Энергия что такое: «Что такое энергия? Объясните, пожалуйста, простыми словами. » – Яндекс.Кью

Урок 27. что такое энергия — Технология — 5 класс

Технология, 5 класс

Урок 27. Что такое энергия

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

1. Понятие «энергия»
2. Виды энергии, используемые человеком

Тезаурус:

Энергия – способность кого-либо или чего-либо совершать некоторое возможное для него количество работы.

Джоуль – это единица энергии, работы и количества теплоты, используемая в системе измерений.

Электрик – специалист по установке и ремонту электрических устройств.

Инженер-электрик – специалист по ремонту и эксплуатации промышленного электрооборудования.

Энергия механическая – способность тела совершать механическую работу: что-то поднять, переместить, разрезать, согнуть, построить и т.д.

Энергия кинетическая –энергия движущегося тела.

Энергия потенциальная – энергия неподвижного тела, положение какого-либо тела относительно поверхности Земли и других тел.

Основная и дополнительная литература по теме урока:

1.Технология. 5 класс : учеб. пособие для общеобразовательных организаций / [В.М. Казакевич, Г.В. Пичугина, Г.Ю. Семенова и др.]; под ред. В.М. Казакевича. — М.: Просвещение, 2017

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Энергией называют способность кого-либо или чего-либо совершать некоторое возможное для него количество работы.

Энергия – это то, без чего невозможно движение мышц, полёт самолётов и ракет, работа станков и аппаратов и многое другое. Выполнить работу, не имя энергии, невозможно. Чем больше энергии, тем большую работу можно выполнить.

Слово «энергия» в переводе с греческого языка означает «действие», «деятельность», «сила», «мощь». Примерно 2400 лет назад это слово ввёл в свой трактат «Физика» великий древнегреческий философ Аристотель. Однако там оно обозначало деятельность лишь человека.

В современном смысде этого слова первым его стал употреблять в 1807 г. Томас Юнг. Природа дает нам различные виды энергии. И вся эта энергия, так или иначе, работает на человека.

Энергия животного, человека и машины определяется величиной работы, которую они могут совершить. Человек может перенести на большое расстояние гораздо меньший груз, чем осёл. А автомобиль может перевезти более тяжёлый груз, чем осёл. Значит человек, осёл и автомобиль обладают разной энергией.

Единицей измерения энергии является 1 джоуль. Названа по имени Дж.  П. Джоуля, английского физика. Это такая энергия, которая позволяет разогнать тело массой 1 кг до скорости 1 метр в секунду на участке длиной 1 метр.

Камень массой 100 граммов, брошенный со скоростью около 25 метров в секунду, обладает меньше энергией, чем пуля массой 9 грамм, вылетающая из ствола пистолета со скоростью 500 метров в секунду. Энергия пули в этом случае в 800 раз больше энергии камня.

Человек часто пользуется электрической энергией. Существуют профессии электрик и инженер-электрик. Электрики работают на разных предприятиях и обслуживают электрооборудование. Эта профессия имеет множество специальностей: электромонтажник, электромеханик, электромонтёр, техник-электрик, электрослесарь, электроосветитель, электросварщик и др.

В обязанности инженера-электрика входят проектирование, наладка, монтаж и эксплуатация промышленного электрооборудования, иловых преобразовательных устройств и электронных систем управления.

Рассматривая энергию как объект технологии, надо учитывать её виды и свойства.

Существует:

• механическая энергия;
• энергия волн;
• энергия магнитного поля;
• электрическая энергия;
• электромагнитна энергия;
• ядерная энергия;
• термоядерная энергия;
• химическая энергия.

Виды и свойства энергии изучает наука физика.

Механическая энергия определяет способность тела совершать механическую работу.

Например: что-то поднять, переместить, разрезать, согнуть, построить и т.д.

Механическая энергия подразделяется на кинетическую и потенциальную.

Энергия кинетическая – это энергия движущегося тела.

Чем больше скорость тела и его масса, тем больше кинетическая энергия.

Движение может быть поступательным, как у брошенного камня или движущегося автомобиля, и вращательным, как у волчка или юлы.

Количество кинетической энергии тем больше, чем больше его масса и скорость. Тонкая струя воды с частичками песка, движущаяся со скоростью более 1200 метров в секунду, может резать сталь толщиной до 10 см.

Потенциальна энергия – это энергия неподвижного тела.

Этой энергией обладают, например, поплавок, погружённый в воду, часовая пружина, натянутая тетива лука, сжатый газ, разогретый до высокой температуры водяной пар, готовый вырваться наружу.

Чем больше масса тела и чем выше оно поднято над поверхностью Земли, тем большей потенциальной энергией оно обладает.

Кинетическая и потенциальная энергии тела могут переходить одна в другую.

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля

Задание 1. Единичный выбор

Что не относится к энергии?

Варианты ответа:

Энергия солнца

Энергия ветра

Сила воды

Тепло земли

Биотопливо

Сила мысли

Правильный вариант ответа: Сила мысли

Задание 2. Сортировка элементов по категориям

А. Потенциальная энергия

Б. Кинетическая энергия

Варианты ответа:

как у брошенного камня или движущегося автомобиля, и вращательным, как у волчка или юлы.

1. Движущийся автомобиль
2. Поплавок, погруженный в воду
3. Брошенный камень
4. Титива лука

Правильный вариант ответа:

А13

Б24

What is Energy? | Protocol (Translated to Russian)

1.6: Что такое энергия?

»

Вселенная состоит из материи в различных формах, и все формы материи содержат энергию.  Различные формы энергии на Земле происходят от Солнца — конечного источника энергии. Растения улавливают энергию света от Солнца, и через процесс фотосинтеза преобразуют её в химическую энергию. Эту накопленную энергию можно использовать различными способами. Например, употребление в пищу растительных продуктов обеспечивает наше тело энергией для функционирования, а сжигание древесины или угля (которые представляет собой окаменелые растения) генерирует тепло и электричество. Поэтому, поскольку все изменения материи связаны с изменениями энергии, важно понимать, как энергия переходит из одной формы в другую.  

Энергия определяется как способность выполнять работу. Работа выполняется, когда сила, приложенная к объекту, заставляет объект двигаться против противоположно направленной силы. Например, работа выполняется, когда стол перемещается по комнате, преодолевая сопротивление пола.  

Энергия может быть сгруппирована в два основных типа－потенциальная энергия и кинетическая энергия. Потенциальная энергия — это энергия, связанная с относительным положением, составом или состоянием объекта. Кинетическая энергия — это энергия, связанная с движением объекта. Например, вода, удерживаемая плотиной, обладает потенциальной энергией из-за ее положения над землей. Когда она течет вниз через генераторы, она приобретает кинетическую энергию, которую можно использовать для производства электроэнергии на гидроэлектростанции.

Потенциальная энергия

Потенциальная энергия также называется энергией в состоянии покоя или накопленной энергией. К общим типам потенциальной энергии относятся гравитационная потенциальная энергия, имеющаяся у яблока, висящего на дереве, энергия электрического потенциала, хранящаяся в объекте из-за притяжения или отталкивания электрических зарядов, или энергия химического потенциала, хранящаяся в связях между атомами и молекулами. Кроме того, ядерная энергия, хранящаяся в атомном ядре, и упругая энергия, хранящаяся в растянутой пружине из-за его конфигурации, являются типами потенциальной энергии.

Обычно объекты или системы с высокой потенциальной энергией имеют тенденцию быть менее стабильными и, таким образом, двигаться к более низким уровням энергии для достижения стабильности. Например, радиоактивный элемент уран-235 (U235

) имеет нестабильное ядро. Чтобы добиться стабильности, оно разделяется на более мелкие, но стабильные элементы и высвобождает накопленную ядерную энергию. Затем эта выделенная энергия может быть использована для производства электроэнергии на атомных электростанциях.  

Кинетическая энергия

Уровень кинетической энергии объекта зависит от его массы и скорости. Рассмотрим два шарика разных масс, скатывающихся вниз по наклонной плоскости с одинаковой скоростью. Более тяжелый шарик будет обладать большей кинетической энергией. Точно так же, когда два шарика одной и той же массы скатятся вниз по наклонной плоскости на разных скоростях, мяч, который движется быстрее, обладает большей кинетической энергией.  

Существуют также различные формы кинетической энергии, включая механическую, электрическую, лучистую, звуковую, и тепловую энергию. Механическая энергия связана с движением объекта. Чем быстрее перемещается объект, тем больше механическая энергия.  Например, пуля, выстреливаемая из пушки, или вода, стекающая по плотине, являются примерами объектов с механической энергией. Электрическая энергия связана с потоком электрических зарядов, как в случае удара молнии во время грозы или обычных электрических цепях и устройствах. Лучистая энергия — это форма кинетической энергии, которая перемещается в виде электромагнитных волн и может быть ощущаться в виде света и тепла. Солнечный свет является примером лучистой энергии.

