Энергия – Википедия

Оглавление1 Энергия1.1 Определение энергии1.2 Формы энергии1.3 История энергии1.4 Единицы измерения энергии1.5 Научное использование энергии1.6 Полная энергия системы и гамильтониан1.7 Лагранжиан […]

Оглавление

Энергия

  • Определение энергии

    • Энергия — это количественное свойство, передаваемое телу или системе.  
    • Энергия сохраняется, не создается и не уничтожается.  
    • Единица измерения энергии в СИ — джоуль.  
  • Формы энергии

    • Кинетическая энергия связана с движением объекта.  
    • Потенциальная энергия связана с положением объекта в поле.  
    • Химическая энергия связана с химическими реакциями.  
    • Лучистая энергия переносится электромагнитным излучением.  
    • Внутренняя энергия содержится внутри термодинамической системы.  
    • Энергия покоя связана с массой покоя объекта.  
  • История энергии

    • Слово “энергия” происходит от древнегреческого “ἐνέργεια”.  
    • Лейбниц предложил идею “vis viva” в конце 17 века.  
    • Эмили дю Шатле предложила концепцию сохранения энергии в начале 18 века.  
    • Томас Янг использовал термин “энергия” в 1807 году.  
    • Закон сохранения энергии был постулирован в начале 19 века.  
  • Единицы измерения энергии

    • В СИ единицей измерения энергии является джоуль.  
    • Другие единицы измерения включают эрги, калории, киловатт-часы и килокалории.  
    • Единица мощности в СИ — ватт.  
  • Научное использование энергии

    • Энергия используется в классической механике для описания движения.  
    • Работа равна силе, умноженной на расстояние.  
    • Энергия зависит от системы отсчета.  
  • Полная энергия системы и гамильтониан

    • Полная энергия системы называется гамильтонианом в честь Уильяма Роуэна Гамильтона.  
    • Классические уравнения движения могут быть записаны в терминах гамильтониана.  
    • Гамильтониан имеет аналоги в нерелятивистской квантовой механике.  
  • Лагранжиан и его формализм

    • Лагранжиан определяется как кинетическая энергия за вычетом потенциальной энергии.  
    • Лагранжиан удобен для неконсервативных систем.  
    • Теорема Нетер утверждает, что любая дифференцируемая симметрия действия имеет соответствующий закон сохранения.  
  • Энергия в химии

    • Энергия в химии обусловлена атомной, молекулярной или агрегатной структурой вещества.  
    • Химические реакции могут быть экзотермическими или эндотермическими.  
    • Энергия активации необходима для химических реакций.  
  • Энергия в биологии

    • Энергия является атрибутом всех биологических систем.  
    • Энергия используется для роста и развития клеток и организмов.  
    • Человеческий эквивалент помогает понять энергетические потоки.  
  • Фотосинтез и его роль

    • Растения улавливают энергию солнечного света для фотосинтеза.  
    • Энергия фотосинтеза может быть высвобождена в виде тепла или света.  
    • Все живые существа зависят от внешнего источника энергии.  
  • Метаболизм и его эффективность

    • Живые организмы преобразуют пищу в АТФ и тепло.  
    • АТФ используется для других метаболических процессов.  
    • Живые организмы могут быть неэффективны в использовании энергии.  
  • Энергетические преобразования в геологии и метеорологии

    • Дрейф континентов, извержения вулканов и землетрясения объясняются энергетическими преобразованиями.  
    • Солнечный свет является основным источником энергии на Земле.  
    • Ураганы возникают из-за внезапного высвобождения тепловой энергии.  
  • Энергетические преобразования в космологии

    • Звездные явления обусловлены различными видами энергетических преобразований.  
    • Энергия образуется в результате гравитационного коллапса или ядерного синтеза.  
    • Ядерный синтез водорода на Солнце высвобождает потенциальную энергию.  
  • Теория расширения Вселенной

    • Вселенная расширялась слишком быстро для полного превращения водорода в более тяжелые элементы.  
    • Водород представляет собой запас потенциальной энергии, высвобождаемой в результате термоядерного синтеза.  
  • Квантовая механика

    • Энергия определяется через энергетический оператор (Гамильтониан).  
    • Уравнение Шредингера связывает энергетический оператор с полной энергией частицы.  
    • Решение уравнения Шредингера для связанных систем дискретно, что приводит к понятию квантов.  
  • Относительность

