ცოდნა სინათლეა - Knowledge is light - Знание свет -

                                  ენერგია

პლაზმური ნათურა, რომელიც იყენებს ელექტრო ენერგიას პლაზმის, სინათლის, სითბოს, მოძრაობისა და სუსტი ხმის შესაქმნელად

(ძველი ბერძნული ἐνέργεια - აქტივობა, მოქმედება, ძალა, ძალა) - სკალარული ფიზიკური სიდიდე, რომელიც წარმოადგენს მატერიის მოძრაობისა და ურთიერთქმედების სხვადასხვა ფორმის ერთეულ საზომს, მატერიის მოძრაობის ერთი ფორმიდან გადასვლის ძალის საზომს. მეორეს მოსვენების მდგომარეობაში მიყვანა. ენერგიის ცნების დანერგვა მოსახერხებელია, რადგან თუ ფიზიკური სისტემა დახურულია, მაშინ მისი ენერგია ინახება ამ სისტემაში იმ დროის განმავლობაში, რომლის განმავლობაშიც სისტემა დაიხურება. ამ განცხადებას ეწოდება ენერგიის შენარჩუნების კანონი.

                                                                          

მზე არის ენერგიის წყარო დედამიწაზე სიცოცხლის უმეტესი ნაწილისთვის. ის თავის ენერგიას ძირითადად ბირთვში შერწყმიდან იღებს, მასას ენერგიად აქცევს, როდესაც პროტონები გაერთიანდებიან ჰელიუმის შესაქმნელად. ეს ენერგია მზის ზედაპირზე გადადის და შემდეგ კოსმოსში გათავისუფლდება ძირითადად გასხივოსნებული (სინათლის) ენერგიის სახით.

ფუნდამენტური თვალსაზრისით, ენერგია არის მოძრაობის სამი (იმპულსი და კუთხური იმპულსთან ერთად) დანამატი ინტეგრალიდან ერთ-ერთი (ანუ დროში შენარჩუნებული რაოდენობები), რომლებიც დაკავშირებულია, ნოეთერის თეორემის მიხედვით, დროის ერთგვაროვნებასთან, ანუ მოძრაობის აღწერის კანონების დამოუკიდებლობა დროისგან.

სიტყვა "ენერგია" შემოიღო არისტოტელემ ტრაქტატში "ფიზიკა", მაგრამ იქ იგი აღნიშნავდა ადამიანის საქმიანობას.

იხ. ვიდეო - რა არის მუშაობა და ენერგია

ტერმინი „ენერგია“ მომდინარეობს ბერძნული სიტყვიდან ἐνέργεια, რომელიც პირველად გამოჩნდა არისტოტელეს ნაშრომებში და აღნიშნავდა მოქმედებას ან რეალობას (ანუ მოქმედების რეალურ განხორციელებას მისი შესაძლებლობისგან განსხვავებით). ეს სიტყვა, თავის მხრივ, მომდინარეობს ბერძნულიდან ἔργον ("ერგონ") - "მუშაობა". პროტოინდოევროპული ძირი werg ნიშნავდა სამუშაოს ან საქმიანობას (შდრ. ინგლისური ნაშრომი, გერმანული Werk) და გვხვდება სახით οργ / ουργ ისეთ ბერძნულ სიტყვებში, როგორიცაა ორგია ან თეურგია და ა.შ.

თომას იუნგი იყო პირველი, ვინც გამოიყენა ცნება „ენერგია“ ამ სიტყვის თანამედროვე გაგებით.

ჯოულის მოწყობილობა სითბოს მექანიკური ეკვივალენტის გასაზომად. ძაფზე მიმაგრებული დაღმავალი წონა იწვევს ნიჩბის ბრუნვას წყალში ჩაძირვისას.