Тепловая энергия связана со случайным движением атомов и молекул. Когда атомы и молекулы объекта быстро перемещаются или колеблются, они обладают более высокой средней кинетической энергией (KЭ), и объект, как говорят, “горячий.” Когда атомы и молекулы движутся медленно, они имеют более низкую средний KЭ, а объект обозначается как “холодный.” Таким образом, тепловую энергию можно наблюдать через изменениея температуры объекта. Если предположить, что не происходит химической реакции или изменения фазы (например, таяние или испарение), увеличение количества тепловой энергии в образце вещества приведет к повышению температуры. Аналогичным образом, если предположить, что химическая реакция или изменение фазы (например, конденсация или замерзание) не происходит, уменьшение тепловой энергии в образце вещества приведет к снижению температуры.

Закон сохранения энергии

Энергия может быть преобразована из одной формы в другую, но общая энергия, которая присутствует до изменения, всегда существует в какой-то форме даже после изменения. Это наблюдение выражено в Законе сохранения энергии. Закон сохранения энергии гласит, что энергия не создается и не уничтожается, хотя можно изменить её по типу. Таким образом, общая энергия системы остается постоянной. Например, химическая энергия (тип потенциальной энергии) хранится в молекулах, из которых состоит бензин. Когда бензин сгорает в цилиндрах автомобильного’ двигателя, быстро расширяющиеся газообразные продукты этой химической реакции генерируют механическую энергию (тип кинетической энергии), перемещая поршни цилиндра.

Этот текст адаптирован к Openstax, Химия 2e, раздел 5.1: Основы энергии.

Возобновляемые источники энергии (ВИЭ) — Что такое Возобновляемые источники энергии (ВИЭ)?

Возобновляемая энергия (Зеленая энергия ) — энергия из постоянных источников

Возобновляемая или регенеративная энергия (Зеленая энергия) — Renewable energy — энергия из источников, которые по человеческим понятиям являются неисчерпаемыми.
Основной принцип использования возобновляемой энергии заключается в её извлечении из постоянно происходящих в окружающей среде процессов и предоставлении для технического применения.

Возобновляемую энергию получают из природных ресурсов — таких как солнечный свет, ветер, дождь, приливы и геотермальная теплота , которые пополняются естественным путем.
Ориентировочно, около 18 % мирового потребления энергии было удовлетворяется из возобновляемых источников энергии, причем 13 % из традиционной биомассы, таких, как сжигание древесины.

Гидроэлектроэнергия является очередным крупнейшим источником возобновляемой энергии, обеспечивая 3 % мирового потребления энергии и 15 % мировой генерации электроэнергии.
Использование энергии ветра растет примерно на 30 %/ год, по всему миру с установленной мощностью 196600 МВт в 2010 г и широко используется в странах Европы и США.
Ежегодное производство в фотоэлектрической промышленности достигло 6900 МВт в 2008 году.

Солнечные электростанции популярны в Германии и Испании.
Солнечные тепловые станции действуют в США и Испании, а крупнейшей из них является станция в пустыне Мохаве мощностью 354 МВт.
Крупнейшей в мире геотермальной установкой, является установка на гейзерах в Калифорнии, с номинальной мощностью 750 МВт.
Бразилия проводит одну из крупнейших программ использования возобновляемых источников энергии в мире, связанную с производством топливного этанола из сахарного тростника.
Этиловый спирт в настоящее время покрывает 18 % потребности страны в автомобильном топливе.
Топливный этанол также широко распространен в США.

Ветроэнергетика преобразует кинетическую энергию воздушных масс в атмосфере в электрическую, тепловую и любую другую форму энергии.
Гидроэнергетика специализируется на использовании потенциальной энергии водного потока рек, формируемых осадками, выпавшими на возвышенности.
Приливная энергетика использует энергию приливов, а фактически кинетическую энергию вращения Земли.
Энергетика морских волн использует потенциальную энергию волн переносимую на поверхности океана.

Мощность волнения оценивается в кВт/м.

По сравнению с ветровой и солнечной энергией энергия волн обладает большей удельной мощностью. 

Несмотря на схожую природу с энергией приливов, отливов и океанских течений волновая энергия представляет собой отличный от них источник возобновляемой энергии.

Перекрыв плотиной залив, пролив, устье впадающей в море реки (образовав водоём, называют бассейном ПЭС), можно при достаточно высокой амплитуде прилива (более 4 м) создать напор, достаточный для вращения гидротурбин и соединённых с ними гидрогенераторов, размещенных в теле плотины. 

При одном бассейне и правильном полусуточном цикле приливов ПЭС может вырабатывать электроэнергию непрерывно в течение 4-5 час с перерывами соответственно 2-1 час 4 раза/ сутки (такая ПЭС называется 1-бассейновой 2-стороннего действия).
Солнечная энергетика преобразует электромагнитное солнечное излучение в электрическую или тепловую энергию.

Геотермическая энергия использует в качестве теплоносителя воду из горячих геотермальных источников. В связи с отсутствием необходимости нагрева воды ГеоТЭС являются в значительной степени более экологически чистыми, нежели ТЭС.

Биоэнергетика специализируется на производстве энергии из биологического сырья.

что такое антиматерия и на что она способна

Писатели-фантасты часто рассказывают об аннигиляции антиматерии как об одном из самых мощных и практически бесконечных источников энергии: ведь для мощного взрыва нужно совсем небольшое количество антивещества. Рассказываем, что это такое и почему ученые до сих пор не используют этот уникальный источник энергии?

Что такое антиматерия?

Объекты Вселенной — галактики, звезды, квазары, планеты, сверхновые, животные и люди состоят из материи. Ее формируют различные элементарные частицы — кварки, лептоны, бозоны. Но оказалось, что существуют частицы, в которых одна доля характеристик полностью совпадает с параметрами «оригиналов», а другая имеет обратные значения. Данное свойство побудило ученых дать совокупности таких частиц общее название «антиматерия».

Судя по имеющимся на сегодня данным, не существует антигалактик, антизвезд или других крупных объектов из антивещества. И это весьма странно: согласно теории Большого взрыва, в момент зарождения нашей Вселенной появилось одинаковое количество вещества и антивещества, и куда делось последнее – непонятно. В настоящее время есть два объяснения этого феномена: либо антивещество исчезло сразу после взрыва, либо оно существует в каких-то отдаленных частях мироздания, и мы его просто его еще не обнаружили. Подобная асимметрия – одна из самых важных неразгаданных задач современной физики.

Антиматерия — материя, состоящая из античастиц — «зеркальных отражений» ряда элементарных частиц, которые обладают одинаковыми спином и массой, но отличаются друг от друга знаками всех других характеристик взаимодействия: электрического и цветового заряда, барионного и лептонного квантовых чисел. Некоторые частицы, например фотон, не имеют античастиц или, что то же самое, являются античастицами по отношению к самим себе.

Как сегодня считается, античастицы реагируют на фундаментальные силы, определяющие структуру материи (сильное взаимодействие, образующее ядра, и электромагнитное, образующее атомы и молекулы), совершенно одинаково, поэтому структура антивещества должна быть такой же, как структура «нормального» вещества.

А что значит приставка «анти»?

Обычно мы используем эту приставку, чтобы обозначить противоположное явление. Что касается антиматерии — к ней можно отнести аналоги элементарных частиц, имеющие противоположные заряд, магнитный момент и некоторые другие характеристики. Конечно, все свойства частицы не могут измениться на противоположные. Например, масса и время жизни всегда должны оставаться положительными, ориентируясь на них, можно отнести частицы к одной категории (например, протонам или нейтронам).

Если сравнить протон и антипротон, то некоторые характеристики у них одинаковы: масса у обоих 938.2719(98) мегаэлектронвольт, спин ½. Но электрический заряд протона равен 1, а у антипротона — минус 1, барионное число (оно определяет количество сильно взаимодействующих частиц, состоящих из трех кварков) 1 и минус 1 соответственно.

Некоторые частицы, например бозон Хиггса и фотон, не имеют антианалогов и называются истинно нейтральными.

Большинство античастиц вместе с частицами появляются в процессе, называемом «рождение пар». Для формирования такой пары требуется высокая энергия, то есть огромная скорость. В природе античастицы возникают при столкновении космических лучей с атмосферой Земли, внутри массивных звезд, рядом с пульсарами и активными ядрами галактик. Ученые же используют для этого коллайдеры-ускорители.

Где «добывают» и хранят антиматерию?

Антиматерию добывают в Большом адронном коллайдере, собирая облака антипротонов после столкновения пучка протонов с металлической мишенью и аккуратного замедления разлетающихся частиц, чтобы их можно было использовать в последующих экспериментах. 

Автор: Maximilien Brice, CERN — CERN Document Server, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=29068932

Заряженные частицы антивещества, вроде позитронов и антипротонов, можно хранить в так называемых ловушках Пеннинга. Они похожи на крошечные ускорители частиц. Внутри них частицы движутся по спирали, пока магнитные и электрические поля удерживают их от столкновения со стенками ловушки.

