Энергия физика: Энергия как физическая величина. Виды энергии. Физика, 7 класс: уроки, тесты, задания.

Энергия в Полевой физике

Энциклопедия Полевой физики

Понятия и термины

«Энергия» – очень емкое и разнородное понятие, которому сложно дать единое определение. В одних случаях под энергией понимают одну из характеристик механического движения, в других – универсальную величину, способную связать все разделы физики в рамках единого закона сохранения энергии, в третьих – некую мистическую силу, ответственную за все непонятные и необъяснимые явления. Наиболее употребительные понятия – кинетическая энергия и потенциальная энергия, внутренняя энергия, энергия массы и другие. Согласно современной физике, понятие энергии эквивалентно понятию массы согласно известной формуле E = mc².

В связи с большой путаницей, возникшей вокруг понятия энергия, полевая физика относится к нему очень осторожно. Так в полевой физике энергия возникает как одна из характеристик движения, которая в процессе него остается постоянной. Фактически речь идет о возможности проинтегрировать уравнение движения в общем виде, в результате чего в процессе движения остается неизменной некая величина, которую можно назвать энергией.

В общем случае величина энергии E в полевой физике определяется функцией связи частиц в полевой среде W и относительной скоростью их движения u:

В некоторых случаях, например, в классическом приближении выражение для энергии можно разделить на два слагаемых, одно из которых зависит от скорости и носит название кинетическая энергия, а второе – совпадает с выражением для функции полевой связи W и соответствует классическому понятию потенциальной энергии. Однако такое разделение возможно далеко не всегда, например, его нельзя произвести в случае квантового движения. В квантовых условиях формула энергии в полевой физике автоматически приводит к выражению Де-Бройля

E = hν.

Полевая физика также приводит к связи энергии и массы, только в совершено ином виде, нежели современная физика. В полевой физике масса каждого тела определяется согласно формуле полевой массы потенциальной энергией связи этого тела со всеми остальными телами. Более того, активно используемая в теории относительности формула E = mc² численно совпадает с выражением для кинетической энергии в релятивистском приближении полевой механики. А огромная энергия массы покоя оказывается ни чем иным, как потенциальной энергией взаимодействия тела со всей остальной Вселенной, и она может выделиться только в случае падения тела на основные гравитирующие объекты, например, на центр нашей Галактики.

• Полевая физика за 5 минут Самое краткое изложение основных идей и результатов полевой физики
• Полевая физика за час Краткое содержание I тома книги «Полевая физика или как устроен Мир?»
• Сущность Полевой физики Основные принципы и логический «фундамент» полевой физики

Внутренняя энергия

Наряду с механической энергией тел и её разновидностями – кинетической и потенциальной энергией, в физике изучают и так называемую внутреннюю энергию тел.

Вы видите взлетающую ракету. Она совершает работу – поднимает космонавтов и груз. Кинетическая энергия ракеты возрастает, так как по мере подъёма ракета приобретает всё большую скорость. Потенциальная энергия ракеты также возрастает, так как она всё выше поднимается над Землёй. Следовательно, сумма этих энергий, то есть механическая энергия ракеты, тоже увеличивается.

Мы помним, что при совершении телом работы его энергия уменьшается. Однако ракета совершает работу, но её энергия не уменьшается, а увеличивается! В чём же разгадка противоречия? Оказывается, что кроме механической энергии существует ещё один вид энергии – внутренняя энергия. Именно за счёт уменьшения внутренней энергии сгорающего топлива ракета совершает механическую работу и, кроме того, увеличивает свою механическую энергию.

Не только горючие, но и горячие тела обладают внутренней энергией, которую легко превратить в механическую работу. Проделаем опыт. Нагреем в кипятке гирю и поставим на жестяную коробочку, присоединённую к манометру. По мере того как воздух в коробочке будет прогреваться, жидкость в манометре начнёт двигаться (см. рисунок).

Расширяющийся воздух совершает над жидкостью работу. За счёт какой энергии это происходит? Разумеется, за счёт внутренней энергии гири. Следовательно, в этом опыте мы наблюдаем превращение внутренней энергии тела в механическую работу. Заметим, что механическая энергия гири в этом опыте не меняется – она всё время равна нулю.

