Енергия

Поезията на реалността
Наука
Икона наука.svg
Трябва да знаем.
Ще разберем.
  • Биология
  • Химия
  • Физика
Изглед от
рамене на гиганти.

Енергия е физическа величина, която може да бъде присвоена на всяка система и която традиционно се разбира катоспособността да вършите работа.


Запазване на енергията е един от най-фундаменталните емпирични принципи в наука . Доколкото знаем, енергията никога не може да бъде създадена или унищожена, въпреки че масата може да бъде превърната в енергия и обратно (това е, което известният АйнщайнE = mcозначава).

Съдържание

Популярни и икономически употреби на термина

Днес „енергия“ обикновено се отнася до енергия във форми, използвани за подхранване на човешките дейности, напр. електричество, петрол, природен газ, въглища, ядрена енергия, слънчева енергия, вятър.


Във физиката

Историята на нашето разбиране за енергията е един от най-известните примери за обединение в физика . С течение на времето кинетичната енергия, гравитационната потенциална енергия, топлината, електромагнитната енергия, интензивността на звука и химическата енергия са описани с една единствена мярка, която е запазена, дори когато тези видове енергия се променят един в друг.

Може би е най-дълбокото обединение На Айнщайн теория на специална относителност . В специална теория на относителността масата на даден обект допринася за общата му енергия, така че когато обектът е в покой, енергийният принос от тази маса се описва с известното уравнение E = mc. Последвала експериментална работа потвърди, че масата е форма на енергия и че масата може да се преобразува в и от други форми на енергия.

Класическата физика постулира, че законите на физиката не се променят в различни точки от пространството-времето. Теоремата на Noether, която прави това предположение математически точно, предполага, че в резултат на това предположение, енергията трябва да бъде запазена, което означава, че тя не може да бъде създадена или унищожена. Това важи и за квантова механика , където хамилтоновият оператор може да се използва за измерване на очакваната стойност (средна след много измервания) на енергията на дадено състояние.



Енергията може да бъде измерена. Единиците за изразяване на количества енергия са:


Джаулът: количеството енергия, изразходвано за прилагане на сила от един Нютон на разстояние един метър.

Калорията: количеството енергия, необходимо за загряване на един грам вода с един градус по Целзий.


Британската термична единица (BTU): количеството енергия, необходимо за нагряване на един килограм вода Avoirdupois с един градус по Фаренхайт.

Ват-часът: равен на 3600 джаула (ват е един джаул в секунда).

Концепция за работа

Концепцията за работа е това, което свързва сила и енергия. Казва се, че силата работи, ако при въздействие върху тяло има изместване на тялото по посока на силата, изразена чрез формулата

W =  int  vec {F}  cdot d  vec {s}

където домейнът на интеграция е участъкът от пътя, по който се прилага силата. Например, сила, приложена върху тялото, повдигащо го до някаква височина, се казва, че върши работа върху тялото, променяйки общата енергия на тялото. Работата е резултат от точково произведение между два вектора, което означава, че ако посоките на силата и движението са перпендикулярни, силата не извършва никаква работа. Например, гравитацията не работи върху тяло, движещо се по хоризонтална повърхност, тъй като силата е перпендикулярна на движението. Тъй като работата е промяната на енергията на тялото, те имат същите единици. В метричната система енергията се измерва в джаули.


Псевдонаучно използване на термина

Поклонници на Нова епоха вярванията използват термина „енергия“ за почти всичко, за което нямат научно обяснение, включително за емоции („Чувствам лоша енергия“) и за процеси в човешкото тяло („потокът от енергия изглежда да бъде блокиран '). Те вярват в това кристали , звуци, светлина, пирамиди и много други обекти, с които те свързват магически свойства, излъчват или трансформират някакъв вид „енергия“, която пътува по някакъв начин през някакви постулирани универсален етер и засягащи всички с положителен или отрицателен ефект.

Кога наука типовете се оплакват, че не могат да открият тези енергии, привържениците ги наричат „фини енергии“ - по този начин те не трябва да обясняват защо не могат да бъдат открити.

Ци ( чи ) е древната китайска форма на животворна енергия, манипулирана в акупунктура и в рефлексотерапия . Той също не съществува, нищо повече от това оргонова енергия .