Однако ловушки Пеннинга не работают для нейтральных частиц вроде антиводорода. Поскольку у них нет заряда, эти частицы нельзя ограничить электрическими полями. Они удерживаются в ловушках Иоффе, которые работают, создавая область пространства, где магнитное поле становится больше во всех направлениях. Частицы антивещества застревают в области с самым слабым магнитным полем.

Магнитное поле Земли может выступать в качестве ловушек антивещества. Антипротоны находили в определенных зонах вокруг Земли — радиационных поясах Ван Аллена.

Почему антивещество так сложно получить?

Стало также ясно, что изучить эту загадочную субстанцию намного труднее, чем зарегистрировать. В природе античастицы в стабильном состоянии пока не встречались. Проблема в том, что вещество и антивещество при «соприкосновении» аннигилируют (взаимно уничтожают друг друга). В лабораториях антиматерию получить вполне возможно — правда, довольно сложно удержать. Пока ученым удавалось это сделать только в течение считаных минут.

Вопрос хранения антиматерии — настоящая головная боль для физиков, ведь антипротоны и позитроны мгновенно аннигилируют при встрече с любыми частицами обычного вещества. Для их удержания ученым пришлось придумывать хитрые приспособления, способные предотвращать катастрофу. Заряженные античастицы хранятся в так называемой ловушке Пеннинга, которая напоминает миниатюрный ускоритель. Ее мощное магнитное и электрическое поле не дает позитронам и антипротонам столкнуться со стенками прибора. Однако подобное устройство не работает с нейтральными объектами, вроде атома антиводорода. Для этого случая была разработана ловушка Иоффе. Удержание антиатомов в ней происходит за счет магнитного поля.

На что способна антиматерия?

Всего горстка антиматерии может произвести огромное количество энергии. Это делает ее популярным топливом для футуристических транспортных средств в научной фантастике. Вообще, ракетный двигатель на антивеществе гипотетически возможен; главное ограничение — это накопление достаточного количества антивещества, чтобы использовать его.

Кстати, энергии 1 миллиграмма антивещества хватит для полета на Марс. 

В настоящее время нет доступных технологий для массового производства или сбора антивещества в объеме, необходимом для этого приложения. Однако небольшое количество исследователей провели исследования по моделированию движения и хранения. К ним относятся Ронан Кин и Вэй-Мин Чжан, которые работали в Западной резервной академии и Кентском государственном университете, соответственно, а также Марк Вебер и его коллеги из Вашингтонского государственного университета. Когда-нибудь, если мы сможем найти способ создать или собрать большое количество антивещества, их исследования могут помочь воплотить в реальность межзвездные путешествия с использованием антивещества.

Почему мы до сих пор не используем этот источник энергии?

Аннигиляция антивещества и материи может высвободить огромное количество энергии. Грамм антивещества может вызвать взрыв размером с ядерную бомбу. Однако люди произвели очень незначительное количество антивещества.

Неэффективность производства антивещества огромна. Учитывая затраты на получение антиматерии, назад можно получить лишь десятую часть миллиарда (10^-10) вложенной энергии. Если бы ученые могли собрать все антивещество, которое мы когда-либо производили в ЦЕРНе, и аннигилировать его материей, то энергии хватило бы лишь чтобы включить одну электрическую лампочку на несколько минут.

Все антипротоны, созданные на ускорителе частиц Тэватрон в Фермилабе, составляют всего 15 нанограмм. Те, которые производятся в ЦЕРНе, составляют около 1 нанограмма. На сегодняшний день в DESY в Германии произведено примерно 2 нанограмма позитронов.

Если бы все антивещество, когда-либо производимое людьми, было уничтожено сразу, произведенной энергии не хватило бы даже для кипячения чашки чая.

Проблема заключается в эффективности и стоимости производства и хранения антивещества. Для производства 1 грамма антивещества потребуется примерно 25 миллионов миллиардов киловатт-часов энергии и более миллиона миллиардов долларов.

---

Читать далее

Вертолет Ingenuity успешно взлетел на Марсе

Создана первая точная карта мира. Что не так со всеми остальными?

В НАСА рассказали, как они доставят образцы Марса на Землю

Как управлять активами и пассивами жизненной энергии — СКБ Контур

Подружитесь с распорядителем энергии

Почему один человек излучает радость, полон энергии, а другой еле ноги передвигает? Откуда берутся силы и желания у первого? Порой кажется, что у каждого есть своя колба с энергией. Если ее беречь и не расходовать по таким пустякам, как дорога на работу в общественном транспорте или разговоры с неприятными людьми, то и сил хватит буквально на всё!

Но у ученых иное мнение. Банк энергии — это наш собственный мозг. Именно он выделяет вещества, благодаря которым мы ощущаем прилив сил — расслабляющих, снимающих тревогу и наполняющих сердце теплом или поднимающих внутри волну восторга и веры в себя.

Импульсы мозга нежно массируют рецепторы, заливая удовольствием все тело, обменные процессы усиливаются, клетки обновляются, по нервным путям пробегают электрические разряды. Вот оно — настоящее счастье! Чтобы понять, зачем мозг это делает, нужно вспомнить, что современный человек сформировался в результате естественного отбора. Эволюция миллионы лет отбраковывала неудачные модели поведения, оставляя только лучшие.

Мозг работает по отточенной схеме: поощряет поведение, которое делает организм сильнее и жизнеспособнее, выделяя «вещества удовольствия». А при вредных и опасных поступках он перекрывает поток энергии, чтобы неправильное поведение не закреплялось. Поэтому мы начинаем чувствовать себя все хуже, когда тратим много сил без отдыха или заставляем себя долго заниматься неприятными делами. Нас дрессирует собственный мозг — забавно. Он не добрый и не злой, он просто поощряет развитие внутренней силы и мешает нам истощаться, и это повод сказать ему спасибо. 

Но как мозг определяет, какое поведение полезное, а какое вредное? Этому он учится всю жизнь, хотя база закладывается еще в детстве — мамой и папой, сказками и мультиками, фильмами и новостями, которые ребенок смотрит по телевизору. Но настройки психики можно менять в зрелом возрасте: устранять внутренние конфликты, корректировать систему оценки и тем самым открывать дорогу к еще большему счастью. При этом не изменится главное: мозг по-прежнему будет награждать нас порциями энергии за поступки, которые помогают наращивать силы.

Отсюда следует интересный вывод: энергию невозможно сберечь или накопить. Она выделяется подобно материнскому молоку. Если порция энергии потрачена со смыслом в активном обмене с миром — мозг отпускает новую побольше, поскольку организм на правильном пути. Это значит, что в вопросах внутренней энергии нельзя ни жадничать, ни экономить: долго лежать на диване, мало работать или учиться. В этом случае энергии будет все меньше. Если вы чувствуете утечку сил, остановитесь и разберитесь, что идет не так!

Конечно, иногда безделье необходимо, но в очень небольшом количестве, только чтобы немного расслабиться. Лучше, когда отдых — это не пассивное прекращение работы, а активное переключение на другое занятие, которое тоже обеспечит прилив энергии. Об этом говорят и врачи, и психологи.

Регулярно сводите жизненный баланс

Напряжение и расслабление

Да, актив и пассив должны сходиться не только в бухучете, но и в жизни! Чтобы быть энергичным и довольным жизнью, нужно сохранять баланс. Нельзя постоянно работать, но и постоянно отдыхать тоже вредно. Нельзя весь день качать мышцы в спортзале, но и совсем без физических нагрузок тело слабеет.

Если слишком долго оставаться «под напряжением», включается естественная защита, и организм перекидывает нас в противоположную фазу, например, начинается болезнь. Длительные переработки и эмоциональные перегрузки порой заканчиваются паническими атаками, сбоями в нервной системе и другими неприятностями.

Чтобы понять, какой уровень нагрузки для вас оптимален, не нужны специальные приборы или нормативы. Вы и сами отлично чувствуете, когда перегрузили или недогрузили себя. Хотя, конечно, в современной жизни вопрос перенапряжения стоит куда острее. Однако здоровый организм быстро регистрирует перегрузку и изо всех сил сопротивляется израсходованию запаса прочности. Включаются лень, вялость, раздражительность, тянет на сладкое.

В таком состоянии лучше всего сменить обстановку, прогуляться, получить эмоциональную поддержку. Но будем честными, редко удается позволить себе такую роскошь. Чаще приходится стиснуть зубы и после небольшой паузы снова погрузиться в работу.

Тогда внимательно прислушивайтесь к себе и старайтесь понять: что могло бы поддержать вас прямо сейчас? Что поможет создать маленький поток энергии, чтобы подпитаться ею? Бывает так, что всю усталость в конце рабочего дня как рукой снимает, когда в отдел заходит симпатичный коллега. Или, например, на лице появляется улыбка после чашки чая с зефиркой.