Итак, внутренняя энергия – это такая энергия тела, за счёт которой может совершаться механическая работа, при этом не вызывая убыли механической энергии этого тела.

Внутренняя энергия любого тела зависит от множества причин: рода и состояния его вещества, массы и температуры тела и других. Внутренней энергией обладают все тела: большие и маленькие, горячие и холодные, твёрдые, жидкие и газообразные.

Наиболее легко на нужды человека может быть использована внутренняя энергия лишь, образно говоря, горячих и горючих веществ и тел. Это нефть, газ, уголь, геотермальные источники вблизи вулканов и так далее. Кроме того, в XX веке человек научился использовать и внутреннюю энергию так называемых радиоактивных веществ. Это, например, уран, плутоний и другие.

Взгляните на правую часть схемы. В популярной литературе нередко упоминаются тепловая, химическая, электрическая, атомная (ядерная) и другие виды энергии. Все они, как правило, являются разновидностями внутренней энергии, так как за счёт них может совершаться механическая работа, не вызывая при этом убыли механической энергии. Понятие внутренней энергии мы рассмотрим более подробно при дальнейшем изучении физики.

Опубликовано в разделах: 7 класс, Работа и энергия

Физика энергетики | Canada Science and Technology Museum

Энергия определяется как «способность выполнять работу, то есть способность прилагать силу, вызывающую перемещение объекта». Несмотря на это запутанное определение, его смысл очень прост: энергия — это всего лишь сила, которая заставляет вещи двигаться.

Энергия делится на два типа: потенциал и кинетика . Лучший способ думать о них состоит в том, что потенциальных энергий происходят до действия, а кинетическая энергия происходит во время действия. Представьте, что вы держите в руках учебник по физике. Он может упасть только из-за своего высокого положения. Если уронить учебник, потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию — энергию самого движения.

Как это работает

Энергия бывает разных форм. Некоторые из наиболее известных форм включают:

• механическая энергия: движущая сила машин
• химическая энергия: полученная из всего, что подвергается химическим реакциям, чтобы обеспечить нас теплом или средствами к существованию, например, древесина, уголь, нефть, пища и т. д.
• мышечная энергия: получена из химической энергии пищи, которую мы едим
• тепловая энергия: преобразованная из тепла, такого как пар в паровой машине или теплота выбрасываемых газов в двигателе внутреннего сгорания
• световая энергия: некоторые организмы, в основном растения, получают энергию от солнца в процессе, называемом фотосинтезом
• электрическая энергия: электрический заряд, связанный с силой, магнитами и электрическими токами
• ядерная энергия: энергия, выделяемая атомами и преобразующаяся в тепло, а затем в электрическую энергию

Пожалуй, самый важный закон, о котором следует помнить при изучении передачи энергии, — это Закон сохранения энергии . Проще говоря, в мире существует конечное количество энергии, поэтому ни одна из них не может быть ни создана, ни уничтожена. Это означает, что когда что-то теряет энергию, оно не может по-настоящему исчезнуть; вместо этого он переносится на что-то другое.

Однако следует помнить, что ни одна передача энергии не является эффективной на 100%. Часть энергии всегда будет теряться в виде тепла и звука.

Почему это важно

При рассмотрении значения энергии самый важный вопрос, который следует задать: «Какой процесс на Земле не связан с энергией?» Энергия присутствует повсюду вокруг нас — даже в нас — все время.

Энергия управляет всеми видами движения. Ходьба, бег и езда на велосипеде используют химическую энергию, полученную из пищи, которую мы едим, для подпитки наших мышц и поддержания движения. Поезда используют либо электрическую энергию, либо комбинацию тепловой и химической энергии, вырабатываемой из ископаемого топлива. Парусник использует механическую энергию, так как его толкает ветер. Точно так же, как энергия ветра может толкать парусную лодку, механическая энергия ветра также может быть преобразована в электрическую энергию с помощью ветряной турбины.

Несмотря на то, что мы уже давно поняли многие аспекты физики энергии, люди все еще пытаются создать лучшие и более эффективные процессы для использования и использования энергии!