    • Эйнштейн обнаружил энергию покоя, пропорциональную массе тела.  
    • Энергия покоя преобразуется в энергию излучения при аннигиляции частиц.  
    • Энергия и масса — проявления одного и того же физического свойства системы.  
  • Преобразование энергии

    • Энергия может быть преобразована из одной формы в другую.  
    • Примеры преобразователей: аккумулятор, плотина, тепловой двигатель.  
    • Солнце преобразует ядерную энергию в другие формы, уменьшая свою массу.  
  • Сохранение энергии и массы

    • Энергия и масса не могут быть созданы или уничтожены.  
    • Энергия создает вес и эквивалентна массе.  
    • Формула E = mc2 определяет соотношение между массой и энергией.  
  • Примеры преобразований

    • Нуклеосинтез и ядерный распад высвобождают энергию.  
    • Химический взрыв преобразует химическую энергию в кинетическую и тепловую.  
    • Маятник демонстрирует сохранение энергии.  
  • Преобразование энергии

    • Термодинамика делит процессы на обратимые и необратимые.  
    • Необратимые процессы рассеивают энергию в пустые состояния, из которых она не может быть восстановлена.  
    • Обратимые процессы не приводят к рассеиванию энергии.  
  • Сохранение энергии

    • Энергия не может быть создана или уничтожена.  
    • Первый закон термодинамики утверждает, что энергия замкнутой системы постоянна.  
    • Второй закон термодинамики ограничивает доступную энергию в циклических процессах.  
  • Принцип неопределенности

    • Энергия канонически сопряжена со временем.  
    • Невозможно определить точное количество энергии в течение определенного интервала времени.  
  • Передача энергии

    • Энергия передается между системами различными способами, включая электромагнитную энергию и физические столкновения.  
    • В замкнутых системах энергия сохраняется, а в открытых системах может изменяться.  
  • Внутренняя энергия

    • Внутренняя энергия – это сумма всех микроскопических форм энергии системы.  
    • Термодинамика связана с изменениями внутренней энергии, а не с ее абсолютной величиной.  
  • Первый закон термодинамики

    • Полная энергия системы и ее окружения всегда сохраняется.  
    • Тепловой поток является формой передачи энергии.  
  • Первый закон термодинамики

    • Тепло, передаваемое в систему, выражается через температуру T и энтропию S.  
    • Работа, проделанная в системе, обозначается через давление P и объем V.  
    • Уравнение не учитывает химические, электрические, ядерные и гравитационные взаимодействия.  
  • Равномерное распределение энергии

    • Энергия механического гармонического генератора распределяется поровну между кинетической и потенциальной энергией.  
    • Полная энергия системы со многими степенями свободы распределяется поровну между всеми доступными степенями свободы.  
    • Энтропия – мера равномерности распределения энергии между частями системы.  
  • Второй закон термодинамики

    • Изолированной системе с новыми степенями свободы энергия распределяется одинаково между всеми степенями.  
    • Второй закон термодинамики прост для систем в состоянии физического равновесия.  
    • Для неравновесных систем действует принцип максимального производства энтропии.  
  • Дополнительные ресурсы

    • Энергетический портал  
    • Физический портал  
    • Портал по возобновляемым источникам энергии  
    • Сгорание  
    • Эффективное использование энергии  
    • Энергетическая демократия  
    • Энергетический кризис  
    • Рекуперация энергии  
    • Переработка энергии  
    • Индекс энергетических статей  
    • Индекс статей wave  
    • Список низкоэнергетических строительных технологий  
    • Порядки величины (энергия)  
    • Электростанция  
    • Устойчивая энергетика  
    • Передача энергии  
    • Преобразование отходов в энергию  
    • Установка по переработке отходов в энергию  
    • Здание с нулевым потреблением энергии  
  • Книги и журналы

    • “Биосфера” (книга Scientific American)  
    • “Энергия и могущество” (книга Scientific American)  
    • “Энергетика в Бразилии: исторический обзор” (статья)  
    • Журнал по истории энергетики / Revue d’histoire de l’energie (JEHRHE)  
  • Внешние ссылки

    • Определения из Викисловаря  
    • Средства массовой информации из общего пользования  
    • Новости из Викиновостей  
    • Цитаты из викицитатника  
    • Тексты из Викиисточника  
    • Учебники из викиучебников  
    • Ресурсы из Викиверситета  
    • Данные из Викиданных  
    • Различия между теплом и тепловой энергией  

Полный текст статьи:

Энергия – Википедия

Оставьте комментарий

Прокрутить вверх