ლაიბნიცმა 1686 და 1695 წლების ტრაქტატებში შემოიტანა "ცოცხალი ძალის" ცნება (vis viva), რომელიც მან განსაზღვრა, როგორც ობიექტის მასისა და მისი სიჩქარის კვადრატის ნამრავლი (თანამედროვე ტერმინოლოგიაში - კინეტიკური ენერგია, მხოლოდ გაორმაგებულია). . გარდა ამისა, ლაიბნიცს სჯეროდა საერთო „ადამიანური ძალის“ შენარჩუნების. ხახუნის გამო სხეულების სიჩქარის შემცირების ასახსნელად მან ივარაუდა, რომ „ცოცხალი ძალის“ დაკარგული ნაწილი გადადის ატომებზე.

მარკიზ ემილი დუ შატელე თავის წიგნში "ფიზიკის სახელმძღვანელო" (fr. Institutions de Physique, 1740) აერთიანებს ლაიბნიცის იდეას უილემ გრეივზანდის პრაქტიკულ დაკვირვებებთან.

1807 წელს თომას იანგმა პირველმა გამოიყენა ტერმინი „ენერგია“ ამ სიტყვის თანამედროვე გაგებით „ცოცხალი ძალის“ ცნების ნაცვლად. გასპარ-გუსტავ კორიოლისმა აღმოაჩინა კავშირი სამუშაოსა და კინეტიკურ ენერგიას შორის 1829 წელს. უილიამ ტომსონმა (მომავალმა ლორდ კელვინმა) პირველად გამოიყენა ტერმინი „კინეტიკური ენერგია“ არაუგვიანეს 1851 წელს, ხოლო 1853 წელს უილიამ რანკინმა პირველად შემოიტანა ცნება „პოტენციური ენერგია“.

თომას იუნგი იყო პირველი, ვინც გამოიყენა ცნება „ენერგია“ ამ სიტყვის თანამედროვე გაგებით.

რამდენიმე წლის განმავლობაში იყო კამათი, არის თუ არა ენერგია ნივთიერება (კალორიული) თუ მხოლოდ ფიზიკური რაოდენობა.

ორთქლის ძრავების შემუშავებამ ინჟინრებს სჭირდებოდა ცნებებისა და ფორმულების შემუშავება, რაც მათ საშუალებას მისცემს აღწერონ მათი სისტემების მექანიკური და თერმული ეფექტურობა. ფიზიკოსებმა (სადი კარნოტმა, ჯეიმს ჯულმა, ემილ კლაპეირონმა და ჰერმან ჰელმჰოლციმა), მათემატიკოსებმა ყველამ შეიმუშავეს იდეა, რომ გარკვეული მოქმედებების შესრულების უნარი, რომელსაც მუშაობა ეწოდება, გარკვეულწილად დაკავშირებულია სისტემის ენერგიასთან. 1850-იან წლებში გლაზგოს ბუნების ფილოსოფიის პროფესორმა უილიამ ტომსონმა და ინჟინერმა უილიამ რანკინმა დაიწყეს მუშაობა მექანიკის მოძველებული ენის ჩანაცვლებაზე ისეთი ცნებებით, როგორიცაა „კინეტიკური და ფაქტობრივი (ფაქტობრივი) ენერგია“. უილიამ ტომსონმა გააერთიანა ენერგიის ცოდნა თერმოდინამიკის კანონებში, რამაც ხელი შეუწყო ქიმიის სწრაფ განვითარებას. რუდოლფ კლაუზიუსმა, იოშია გიბსმა და ვალტერ ნერნსტმა ახსნეს მრავალი ქიმიური პროცესი თერმოდინამიკის კანონების გამოყენებით. თერმოდინამიკის განვითარება გააგრძელა კლაუსიუსმა, რომელმაც შემოიღო და მათემატიკურად ჩამოაყალიბა ენტროპიის ცნება და ჯოზეფ სტეფანი, რომელმაც შემოიღო შავი სხეულის გამოსხივების კანონი. 1853 წელს უილიამ რანკინმა შემოიტანა ცნება „პოტენციური ენერგიის“. 1881 წელს უილიამ ტომსონმა უთხრა თავის მსმენელებს:

თავად სიტყვა ენერგია, მიუხედავად იმისა, რომ პირველად გამოიყენა თავისი თანამედროვე გაგებით დოქტორმა თომას იანგმა დაახლოებით ამ საუკუნის დასაწყისში, მხოლოდ ახლა გამოიყენება თითქმის მას შემდეგ, რაც თეორია, რომელიც განსაზღვრავს ენერგიას, გადაიქცა მათემატიკური დინამიკის უბრალო ფორმულიდან პრინციპამდე. მთელ ბუნებას მოიცავს და მეცნიერების დარგის სახელმძღვანელო მკვლევარს.