Обязательства и удовольствия

Чтобы иметь хороший запас энергии, придется также сохранять баланс между удовольствием и пользой. Редкие счастливчики получают радость от выполнения обязательств. Обычно есть разрыв между приятными и полезными вещами. И чем он больше, тем глубже страдания. Мы то заставляем себя делать неприятное и испытываем стресс и снижение энергии, то перестаем себя мучить и пускаемся во все тяжкие.

Как же примирить эти «противоположности»? Психологи рекомендуют понять одну важную вещь. Удовольствия дают нам энергию прямо сейчас, и мы отлично это чувствуем, а полезные вещи обеспечивают нас энергией в будущем. Не сиюминутно, а потом, когда мы получим зарплату, или диплом, или красивое стройное тело.

Долг — это отложенное удовольствие или, по крайней мере, стабильная защита от страданий в будущем. И когда осознаешь это, выполнять свои обязанности, в том числе трудовые, становится легче. Это важно, ведь работа есть в жизни почти каждого из нас. Она занимает большую часть времени, требует концентрации и погружения.

Если человека не «драйвит» от работы, он не получает поощрений от мозга, тогда и работа дается ему очень тяжело. Появляется ощущение, что время тратится впустую. «Моральные издержки» не покрывает даже зарплата. Не остается сил на профессиональный рост. Нужно изменить отношение к своей работе, чтобы она приносила энергию: найти в ней интересные моменты, проникнуться ее важностью и смыслом. Можно немного сменить обстановку на рабочем месте или сменить работу на более вдохновляющую.

Диана Моисеева,
психолог, процессуальный терапевт

«Заправляйтесь» вовремя!

Любая система, а «отдых-работа» — это тоже система, существует, только пока сохраняется баланс между затраченными усилиями и полученными радостями. Отдых не должен быть просто «паузой» в работе, а работа не должна сжигать весь внутренний «бензин».

Отдыхать — значит самовосстанавливаться, и лучше вас никто не знает, что вас наполняет и поддерживает. Универсальные рецепты здесь не работают. Кто-то восстанавливает силы, прибираясь дома, а кто-то от этого занятия истощается сильнее, чем за неделю аврала на работе.

Если вы чувствуете упадок сил, выгорание, внимательно прислушайтесь к себе: что может прямо сейчас дать вам «заправку» и силы двигаться дальше? Баланс часто держится на мелочах: любимой чашке на рабочем столе, теплых домашних тапочках, минуте доброго общения с коллегами или домашними. Поддержать может вовремя услышанная по радио песня, денежная мотивация или удачно купленный шарфик.

Меняйте жизнь к лучшему

В жизни должно быть несколько освоенных сфер, каждая из которых может стать настоящей опорой. Работа, семья, любовь, учеба, спорт, увлечения — все это может поддерживать и вдохновлять. И если в одной из этих областей случается застой или конфликт, не нужно погружаться с головой в проблему, истощаясь и мучаясь. Займитесь укреплением своих сил: переключите часть внимания на другие дела и накопите энергии в них. Тогда навести порядок в проблемной зоне будет гораздо проще.

Но как быть, если опор в жизни мало? Работа не радует, отношения печалят, спорт заброшен… И кажется, что зарядиться неоткуда. Можно ли увеличить запасы энергии, перестроив свою жизнь? Психологи отвечают: «Можно! Только осторожно и постепенно». Прежде всего нужно понять, что радость от какого-то дела и желание им заниматься есть, когда оно уже благополучно освоено. Бежать хочется туда, куда вы бегаете регулярно и получаете там удовольствие, охвачены азартом и восторгом. Если такого места нет — его стоит создать шаг за шагом с нежностью к себе.

Решили пойти на йогу или пилатес? Не нагружайте себя на первой же тренировке, занимайтесь ровно столько, сколько нужно, чтобы почувствовать небольшую усталость. Купите красивый спортивный костюм, чтобы выполнять упражнения в нем было приятнее, угощайте себя полезными коктейлями после тренировки. Хотите освежить английский для летнего путешествия? Занятия по 20 минут будут полезнее, чем полуторачасовой марафон, который отобьет охоту учиться.

Начинайте, уговаривая себя и лишь немного нажимая на рычаг воли. Включиться во что-то проще, если вы находите в этом смысл и хотя бы некоторое удовольствие. А если разрешить себе подходить к делу творчески, то может открыться целый поток энергии. И это касается любых вещей — и новых, и давно знакомых. Так со временем появляются интересные занятия, воспитываются полезные привычки, которые потом становятся любимыми и начинают приносить удовольствие.

Алия Коваленко,
психолог, арт-терапевт,

Жизненный смысл и творчество

Для развития внутренней энергии важны три понятия.

Баланс — это естественное состояние человека. Для его сохранения в организме существует много систем, а равновесие между напряжением и расслаблением — это важнейший принцип сохранения внутренней энергии.

Другое естественное состояние — это здоровый уровень витальной (жизненной) энергии. Он может поддерживаться через развитие творческого «Я». И для этого необязательно уметь петь, рисовать или иметь творческую профессию. Творчество — это особый способ жизни, когда мы позволяем себе реализовывать спонтанные импульсы, которые рождаются внутри нас. Главное — уметь прислушиваться к ним.

Даже такое простое дело, как приготовление завтрака, может быть очень ресурсным и творческим. Не зря в арт-терапии существуют понятия «целебное творчество» и «исцеляющее искусство». Творчество не обязательно связано с действием. Исцеляющим может быть и прослушивание музыки, чтение книг, созерцание полотен художников или природы — все, что может вдохновить человека.

И третье понятие — это смысл. Важно осознавать, какой смысл несет ваша жизнь и работа. Когда человек понимает это, он редко сталкивается с проблемой эмоционального выгорания, даже при напряженном графике и переработке. Смысл привносит в жизнь радость от самореализации. А когда есть радость, эмоциональный фон всегда будет позитивным, с какими бы трудностями ни пришлось столкнуться на пути. Наполняйте свою жизнь смыслами, которые важны именно для вас!

Наладьте поток энергии

Кроме психологических лайфхаков, существуют простые рецепты, как получать больше энергии каждый день. Они касаются сна, еды, физической нагрузки и организации рабочего дня. Именно из этого складывается тот самый здоровый образ жизни. При этом не требуется диетических подвигов и пробежек перед работой, все решается довольно просто.

Обеспечьте себе хороший сон. Открытая форточка и плотные занавески помогут накопить энергию за ночь, избавят от неприятных снов. Хорошо бы спать на ортопедическом матрасе и не меньше 7–8 часов. Ванна с солью перед сном успокоит, а вечерняя прогулка или небольшая физическая нагрузка за пару часов до «отбоя» поможет быстро заснуть.

Проснувшись, потянитесь прямо в кровати: с удовольствием растяните спину, шею, руки и ноги, напрягите пальцы, пошевелите ими. Это отличное упражнение, очень простое и важное для здоровья и бодрости. Растяжка мышц даже в течение трех минут заметно поднимает настроение, повышая уровень серотонина в крови. Днем время от времени снова оживляйте тело. Спрячьтесь от коллег и сладко растяните уставшие от сидячей позы мышцы, напрягите мелкую мускулатуру лица, скорчив пару-тройку гримас, — и вы точно почувствуете себя лучше.

Сразу после пробуждения выпивайте стакан воды. Утром человек обычно обезвожен, а это усиливает стресс. Приготовьте простой полезный завтрак: залейте овсяные хлопья йогуртом или кефиром, поджарьте пару гренок или оладьев, закусите бананом. Здоровая еда помогает сохранять химический баланс в организме, который так важен для его «подзарядки», и избавляет от угрызений совести за поедание вредной пищи, а это опять же повышает энергию, сокращая стресс.

Осваивайте искусство энергосбережения

Чтобы меньше сил тратить на работе, составьте два плана на день. План-минимум — это те дела, которые точно нужно сделать сегодня. Хорошо, если их будет немного. План-максимум стройте с большими амбициями. Это тот объем задач, за который вы бы дали себе медаль.

Если силы закончились на плане-минимум — ничего, вы все равно молодец. А если удалось сделать что-то из плана-максимум — это повод гордиться собой. А рост самооценки всегда повышает уровень энергии.

Простые приемы «энергосбережения», баланс между работой и отдыхом, творческий подход к жизни могут творить чудеса. Прислушивайтесь к себе, «заправляйтесь» вовремя, осторожно двигайтесь в позитивном направлении, и энергия будет переливаться в вас — то искрясь, то мягко баюкая.

Что такое энергия Текст научной статьи по специальности «Физика»

ЧТО ТАКОЕ ЭНЕРГИЯ

Вышинский В.А.

Институт кибернетики им. ВМ.Глушкова НАН Украины,

Киев

WHAT IS ENERGY

Vyshinskiy V.

