в объём улья, давление от этого в улье не изменится, меняется только газовый состав воздуха. С появлением в улье пчёл улей превращается в открытую термодинамическую систему, в которой закон о парциальном давлении газов Джона Дальтона не действует. Повторяю, в улье с пчёлами закон о парциальном давлении газов Джона Дальтона не действует!

Если бы в заселённом улье закон Д. Дальтона имел место, то он перечёркивал бы действие сразу трёх законов:

Закон Архимеда, который определяет величину выталкивающей или подъёмной силы, действующей на газы в зависимости от их плотности.

Закон Блеза Паскаля, который определяет величину давления на стенки и потолок улья в зависимости от высоты над поверхностью Земли.

Закон Леонарда Эйлера для статики газов, который определяет величину давления нагретого газа на стенки улья в зависимости от атмосферного и избыточного давления внутри улья.

В крайнем случае, если у кого-то из пчеловодов и возникнут сомнения по этому вопросу, то обратитесь к задачам в статической физике с применением распределения молекул и атомов по скоростям Д. Максквелла и распределения молекул и атомов в пространстве С. Больцмана.

Но это ещё не все законы, силы и давления, которые имеют место в улье, заселённом пчёлами. На основании химического закона М. В. Ломоносова и А. Лавуазье о сохранении массы, в результате химической реакции окисления мёда в организме пчёл продукты жизнедеятельности, метаболическая вода и углекислый газ, имеют больший объём, чем начальные продукты, кислород воздуха и мёд. То есть, в улье имеет место не только избыточное давление от теплового нагрева, но и избыточное давление от продуктов жизнедеятельности пчелиной семьи. Вот почему зимой от действия избыточного давления внутри дупла леток у диких пчёл не замерзает, а меняется только площадь его сечения.

И только теперь, после уяснения роли влияния углекислого газа на пчелу и распределения химических веществ внутри улья можно рассматривать действие закона тепловой ловушки пчелиного роя. Рассмотрим его в следующем разделе.