Связь с Канадой

В Новой Шотландии Канада имеет единственную действующую приливную станцию ​​в заливе Фанди. Эта станция использует механическую энергию приливов и отливов для выработки электроэнергии. Канада — одна из немногих стран в мире, обладающих опытом в этой области! Эта технология по-прежнему сталкивается с проблемами с точки зрения экономических и экологических последствий. Однако, если Канада сможет усовершенствовать это, общая энергия волн — всего в одном километре от побережья — может более чем вдвое удовлетворить текущие потребности Канады в электроэнергии!

Перейти дальше

Узнайте о возобновляемых источниках энергии – энергии, которая восполняется – здесь.

Узнайте об использовании и производстве энергии в Канаде на веб-сайте Министерства природных ресурсов Канады.

Зайдите на Let’s Talk Energy, чтобы узнать больше об энергии!

Попробуй – Солнечная установка

Галерея изображений

энергии | Определение, типы, примеры и факты

Ключевые люди:

Уильям Томсон, барон Кельвин Ханс Бете Лев Давидович Ландау Лайман Спитцер Джеймс Прескотт Джоуль

Похожие темы:

горение геотермальная энергия солнечная энергия сила ветра электроэнергия

Просмотреть весь соответствующий контент →

Популярные вопросы

Что такое энергия?

Энергия — это способность выполнять работу. Он может существовать в потенциальной, кинетической, тепловой, электрической, химической, ядерной и других формах.

Какова единица измерения энергии?

В Международной системе единиц (СИ) энергия измеряется в джоулях. Один джоуль равен работе силы в один ньютон, действующей на расстоянии одного метра.

Можно ли создать энергию?

Энергия не может быть ни создана, ни уничтожена. Его можно только изменить из одной формы в другую. Этот принцип известен как сохранение энергии.

энергия , в физике способность выполнять работу. Он может существовать в потенциальной, кинетической, тепловой, электрической, химической, ядерной и других формах. Есть, кроме того, теплота и работа, т. е. энергия в процессе перехода от одного тела к другому. После того, как она была передана, энергия всегда обозначается в соответствии с ее природой. Следовательно, переданное тепло может стать тепловой энергией, а совершенная работа может проявиться в виде механической энергии.

Все формы энергии связаны с движением. Например, любое данное тело обладает кинетической энергией, если оно находится в движении. Натянутое устройство, такое как лук или пружина, хотя и находится в состоянии покоя, может создавать движение; он содержит потенциальную энергию из-за своей конфигурации.

Точно так же ядерная энергия является потенциальной энергией, потому что она является результатом конфигурации субатомных частиц в ядре атома.

Britannica Quiz

27 правильных или неверных вопросов из самых сложных научных викторин Britannica

Что вы знаете о Марсе? Как насчет энергии? Думаете, будет проще, если вам придется выбирать только правду или ложь? Узнайте, что вы знаете о науке с помощью этой сложной викторины.

Узнайте, как энергия перемещается между термическими, химическими, механическими и другими формами.

Посмотреть все видео к этой статье.

Энергия не может быть ни создана, ни уничтожена, а только преобразована из одной формы в другую. Этот принцип известен как закон сохранения энергии или первый закон термодинамики. Например, когда ящик соскальзывает с холма, потенциальная энергия, которой обладает ящик из-за того, что он находится высоко на склоне, преобразуется в кинетическую энергию, энергию движения. Когда ящик замедляется до полной остановки за счет трения, кинетическая энергия движения ящика преобразуется в тепловую энергию, которая нагревает ящик и наклон.

Энергия может быть преобразована из одной формы в другую различными способами. Полезная механическая или электрическая энергия, например, вырабатывается многими видами устройств, включая тепловые двигатели, работающие на топливе, генераторы, батареи, топливные элементы и магнитогидродинамические системы.

В Международной системе единиц (СИ) энергия измеряется в джоулях. Один джоуль равен работе, совершаемой силой в один ньютон, действующей на расстоянии одного метра.

Энергия рассматривается в ряде статей. За разработку концепции энергии и принципа энергосбережения см. принципы физических наук; механика; термодинамика; и сохранения энергии. Что касается основных источников энергии и механизмов, посредством которых происходит переход энергии из одной формы в другую, см. уголь; солнечная энергия; сила ветра; ядерное деление; горючие сланцы; нефть; электромагнетизм; и преобразования энергии.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.