V.M.Glushkov Institute of cybernetics of National academy of Science of Ukraine

Kiev

АННОТАЦИЯ

Энергия в познании окружающего мира является ключевым понятием, которое далеко неоднозначно трактуется в современных исследованиях. В статье это свойство материи рассматривается, как мера ее движения, т.е. ее скалярная характеристика. Предлагается способ исследования энергии путем математического анализа функции движения материального объекта, аргументами которой выступают не меры пространства и времени, а величины материальной субстанции. Приводятся примеры использования этого способа для анализа энергии движения материальной субстанции в фотоне (кинетическая энергия), и ее консервации (потенциальная энергия), расположенной в массе тела.

ABSTRACT

Energy in the knowledge of the world is a key concept, which is far, from ambiguously interpreted in modern research. In the article, this property of matter is considered as, a measure of its motion, i.e. its scalar characteristic. A method is proposed for studying energy by mathematical analysis of the motion function of a material object, the arguments of which are not measures of space and time, but the magnitude of material substance. Examples of using this method to analyze the energy of motion of a material substance in a photon (kinetic energy), and when it is preserved (potential energy) located in the body mass, are given.

Ключевые слова: энергия, величины материальной субстанции, потенциальная энергия, кинетическая энергия, неопределенный интеграл

Keywords: energy, values of material substance, potential energy, kinetic energy, indefinite integral

1. Введение

Человеческое любопытство всегда интересовалось причиной, непрерывного изменения окружающей среды, которая приобретает новые формы под внешним воздействием, а также в силу внутренней способности превращаться из одного вида в иной. Не будем прослеживать историю познания этого явления, а отметим лишь то, что в первой половине семнадцатого века Готфрид Лейбниц это свойство материи назвал «живой силой» и предложил ему математический образ

E=mv2,

где E — «живая сила», v — скорость перемещения m — массы тела. Это уже потом вначале девятнадцатого века Томас Юнг эту «силу» обозначил энергией. Способность материального мира перестраивать свою структуру под воздействием энергии, и только с ее помощью, просматривается на каждом шагу. Наверное, Г. Лейбниц, ассоциируя перераспределение материальной природы с работой, т.е. с деятельностью человека, и отнес его к «живой силе». До сих пор, несмотря на усилия человечества в познании природы, понимание энергии тесно связывают с работой, выполнение которой присваивают не только человеку, но и искусственно созданному механизму, а то и природному явлению. Такое «свободное» обращение с понятием энергии, как видом различной работы, позволило приблизить научное познание к бытовым рас-

суждениям, тем самым, затрудняя глубоко вникнуть в его сущность. Ведь весьма часто различные проявления энергии требуют сравнительного анализа, который удобно выполнять, введя их в единую измерительную систему. В частности, для анализа энергетических затрат на физический и умственный труд (их сравнение) нужны единые единицы измерения энергии, которых не способна сегодня предоставить наука. Иными словами, для оценки количества энергии в рассматриваемом случае, не оказалось таких же удобных возможностей, как это имеет место в определении веса тела, скорости поступательного и скорости вращательного движения и это не единственный пробел в современной физике, связанный с познанием энергии. Уже давно в науке под энергией понимают скалярную величину движения материи, однако в чем сущность ее модели, как физической, так и математической, адекватной природе установить не удалось. В данном случае речь идет о модели, которая не просто утверждала бы, по Эйнштейну, что энергию можно превратить в массу, а последнюю в энергию, а была показана самая сущность такого превращения, конечно, если в природе оно возможно. Более того, в появлении вещества из материи, первостепенную роль играет ее энергия, и в этом случае, нужна модель, поясняющая это явление природы. В настоящей статье попытаемся, в какой-то мере, «пролить свет» на затронутые выше вопросы.

2. Современные подходы в изучении энергии

Эффективность познания, прежде всего, зависит от метода исследований, базирующегося на мировоззрении, т.е. на системе понятий, поясняющих существование окружающего мира. Материалистическое мировоззрение для этого использует систему понятий-постулатов [1], которые отражают законы природы и не зависят от субъекта-исследователя. Если же указанные понятия не удовлетворяют этим требованиям и, «мягко» говоря, необоснованно надуманные, отражая субъективные пожелания, то ожидать адекватных природе результатов от такого познания не приходится. Например, один из постулатов, в специальной теории относительности, фиксирует скорость света, превышение которой ни одному движению в природе, согласно Эйнштейну, не «позволено». В тоже время такое утверждение противоречит, полученным задолго до этого, результатам исследований Лапласа [2], согласно которым скорость распространения гравитации на семь десятичных порядков превышает скорость света.

Однако наш «знаменитый физик» и в дальнейшем продолжает игнорировать эту неудобную для него информацию, и при разработке общей теории относительности вводит постулат, в котором присваивает скорости распространения гравитационного потенциала скорость света. Выдача Эйнштейном в своих теориях желаемого за действительное, неоднократно, подтверждалась внушительной статистикой эксперимента. Так, в первом десятилетии двадцать первого столетия, пучок нейтрино был направлен из ЦЕРНа в подземную лабораторию Италии Гран-Сассо, которая находится на расстоянии 732 км. Оказалось, что скорость нейтрино больше скорости света, и этот опыт повторялся 15 тыс. раз [3]. Не менее убедительными являются эксперименты американского астронома Тома Ван Фландерна, который в статье «Скорость гравитации. О чем говорят эксперименты» проанализировал последствия гравитационной аберрации для нашей Земли, и оценил, при этом, что скорость гравитации должна быть в 2 1010 раз больше скорости света [4].

И после этих убедительных экспериментов современная физика продолжает находиться в плену, как специальной, так и общей теории относительности. Особенно пелена ложного понимания природы проявляется вокруг ловли гравитационных волн, идея о существовании которых сгенерирована Эйнштейном. Однако к этим волнам, как уникальному «явлению» природы, в том виде, в котором сегодня широкую публику «балует» реклама, возникают профессиональные и очень неприятные для физики вопросы, которые можно было бы разрешить в открытой дискуссии на страницах академических научных журналов. Однако допуск к этим журналам, для этих целей закрыт уже на протяжении ста лет [5].

В свое время, упоминаемый нами Том Ван Фландерн, утверждал, что, когда экспериментальные данные несовместимы с основными научными теориями, ученые, ведущие массовые исследова-

ния, отказываются признавать это, чтобы не подставить под угрозу их финансирование. И добавим к этому еще и то, что на современном этапе существования рыночной экономики, источник финансирования тоже не заинтересован в новых исследованиях, и, особенно, тех, которые носят фундаментальный характер. Ведь внедрение их, как правило, не дает быстрый практический эффект, а это уже сулит потере получаемой прибыли, которая исходит из старой, и давно проверенной технологии. Отмеченная выше особенность рыночной экономики явно прослеживается в компьютеростроении, когда в современную вычислительную машину закладывается информационная технология, используемая еще в пятидесятые годы прошлого столетия, т.е. сегодня в компьютерах весь процесс обработки информации сводится к действиям над числами. В тоже время, не представляет большого труда, реализации в аппаратуре более совершенных, и эффективных, машинных информационных технологий, оптимально согласующимся с микроэлектронной элементной базой и потребностям пользователя [6]. Как оказалось, этот пример характеризует то, что заказчик не заинтересован в поддержке более совершенных технологий, и он этим отношением старается их еще и тормозить, а то и направить по ложному пути, особенно в фундаментальной науке физике [5]. Что касается гравитационных волн то, в силу специфики используемых «знаний» в этом случае, подобный пример не так будет нагляден, как это имеет место с Computer science. Более подробно и доказательно отсутствие в природе гравитационных волн по Эйнштейну требует отдельной публикации.

Итак, рассмотрим широко известный вид энергии, с которым сегодня сталкивается наша цивилизация, и на которую, как уже отмечалось ранее, обратил внимание Г.Лейбниц, назвав ее «живой силой», т.е. работой. Под углом феноменологического метода познания природы, а современные исследования в физике ведутся именно с этих позиций, энергия проявляется как «нечто», перемещающееся в пространстве и во времени в вещественных образованиях газообразного, жидкого и твердого агрегатного состояния. По мере освоения новых видов энергии было замечено, что это «нечто» (энергия) может находиться также и в колебательном движении материи. Например, когда вещество в виде электрического поля, преобразуется в магнитное свое существование, и, затем, уже из него снова возвращается в электрическое поле. В этом случае имеет место обычное электромагнитное колебание вещества. Известно, что не составляет особого труда преобразовать энергию, находящуюся в отмеченном колебательном состоянии, в энергию поступательного движения вещества, которую уже, затем, традиционно использовать в качестве работы по Лейбницу. У многих исследователей, в этом случае складывается представление, что энергия ни от чего независима, т.е. она является некоторой субстанцией, которая в природе может находиться либо вместо материи,

либо рядом с ней, и тогда, независимо от материальных образований, ее можно видоизменять, либо транспортировать из одного места пространства в иное. Отдавая приоритет энергии, и наделяя ее субстанцией, исследователь в своем мировоззрении погружается в философский энергетизм — идеалистическое понимание мира, которое, как правило, приводит его к результатам неадекватным природе.