მომდევნო ოცდაათი წლის განმავლობაში ამ ახალ მეცნიერებას რამდენიმე სახელი ჰქონდა, როგორიცაა „სითბოს დინამიური თეორია“ (ინგლ. სითბოს დინამიური თეორია) და „ენერგეტიკა“ (ინგლ. ენერგეტიკა). 1920-იან წლებში საყოველთაოდ მიღებული გახდა სახელწოდება „თერმოდინამიკა“ – მეცნიერება ენერგიის გარდაქმნის შესახებ.

სითბოს გარდაქმნისა და მუშაობის თავისებურებები ნაჩვენები იყო თერმოდინამიკის პირველ ორ კანონში. ენერგიის მეცნიერება დაყოფილია მრავალ სხვადასხვა სფეროდ, როგორიცაა ბიოლოგიური თერმოდინამიკა და თერმოეკონომიკა. პარალელურად განვითარდა დაკავშირებული ცნებები, როგორიცაა ენტროპია, სასარგებლო ენერგიის დაკარგვის საზომი, სიმძლავრე, ენერგიის ნაკადი დროის ერთეულზე და ა.შ. ბოლო ორი საუკუნის განმავლობაში პოპულარულ ლიტერატურაში ფართოდ გავრცელდა სიტყვა ენერგიის არამეცნიერული გაგებით გამოყენება.

ჯოულის მოწყობილობა სითბოს მექანიკური ეკვივალენტის გასაზომად. ძაფზე მიმაგრებული დაღმავალი წონა იწვევს ნიჩბის ბრუნვას წყალში ჩაძირვისას.

1918 წელს დადასტურდა, რომ ენერგიის შენარჩუნების კანონი არის დროის მთარგმნელობითი სიმეტრიის, კონიუგატური ენერგიის სიდიდის მათემატიკური შედეგი. ანუ ენერგია შენარჩუნებულია, რადგან ფიზიკის კანონები დროთა განმავლობაში არ იცვლება (იხ. ნოეთერის თეორემა, სივრცის იზოტროპია).

1961 წელს ფიზიკის გამოჩენილმა მასწავლებელმა და ნობელის პრემიის ლაურეატმა, რიჩარდ ფეინმანმა, თავის ლექციებში ასე თქვა ენერგიის კონცეფციის შესახებ:

არის ფაქტი, ან, თუ გნებავთ, კანონი, რომელიც მართავს ყველა ბუნებრივ მოვლენას, ყველაფერს, რაც აქამდე იყო ცნობილი. ამ კანონის გამონაკლისი არ არსებობს; რამდენადაც ჩვენ ვიცით, ეს აბსოლუტურად ზუსტია. მისი სახელია ენერგიის კონსერვაცია. ის ამტკიცებს, რომ არსებობს გარკვეული რაოდენობა, რომელსაც ეწოდება ენერგია, რომელიც არ იცვლება ბუნებაში მომხდარი ნებისმიერი ტრანსფორმაციის დროს. ეს განცხადება თავისთავად ძალიან, ძალიან აბსტრაქტულია. ეს არსებითად მათემატიკური პრინციპია, რომელიც ამბობს

ii, რომ არსებობს გარკვეული რიცხვითი მნიშვნელობა, რომელიც არ იცვლება არავითარ შემთხვევაში. ეს არავითარ შემთხვევაში არ არის ფენომენის მექანიზმის ან რაიმე კონკრეტულის აღწერა, ის უბრალოდ აღნიშნავს უცნაურ გარემოებას, რომ შეგიძლიათ დათვალოთ გარკვეული რიცხვი და შემდეგ მშვიდად უყუროთ, როგორ ამოაგდებს ბუნება თავის რომელიმე ხრიკს და შემდეგ ისევ გამოთვალეთ ეს რიცხვი. - და ყოფილი დარჩება.