Всичко е енергия

Тези, които популяризират някаква форма на пантеизъм или универсално съзнание , както и woomeisters , понякога твърдят, че науката е доказала, че „всичко е направено от енергия“ и че това по някакъв начин обяснява единството на всички неща (или психичните сили, или „ закон на привличането '). Въпреки че със сигурност е вярно, че някой система има свързана с него енергия, казвайки, че „в науката всичко е енергия“ е дори не е погрешно . Във физическите науки енергията е изчислима величина, число, което може да бъде свързано с всяка система. Енергията не е вещество по-голямо от това, че „масата“ или „обемът“ са вещества и следователно нищо не може да бъде „направено от“ енергия, както може да бъде „направено от„ обем “или„ направено от “маса. Този технически смисъл на думата „енергия“ се различава от народния език (който често третира светлината, звука, топлината и електричеството като вещества, които са видове енергия).

За съжаление, различни форми на мема „всичко е енергия“ са разпространени научно-популярна , където понякога се използва като стенография на принципа на еквивалентност на маса-енергия.

Това е различно от ' Теория на струните 'което предполага като aтеория на всичкоче електроните и субатомните частици са едномерни „струни“ на енергия и от някои свързани принципи, които предполагат, че евентуално всички струни са парчета от една и съща струна (така че всички неща са свързани, но изобщо не са по хокейски духовен начин ). Въпреки че няколко теории на струните имат изключителна хитрост и математика зад себе си, практически няма предложения за тестове на фалшифициране .

Енергията като живот / съзнание / коза

В съответствие с Нов Ager 'използване на' енергия 'за описване на всичко и всичко,' духовен 'понятия като Бог , душа , съзнание , или самият живот често се описват като видове енергия. Ако приемем, че те означават нещо подобно на това, което истинските учени имат предвид под този термин, напълно е лесно да наричаме всяко от тези неща „енергия“. От една страна, Бог и душите са физически неоткриваеми, докато енергията е такава. Как бихме могли да знаем, че Бог е форма на енергия? За друга, съзнанието и живот изглеждат много специфични, сложни процеси. Енергията е единично скаларно измерване на система (такава, която между другото може лесно да бъде изчислена, без да се включва какъвто и да е принос от „съзнанието“). Сравняването на енергията с тези процеси изглежда безсмислено, като сравняването на естетическата привлекателност на картина на Пикасо с общото й тегло.

Объркване със сила

Упражняване на a сила върху даден обект не води непременно до разход на енергия. Това е донякъде неинтуитивно за нас, хората, чиито мускули трябва да вибрират (и по този начин да изразходват енергия) всеки път, когато упражняват сила, дори ако нещото, срещу което упражняват сила, не се движи.

Помислете за това по следния начин: имате бръмбар Volkswagen с голяма тежка пружина, привързана към предната броня. Пред вас има сграда с прикачена встрани везна за баня, изравнена с предната ви броня. Бавно забивате Volkswagen в сградата първо, като компресирате пружината по-плътно и по-плътно, докато везната за баня, в която я забивате, отчете 100 паунда. След това натискате ръчната спирачка, изключвате двигателя и си тръгвате. Пролетта все още упражнява сила от 100 паунда срещу тази сграда, както се вижда от везната за баня, новече не харчите никаква енергия. Тази пролет може да продължи да упражнява 100 килограма сила срещу тази сграда, докато тя ръждясва. Само ако освободите ръчната спирачка и оставите пружината да избута Volkswagen назад, енергията, съхранена в тази пружина, ще бъде освободена.

Объркването на силата с енергията е обща нишка за някои геоцентрист аргументи. „Учените казват, че слънцето поддържа Земята в орбита около нея, като упражнява гравитационна силанепрекъснато- но когато запаля пръчка динамит, силата на експлозията се изразходва и след това спира. Слънцето не може да упражнява сила срещу Земята за неопределено време, би изчерпало! Джоузеф Нюман също направи тази грешка на поне едно място в собственото си изданиеЕнергийна машиназамазка.

Псевдонаука - специфични концепции за „енергия“

Вижте основната статия по тази тема: Псевдонаука