Тот вид энергии, который расположен в электромагнитном колебании вещества, человек обнаружил своими органами чувств, и отнес его к теплу. Конечно, не сразу тепловые ощущения связывали с электрическим и магнитным полем, а присвоили им статус особой субстанции, которую обозначили теплородом и флогистоном. Если теплород представлялся как некоторая невесомая жидкость, перемещающаяся в веществе, то флогистон такое же «нечто» невесомое, которое, ничем не проявляя себя, находится в одном из трех агрегатных состояниях вещества, и только при определенных условиях дает о себе знать, обдавая вещественное окружение теплом. Однако изучение поведения тепловой энергии в технических установках с позиций и теплорода, и флогистона не позволяло более правдиво прогнозировать (рассчитывать) их технические параметры. И тогда появилась молекулярно-кинетическая модель тепла, которая в паре с математическим аппаратом статистической механики уже стала удовлетворять этим требованиям конструкторов тепловых машин.

Несмотря на это, в современной физике имеются суждения, что молекулярно-кинетическая модель далека от материальной действительности [7]. Действительно, возникает большое сомнение в том, что тепло в веществе представляет собой движение мельчайших атомов, молекул и ионов. Ведь по утверждениям тех же сторонников молекулярно-кинетической теории теплоты атомы и молекулы электрически нейтральны, из чего следует, что под действием сил напряженности электрического поля они не могут двигаться. Аналогичный вывод можно сделать и в отношении магнитных силовых линий. Что касается ионов, то в них, положительные либо отрицательные электрические заряды, в случае, их притяжения самоуничтожаются, излучая при этом фотоны. Это явление «самоуничтожения» появляется в механическом трении, ударах, при которых возникают электрические заряды обеих знаков. Взаимодействуя друг с другом, они вызывают появление фотонов, регистрируемых нами в виде искр. А вот при переносе тепла искры, почему-то, не наблюдаются. Таким образом, электрические и магнитные взаимодействия на уровне атомов, молекул и ионов не приводят их к движению, тем самым молекулярно-кинетическая теория не находит своего экспериментального подтверждения. На основании этого вывода рассуждения об абсолютных упругих ударах молекул и атомов, возникающих при известной молекулярно-кинетической модели теплоты, лишены всякого смысла, тем более, к их «физике», тоже, возникают неожиданные и «неприятные» вопросы, требующие отдельных исследований.

Кроме, приведенной выше модели, имеются рассуждения о тепловом движении за счет «поглощения и излучения» «квантов» «энергии». Знакомясь с таким способом объяснения тепловых процессов в веществе, невольно приходится задаваться вопросом: «А каким способом квант электромагнитного излучения (фотон) может излучаться или поглощаться атомом либо молекулой?» То объяснение, которое для данного случая приводится в современной физике — генерирование фотона за счет перехода электрона с одной орбиты на другую, по крайней мере, является не серьезным. Дело в том, что излучение фотона совершается по закону [1], и о том, как этот закон проявляется в данном случае, современная физика не рассматривает. Аналогично, непонятно как поглощается атомом фотон -квант энергии. Известно, что фотон в пространстве движется с огромной скоростью, и тогда в атоме, молекуле должны быть созданы условия, при которых осуществляется его поглощение. Более того, необходимо выполнить преобразование фотона в другой вид энергии, ведь если этого не произойдет, то он просто остановится, т.е. бесследно исчезнет и воспользоваться его энергией уже не будет возможности. Ведь, фотон представляет собой явление природы, которое существует только в своем движении. Знакомясь с приведенной выше моделью теплоты, можно сделать вывод, что ее автор рассматривает энергию (теплоту), как некоторую субстанцию независимую от материи, т.е. он безнадежно погружен в идеологию энергетизма.

Традиционно сторонники молекулярно-кине-тической теории теплоты в ее адекватности природе апеллируют к опыту Штерна и броуновскому движению. В [7] авторы подробно анализируют этот опыт Штерна и показывают, что «нет ни одного экспериментального подтверждения, в котором бы наблюдалось движение молекул в веществе среди других его молекул, как это следует из моле-кулярно-кинетической теории». Что касается броуновского движения, то в настоящей статье при изучении потенциальной энергии будет показана его природа, которая никак не связанна с современной моделью теплоты.

Итак, подытоживая анализ различных подходов к познанию энергии в виде работы, или в виде тепла, еще раз подчеркнем, что на современном этапе имеет место жонглирование понятием энергии, как с чем-то осязаемым, конкретным, которое можно поместить в закрытое пространство и транспортировать в нужное для пользователя место. Именно в этом и проявляется отношение к пониманию энергии, как к некоторой субстанции, независимой от материи, тем самым, ставя исследователя в ряд сторонников известного лженаучного направления в мировоззрении — энергетизма. Особенно этот отрыв от материальной действительности проявляется в современной астрофизике, когда, так называемое «расширение Вселенной» специалисты в этой науке относят к действию «темной» материи, никак не связывая ее существование с материальным источником.

В следующем разделе представим новую модель понимания энергии, которая сегодня наиболее адекватна природе.

3. Энергия является мерой движения материи

Более точного и адекватного природе понимания энергии, чем идентификация ее с мерой движения материи, трудно себе представить. Поскольку материя неразрывно связана с движением, а мир бесконечен во времени и пространстве, то и энергетическое проявление его тоже бесконечно. Распределение материи, согласно четвертому постулату [1] на бесконечной последовательности объемов, расположено так, что каждый «материальный объем» есть составной частью большего объема и одновременно состоит из аналогичных объемов меньшей размерности.

В то же время согласно тринадцатому постулату на такой последовательности — пятой оси существования материи (первые три — измерение трехмерного пространства, а четвертая ось времени) природой «предусмотрено» место — координата, в которой количественный рост материи «порождает» качественные изменения — возникают в ней новые свойства. То есть, такое новое образование представляет не «арифметическую» сумму свойств материальных систем, составляющих ее, а ему уже присущи появившиеся принципиально новые качества, т.е. эмерджентные. Именно в эту координату пятой оси природа «поместила» вакуум.

Более подробно поясним, о чем идет речь. Для этого рассмотрим в трехмерном пространстве совокупность сгустков, накопление материальной субстанции в которых приводит к отмеченному выше скачку в появлении нового материального качества. Поскольку это новое качество в природе возникает при превышении определенного количества материи в конкретном (фиксированном) объеме трехмерного пространства, то и количество материальной субстанции в сгустках и занимаемый ими объем находятся на одинаковом пределе, т.е. превышение этого предела, как уже отмечалось, приводит материю в вакууме к новому качеству.

Рассматриваемая совокупность материальной субстанции в нем дискретна и однородна, и поскольку объем и материальное наполнение сгустков одинаковые, то и координаты их расположения на своих осях распределения материи по объемам будут одинаковы, которые, в конечном итоге, совпадают с координатой расположения вакуума на совокупности осей распределения материи, занимаемых ею объемов. Отмеченное выше, увеличение количества материальной субстанции в сгустках такого вакуума приводит в нем к качественному переходу материи — в вещественное ее существование. Более подробно это явление рассмотрим на примере.

В [8,9,10] предложена новая модель вакуума, которая представляет собой однородную среду сгустков материальной субстанции одинаковых по количеству материи, объемам занимаемых ими в пространстве, а также по форме их движения. Указанные сгустки расположены в узлах трехмерной

решетки по материальным плоскостям, названных пластинами вакуума, в которых они связаны между собой в единое целое. Дело в том, что каждый сгусток вне пластины находится во вращательном движении, которое останавливается за счет взаимодействия его с другими такими же сгустками, когда они оказывается в вакууме. Такое связанное его состояние в пластине имеет ограниченное время, после чего сгусток поворачивается в пространстве, покидая ее, и начинает участвовать в формировании с другими сгустками новую такую же «соседнюю» пластину. Затем, после короткой задержки в ней сгусток вакуума ориентируется уже на формирование следующей новой пластины. И так этот процесс продолжается до тех пор, пока ориентация сгустка в формировании новой пластины не возвратится в исходное положение. В каждой такой пластине, в момент ее существования, система материальных сгустков, за счет взаимодействия их друг с другом, останавливается в своем вращении и в следствие этому находится в упругом состоянии. Это упругое состояние сгустков в пластине вакуума в определенных условиях приводит его в колебательное (волновое) состояние, которое более подробно будет рассмотрено несколько позже.

Обратим внимание на необычное свойство рассматриваемой пластины-плоскости, состоящее в том, что, несмотря на материальность ее содержимого, определить толщину пластины не представляется возможным, в силу недостаточной разрешающей способности любых вещественных приборов. Еще раз подчеркнем, вещественных измерительных приборов. Кроме того, зафиксировать процесс переориентации (движение спутниковой части сгустка) на формирование и вхождение ее в новую пластину, тоже для вещественных приборов не является достижимым. Именно эта не разрешающая способность вещественных приборов не позволяет зарегистрировать местоположение сгустка материальной субстанции вакуума и его переориентацию в пространстве, т.е. «увидеть» ее движение. Иными словами, вакуум естественными и искусственными вещественными приборами не видим.