იხ. ვიდეო - Что такое энергия?

ენერგიის სახეობები - მექანიკა განასხვავებს პოტენციურ ენერგიას (ან, ზოგადად, სხეულების ან მათი ნაწილების ერთმანეთთან ან გარე ველებთან ურთიერთქმედების ენერგიას) და კინეტიკურ ენერგიას (მოძრაობის ენერგია). მათ ჯამს მთლიანი მექანიკური ენერგია ეწოდება.

ყველა სახის ველს აქვს ენერგია. ამის საფუძველზე ისინი განასხვავებენ: ელექტრომაგნიტურს (ზოგჯერ იყოფა ელექტრულ და მაგნიტურ ენერგიებად), გრავიტაციულ (გრავიტაციად) და ატომურ (ბირთვულ) ენერგიად (ის ასევე შეიძლება დაიყოს სუსტი და ძლიერი ურთიერთქმედების ენერგიად).

თერმოდინამიკა ითვალისწინებს შიდა ენერგიას და სხვა თერმოდინამიკურ პოტენციალებს.

ქიმიაში განიხილება ისეთი სიდიდეები, როგორიცაა კავშირის ენერგია, ქიმიური აფინურობა, რომლებსაც აქვთ ენერგიის განზომილება, რომელიც დაკავშირებულია ნივთიერების რაოდენობასთან. აგრეთვე იხილეთ: ქიმიური პოტენციალი.

აფეთქების ენერგია ზოგჯერ იზომება ტროტილის ეკვივალენტში.

კინეტიკური

მთავარი სტატია: კინეტიკური ენერგია

კინეტიკური ენერგია არის მექანიკური სისტემის ენერგია, რომელიც დამოკიდებულია მისი წერტილების მოძრაობის სიჩქარეზე. ხშირად გამოყოფენ მთარგმნელობითი და ბრუნვის მოძრაობის კინეტიკურ ენერგიას. SI ერთეული არის ჯოული. უფრო მკაცრად, კინეტიკური ენერგია არის სხვაობა სისტემის მთლიან ენერგიასა და დასვენების ენერგიას შორის; ამრიგად, კინეტიკური ენერგია არის მთლიანი ენერგიის ნაწილი მოძრაობის გამო.

პოტენციალი

მთავარი სტატია: პოტენციური ენერგია

Პოტენციური ენერგია

(

→

)

U({\vec r}) არის სკალარული ფიზიკური სიდიდე, რომელიც ახასიათებს პოტენციურ ძალის ველში მდებარე გარკვეული სხეულის (ან მატერიალური წერტილის) ენერგიის რეზერვს, რომელიც გამოიყენება სხეულის კინეტიკური ენერგიის მისაღებად (შესაცვლელად) გამო. საველე ძალების მუშაობა. კიდევ ერთი განმარტება: პოტენციური ენერგია არის კოორდინატების ფუნქცია, რომელიც სისტემის ლაგრანგის ტერმინია და აღწერს სისტემის ელემენტების ურთიერთქმედებას.

ტერმინი „პოტენციური ენერგია“ XIX საუკუნეში შემოიღო შოტლანდიელმა ინჟინერმა და ფიზიკოსმა უილიამ რანკინმა. ენერგიის SI ერთეული არის ჯოული. პოტენციური ენერგია აღებულია ნულის ტოლი სივრცეში სხეულების გარკვეული კონფიგურაციისთვის, რომლის არჩევანი განისაზღვრება შემდგომი გამოთვლების მოხერხებულობით. ამ კონფიგურაციის არჩევის პროცესს პოტენციური ენერგიის ნორმალიზაცია ეწოდება.