А теперь исследуем ситуацию, когда в месторасположении любого сгустка материальной субстанции в вакууме появляется еще один такой сгусток. В этом случае происходит в нем удвоение материальной субстанции, что приводит в этом месте вакуума к количественному накоплению материальной субстанции, т.е. создаются условия для перехода состояния материи в новое качество, напомним, появившегося — эмерджентного. Это явление в природе следует идентифицировать, как изменение однородности вакуума, которое и нарушит устойчивость упругого состояния совокупности сгустков материальной субстанции в том месте его пластины, где произошло ее удвоение. Отмеченное нарушение устойчивости приводит к вращению спутниковой части сгустка, тем самым, воздействуя на его соседние сгустки, изменяя их форму объема, который они занимают в пространстве вакуума. Напомним, изменение формы объема занимаемой

сгустком проявляется в его пластине возникновением силовых линий напряженности электрического и магнитного полей [8]. Поскольку эта форма меняется согласно вращению спутниковой части сгустка, то и изменение силовых линий подчиня-теся этому вращательному движению. При этом, сдвиг изменений между напряженностью электрического и магнитного поля равен 900, а направления их силовых линий располагается в двух взаимно перпендикулярных осях декартовой прямоугольной системы координат помещенной в центр сгустка.

Одновременно с этим, та часть материальной субстанции, которая оказалась избыточной в исследуемом месте вакуума во время поворота спутниковой части сгустка, покинет его пределы, переместившись в соседний сгусток, который расположен вдоль отрицательного направления силовой линии электрического поля, генерируемого тем же исходным сгустком. Что касается того места вакуума, из которого эта избыточная часть переместилась, то оно возвращается в исходное положение, т.е. в нем остается один сгусток материальной субстанции в не избыточном состоянии, и, естественно, он не видим вещественными приборами. Таким образом, в рассматриваемом пространстве вакуума произойдет повторение ситуации совмещение — увеличение материальной субстанции, но только уже в другом соседнем сгустке. Процесс нарушения упругого состояния вакуума произойдет и здесь, который сопровождается теми же материальными изменениями, что перед этим происходили в предшествующем сгустке. Рассматриваемое явление в природе продвигается вдоль луча, совпадающего с отрицательным действием силы (силовой линии по Фара-дею) напряженности электрического поля, генерируемого исходным сгустком материальной субстанции, которое названо в [8] волновым состоянием вакуума, и идентифицированного нами с фотоном.

Приведенная выше модель показывает появление в природе фотона, который «рождается» совмещением всего лишь двух сгустков материальной субстанции в одном месте вакуума. Тот же процесс появления фотона будет иметь место, если совместить три, и более сгустков материальной субстанции. «Рассасывание» нагромождения их последовательно. Вначале переместится один из них в соседний, как это было показано выше, а, затем, очередь дойдет к следующему сгустку, который одновременно с основным (не избыточным) сгустком, во время своего поворота вокруг собственного центра, продвинется на место расположения соседнего сгустка (по лучу фотона). Одновременно с этим явлением из соседнего сгустка самый первый избыточный сгусток переместится дальше в место следующего сгустка вакуума — по тому же лучу. И так будет продолжаться до тех пор, пока в самом первом сгустке луча исчезнет избыточность материальной субстанции. Полученная цепочка процесса «разгрузки» избыточной материальной субстанции в конкретном сгустке тоже является фотоном,

только в нем электромагнитные колебания в вакууме генерируются не одним сгустком материальной субстанции, а целой их цепочкой. Понятно, что в этом случае количество движения материи будет больше, нежели в том фотоне, который появился в результате воздействия одной избыточной материальной субстанции. Из приведенной модели вытекает то, что скорость распространения фотона в пространстве вакуума определяется скоростью перемещения избыточной части материи от одного сгустка в соседний сгусток пластины вакуума, и она равна скорости распространения света.

Исследования показали [8], что для фотона природой отведено отдельное место в вакууме, представляющее двумерное пространство, и «проникнуть» в него еще одному такому фотону, который находится в ином своем таком же пространстве, не представляется возможным. Вот почему фотоны, прилетающие от далеких звезд, на Земле оказываются неискаженными, т.е. в их пространстве не было помех (других фотонов) для искажения. В современной физике два фотона, которые располагаются в одном пространстве, называются когерентными.

Следует также заметить, что приведенная модель «рождения» фотона, содержит самый важный механизм природы — закон, в результате действия которого возникает вещественная форма материи из вакуума. В [1] этот закон обозначен Первым Началом Вещества, гносеологические корни которого ведут к известному эффекту Черенкова-Вави-лова. Дело в том, что благодаря этому Началу появляется первая (начальная) элементарная частица вещества, из которой формируются шесть таких же элементарных его частиц. По нашим оценкам для формирования темной материи, а также элементов Таблицы Менделеева достаточно всего лишь девять элементарных частиц вещества, куда включаются фотон и шесть указанных выше его «производных».

Итак, мы рассмотрели материальную модель движения вещества, названного фотоном. Теперь попытаемся определить, соответствующую ей математическую модель, т.е. функцию, которая позволит на основании мощного аппарата математики, провести дальнейшие исследования этой формы движения, включая и энергетическое ее содержание. Вначале исследуем математическую модель движения фотона, рожденного от избыточности материи одним сгустком в одном сгустке материальной субстанции вакуума. В процессе движения такого фотона возникает в пластине вакуума генерация силовых линий электрического, и магнитного поля. Скорости изменения их в математике соответствуют тригонометрическим функциям синуса и косинуса [8].

УЕ = Бта, Ум = -Со8а.

Исходя из того, что эти функции отражают одно и тоже явление в вакууме, то скорость УЕ —

изменения напряженности силовой линии электрического поля, и скорость Ум изменения такой же силовой линии уже магнитного поля одинаковы, и варьируют в одних и тех же пределах. Только проявляются они вдоль разных координат Декартовой прямоугольной системы координат сгустка материальной субстанции. Скорость УЕ — вдоль оси ординат, а скорость Ум — вдоль оси аппликат. Тогда функции движения материи, в виде количества движения, в рассматриваемом случае примут вид

/ V) = ЕтУЕ

(1).

Значения этих функций не превышают для электрического поля абсолютной величины максимального, либо минимального значения напряженности его силовой линии Е , а для магнитного

поля (М т) абсолютной величины напряженности силовых линий в полюсах Норд и Зюйд.

В процессе движения рассматриваемого фотона, кроме изменения значений силовых линий Фарадея имеет место и поступательное движение сгустков материальной субстанции. В математике для этого случая имеется функция /(V) = тУ, которая соответствует количеству поступательного движения массы тела m и его скорости V. Тогда, в математической модели движения фотона поступательная часть имеет вид

/ (с) = Же

(2),

именно она есть единственным абстрактным аналогом естественной скалярной характеристики движения материи, не следует. Поскольку такое утверждение граничит с искомой окончательной истиной, которую можно достичь только на пределе бесконечной последовательности моделей познаваемой материальной среды. А это, в свою очередь, противоречит нашему постулату-закону [1] о познаваемости природы. И все же попытаемся на нашем этапе познания приравнять предполагаемую скалярную характеристику движения материи энергию с интегралом математической функции, которая описывает это движение. Приступая к анализу этой функции в аппарате интегрального исчисления, обратим внимание на то, что в ней в качестве переменных выступают не меры пространства и времени, т.е. нематериальные аргументы, а скорости изменений в материи, сопровождающих это движение. Из этого следует, что рассматриваемая функция представляет собой не абстрактное феноменологическое описание физического процесса (движения материи), а отображает его сущность внутреннего состояния материальной системы [11].

Выражение (3) состоит из двух частей, первая из которых представляет функцию, зависящую от скорости вращения материальной субстанции, а вторая от скорости ее поступательного движения. ЕтУЕ + МтУм + Же (3).

В настоящей работе предметом исследований выступает энергия, которую, как уже отмечалось, принято связывать со скалярной характеристикой движения материи. Однако, исходя из «способности» тепловой энергии, передаваться к менее нагретому телу, у исследователя может сложиться представление, что тепло (энергия) векторная величина, и ее вектором служит направление, куда в среде оно передается. Такая оценка энергии является не верной, поскольку направление указанного вектора не является внутренним ее свойством, а определяется только средой, в которую помещен источник тепла. Исходя из этого, при анализе функции (3) следует искать аналогичную ей скалярную характеристику. Известно, что при интегрировании функции мы получаем скалярную величину, но утверждать, что

У_ЕтУ2Е 2

+ —

МУ

м

2

Же2 _ + — + С (4),

где С — общая постоянная интегрирования для всех составляющих функции (3). + с (7).