ელექტრომაგნიტური

მთავარი სტატია: ელექტრომაგნიტური ველის ენერგია

დამატებითი ინფორმაცია: ელექტრომაგნიტური გამოსხივება

აგრეთვე იხილეთ: ელექტროენერგია

გრავიტაცია

მთავარი სტატია: გრავიტაციული ენერგია

გრავიტაციული ენერგია არის სხეულთა სისტემის (ნაწილაკების) პოტენციური ენერგია მათი ურთიერთმიზიდულობის გამო. გრავიტაციულად შეკრული სისტემა არის სისტემა, რომელშიც გრავიტაციული ენერგია მეტია ყველა სხვა ტიპის ენერგიის ჯამს (გარდა დანარჩენი ენერგიისა). საყოველთაოდ მიღებული მასშტაბი არის ის, რომ სასრულ დისტანციებზე მდებარე სხეულების ნებისმიერი სისტემისთვის, გრავიტაციული ენერგია უარყოფითია, ხოლო უსასრულოდ შორს, ანუ გრავიტაციულად არაურთიერთმოქცეული სხეულებისთვის, გრავიტაციული ენერგია ნულის ტოლია. სისტემის მთლიანი ენერგია, რომელიც უდრის გრავიტაციული და კინეტიკური ენერგიის ჯამს, მუდმივია; იზოლირებული სისტემისთვის გრავიტაციული ენერგია არის სავალდებულო ენერგია. დადებითი მთლიანი ენერგიის მქონე სისტემები არ შეიძლება იყოს სტაციონარული.

ბირთვული

მთავარი სტატია: ბირთვული ენერგია

ბირთვული ენერგია (ატომური ენერგია) არის ენერგია, რომელიც შეიცავს ატომის ბირთვებს და გამოიყოფა ბირთვული რეაქციების დროს.

შებოჭვის ენერგია - ბირთვის ცალკეულ ნუკლეონებად გასაყოფად საჭირო ენერგიას შებოჭვის ენერგია ეწოდება. თითო ნუკლეონზე შეკავშირების ენერგია არ არის იგივე სხვადასხვა ქიმიური ელემენტისთვის და ერთი და იმავე ქიმიური ელემენტის იზოტოპებისთვისაც კი.

შიდა

მთავარი სტატია: შინაგანი ენერგია

სხეულის შინაგანი ენერგია (აღნიშნულია როგორც E ან U) არის მოლეკულური ურთიერთქმედების და მოლეკულების თერმული მოძრაობების ენერგიის ჯამი. სხეულის შინაგანი ენერგიის პირდაპირ გაზომვა შეუძლებელია. შიდა ენერგია არის სისტემის მდგომარეობის ერთმნიშვნელოვანი ფუნქცია. ეს ნიშნავს, რომ როდესაც სისტემა აღმოჩნდება მოცემულ მდგომარეობაში, მისი შინაგანი ენერგია იღებს ამ მდგომარეობის თანდაყოლილ ღირებულებას, სისტემის ისტორიის მიუხედავად. შესაბამისად, ერთი მდგომარეობიდან მეორეზე გადასვლისას შინაგანი ენერგიის ცვლილება ყოველთვის ტოლი იქნება მის მნიშვნელობებს შორის სხვაობის საბოლოო და საწყის მდგომარეობებში, მიუხედავად იმისა, თუ რა გზაზე მოხდა გადასვლა.

ქიმიური პოტენციალი

მთავარი სტატია: ქიმიური პოტენციალი

ქიმიური პოტენციალი

\mu არის სისტემის ერთ-ერთი თერმოდინამიკური პარამეტრი, კერძოდ, სისტემაში ერთი ნაწილაკების დამატების ენერგია სამუშაოს შესრულების გარეშე.

აფეთქების ენერგია

მთავარი სტატია: აფეთქება

დამატებითი ინფორმაცია: TNT ექვივალენტი

აფეთქება არის ფიზიკური და/ან ქიმიური სწრაფი პროცესი მცირე მოცულობით მნიშვნელოვანი ენერგიის გამოთავისუფლებით მოკლე დროში, რაც იწვევს გარემოზე შოკს, ვიბრაციას და თერმულ ზემოქმედებას და აირების მაღალი სიჩქარით გაფართოებას.

ქიმიური აფეთქების დროს, გაზების გარდა, შეიძლება წარმოიქმნას მყარი ძლიერად გაფანტული ნაწილაკებიც, რომელთა შეჩერებას აფეთქების პროდუქტები ეწოდება. აფეთქების ენერგია ზოგჯერ იზომება TNT ეკვივალენტში, მაღალი ენერგიის მოვლენების ენერგიის გამოყოფის საზომი, რომელიც გამოიხატება ტრინიტროტოლუენის (TNT) ოდენობით, რომელიც გამოყოფს ენერგიის თანაბარ რაოდენობას აფეთქების დროს.

ვაკუუმის ენერგია

მთავარი სტატია: ვაკუუმის ენერგია

ვაკუუმის ენერგია არის ენერგია, რომელიც თანაბრად ნაწილდება ვაკუუმში და, სავარაუდოდ, იწვევს უკუგდებას სამყაროს ნებისმიერ მატერიალურ ობიექტს შორის, მათი მასისა და მათ შორის მანძილის პირდაპირპროპორციული ძალით. მას აქვს ძალიან დაბალი სიმკვრივე.

ოსმოსური ენერგია

მთავარი სტატია: ოსმოსური ენერგია

ოსმოსური ენერგია არის სამუშაო, რომელიც უნდა გაკეთდეს ხსნარში მოლეკულების ან იონების კონცენტრაციის გასაზრდელად.

ენერგია და მუშაობა

ენერგია არის ფიზიკური სისტემის მუშაობის უნარის საზომი. მაგალითად, სხეულის მთლიანი მექანიკური ენერგიის ცვლილება რიცხობრივად უდრის სხეულზე შესრულებული მექანიკური სამუშაოს რაოდენობას. ამიტომ რაოდენობრივად გამოიხატება ენერგია და მუშაობა.

იხ. ვიდეო - ВИДЫ ЭНЕРГИИ | Физика Анимация

ფიზიკურ სიდიდეთა სისტემაში LMT ენერგიას აქვს  მოცულობა .

ენერგიის ერთეულებს შორის ურთიერთობა.

Единица	ექვივალენტი
	ჯ-ში	в эрг	в межд. кал	в эВ
1  ჯ	1	107	0,238846	0,624146⋅1019
1 ერგ	10−7	1	2,38846⋅10−8	0,624146⋅1012
1 межд. Дж	1,00020	1,00020⋅107	0,238891	0,624332⋅1019
1 кгс·м	9,80665	9,80665⋅107	2,34227	6,12078⋅1019
1 კვტ·სთ	3,60000⋅106	3,60000⋅1013	8,5985⋅105	2,24693⋅1025
1 л·атм	101,3278	1,013278⋅109	24,2017	63,24333⋅1019
1 межд. кал (calIT)	4,1868	4,1868⋅107	1	2,58287⋅1019
1 термохим. кал (калТХ)	4,18400	4,18400⋅107	0,99933	2,58143⋅1019
1 электронвольт (эВ)	1,60219⋅10−19	1,60219⋅10−12	3,92677⋅10−20	1

პირობითად, ენერგიის წყაროები შეიძლება დაიყოს ორ ტიპად: არაგანახლებადი და მუდმივი. პირველში შედის გაზი, ნავთობი, ქვანახშირი, ურანი და ა.შ. ამ წყაროებიდან ენერგიის მიღებისა და გარდაქმნის ტექნოლოგია შემუშავებულია, მაგრამ, როგორც წესი, არ არის ეკოლოგიურად სუფთა და ბევრი მათგანი ამოწურულია. მუდმივი წყაროებია მზის ენერგია, ჰიდროელექტროსადგურებზე მიღებული ენერგია და ა.შ.

ენერგიისა და ადამიანის სიცოცხლის ძირითადი მიმოხილვა.

Ენერგომოხმარება

არსებობს ენერგიის საკმაოდ ბევრი ფორმა, რომელთა უმეტესობა ამა თუ იმ გზით გამოიყენება ენერგეტიკაში და სხვადასხვა თანამედროვე ტექნოლოგიებში.

ენერგიის მოხმარების ტემპი იზრდება მთელ მსოფლიოში, ამიტომ ცივილიზაციის განვითარების ამჟამინდელ ეტაპზე ყველაზე აქტუალური პრობლემაა ენერგოეფექტურობა და ენერგიის დაზოგვა.