3 2 2

Этот интеграл является математической моделью энергии фотона, полученного в пространстве вакуума путем удвоения материальной субстанции в конкретном его месте. Первое его слагаемое определяет энергию вращения сгустка вокруг своего центра во время движения фотона, а второе — поступательное движение такого сгустка, но уже по его лучу. По существу, эти составляющие отражают вращательное и поступательное движение сгустка материальной субстанции вакуума, т.е. преобразование энергии материи, находящейся в сгустках вакуума в вещественное их представление, именуемое фотоном.

Рассмотренное выше удвоение материальной избыточности в сгустке вакуума, приводит к появлению в природе энергетически самого слабого фотона. В нем, как уже отмечалось, энергия генерируется избыточностью всего лишь одним сгустком, путем его вращения и поступательного движения. Если в вакууме генерируется фотон, как совмещение в одном его месте большего количества сгустков материальной субстанции, то тогда и энергетическая составляющая его будет большей. Следует обратить внимание на то, что энергетическое содержимое фотона не зависит от частоты электромагнитных колебаний в сгустке материальной субстанции — она в нем постоянная и соответствует тому виду вакуума, в котором происходит излучение фотона.

По имеющимся предположениям в природе могут существовать и другие аналогичные ваку-умы, в которых материальное содержимое сгустков большее либо меньшее, и тогда частота электромагнитных колебаний в сгустке такого вакуума будет отличаться, от такой же частоты варианта вакуума, рассматриваемого в настоящей работе. Причем, указанные вакуумы могут в мировом пространстве соприкасаться друг с другом, вызывая тем самым явления, с помощью которых можно объяснить многие «темные пятна» в понимании природы, например, генерация энергии звезд и планет. Исследование модели поведения таких вакуумов требует отдельного рассмотрения.

Теперь попытаемся сопоставить оценку энергетической составляющей фотона представленного настоящей моделью с той моделью, которая сегодня доминирует в науке. Первое, на что следует обратить внимание, это то, что согласно предложенной М.Планком формулы, чем выше частота электромагнитных колебаний в фотоне, тем большее его энергетическое содержимое. Эксперименты со светом, а именно фотонами видимого спектра, показывают «немного» иной результат. Так согласно известному испытанному эксперименту со спектром белого пучка фотонов температура его составляющих повышается, от ультрафиолетового диапазона его составляющих, в сторону инфракрасного. Это означает, что энергия фотонов этого спектра, следует за показателем термометра, т.е. с ростом длины волны фотона увеличивается и его энергия.

Кроме того, практика исследования мирового пространства с помощью облучения электромагнитными колебаниями показала, что инфракрасный диапазон этих облучений более мощный он позволяет «проникнуть» в такие «туманности», которые не являются «прозрачными» для облучения лучами из ультрафиолетового диапазона. А фотоны, которые приходят к нам от очень далеких звезд «склонны» к увеличению их длины волны, что привело к ложному утверждению, опирающемуся на эффект Доплера. В результате был сделан ложный вывод, что Вселенная расширяется. Как уже отмечалось, в предлагаемой настоящей работе модели фотона частота электромагнитных колебаний не влияет на его энергетическое содержание, поскольку она не варьируема со стороны вещественного представления материи и является константой вакуума. А вот количество сгустков материальной субстанции, участвующих в генерации фотона в вакууме существенно изменяет его энергетическое содержание. Судя по всему, современное понимание разложение белого пучка света его инфракрасная сторона отражает фотоны, в луче которых большее количество генерирующих его сгустков материальной субстанции вакуума, а ультрафиолетовая, наоборот, ее фотоны порождаются меньшим количеством таких сгустков. Исходя из этого, можно предположить, что общепринятое (условное) понимание частоты фотона (его периода колебаний) следует связывать с длиной последовательности сгустков материальной субстанции, порождающих его. Иными словами, согласно современной физике, чем меньшее количество сгустков в последовательности его луча, тем меньше его частота, и, наоборот, рост количества этих сгустков в генерации фотона приводит к уменьшению рассматриваемой частоты. Исходя из этого, современное понимание длины волны фотона требует уточнения, которое будет рассмотрено в отдельной работе.

4. Потенциальная энергия

В истории познания теплоты, как уже упоминалось, использовался термин флогистон, в котором исследователи видели нечто невесомое и ничем не проявляемое свойство, и которое дает о себе знать в определенных условиях, обдавая вещественное окружение теплом. Находящаяся в таком виде тепловая энергия (тепловое движение), как бы законсервирована и в этом скрытом виде может быть транспортирована, не растрачивая свое внутреннее энергетическое содержимое. Сегодня рассмотренное выше ее состояние идентифицируют с потенциальной энергией, которая в природе сосредоточена в вакууме.

Это утверждение поддерживается нашими исследованиями, которые показывают, что фотон -вещественная частица, порождающая элементарные частицы вещества, насыщается своей энергией, именно, из вакуума, где она находится как в законсервированном виде, так и не законсервированном — в свободном движении материи. Если законсервированное движение (энергия) вакуума обладает «свойствами флогистона», и оно невидимое, то так

называемое свободное движение в нем, по идее, может быть нами зарегистрировано. Однако исследования [12] показали, что это не так — указанное движение вакуума вещественными приборами в силу их недостаточной разрешающей способности не может быть опознано, и поэтому вакуум, как уже утверждалось, для нас является невидимым.

Обратим внимание еще и на то, что законсервированная часть внутреннего движения вакуума остановлена упругим его состоянием, и «освобождение» его может быть достигнуто снятием равновесия между силами, создающими эту упругость. Оказалось, что «снятие» этой упругости, т.е. расконсервирование указанной энергии вакуума можно достичь путем нарушения его однородности, которая, как рассматривалось ранее, достигается путем совмещения двух и более сгустков материальной субстанции в одном его месте пространства вакуума. Именно таким способом природа порождает из вакуума вещество. Иными словами, вещество из вакуума появляется путем «освобождения» в нем законсервированного движения. По существу, таким способом происходит превращение потенциальной энергии, содержащейся в «спокойном» вакууме, в кинетическую энергию, что было рассмотрено в предыдущем разделе.

В природе имеется множество примеров консервации кинетической энергии в виде потенциальной. Однако в настоящей работе рассмотрим те из

них, которые характеризуют истоки появления вещества из вакуума, и которые, прежде всего, относятся к фундаментальным аспектам познания. Уже упоминалось, что основное начало возникновения вещества в природе основано на небольшом количестве элементарных частиц вещества, в том числе и формирующих массу вещества. В [12] показано, что в случае нахождения двух фотонов в одной пластине вакуума на очень малом расстоянии, может произойти ситуация, когда электромагнитный колебательный процесс в них обрывается, и таким образом возникают частицы, разлетающиеся в противоположные стороны от места их обрыва. Если эти частицы гравитационного поля «рождаются» на определенном расстоянии друг от друга, то они притягиваются между собой, тем самым, останавливая свое поступательное движение, и формируют гравитационный диполь. Условное изображение этого диполя представлено на Рис.1.

На этом Рис.1 изображен фронтальный разрез пластины вакуума в прямоугольной Декартовой координатной системе ее сгустков, в которой ось абсцисс обозначена буквой X, а ось аппликат буквой 2. Условность изображения рассматриваемой пластины обусловливается еще и тем, что ее

Ъ

В

‘//////////Л

\/ //////// //

А

/ / / /

Уа

Толщина пластины

X

Рис. 1 Фронтальный разрез пластины вакуума, в котором располагается гравитационный диполь

толщина не может быть измерена никакими вещественными приборами, в силу недостаточной их разрешающей способности. На Рис. 1 представлено, также, в том же разрезе, расположение двух сгустков материальной субстанции вакуума, которые во время прохождения двух соседних фотонов, после

взаимодействия друг с другом, оставили их в рассматриваемой пластине. Напомним, движение этих фотонов имеет направление вдоль оси ординат той же системы координат, т.е. перпендикулярно плоскости Рис.1, а взаимодействие сгустков (их притяжение) поддерживается теми половинами силовых

линии магнитного поля, которые притягивают к себе другие сгустки в пластине. Так, рассматриваемая часть силовой линии сгустка А направлена в сторону отрицательных значений оси аппликат 2, а сгустка В — в сторону ее положительных значений.

Стрелками У л и Уз обозначены направление движения этих сгустков, в результате их обрыва во время электромагнитного колебания исходных фотонов.

Взаимодействие двух рассматриваемых сгустков материальной субстанции вакуума имеет место в двух направлениях. Одно из них состоит в отдалении их друг от друга в противоположных направлениях вдоль оси абсцисс, и второе направлено на притяжение между собой, как уже отмечалось, той частью силовых линий магнитного поля, которые работают на притяжение к себе, т.е. вдоль оси аппликат внутри пластины. Рассматриваемое взаимодействие приводит сгустки к неподвижному состоянию друг по отношению к другу, тем самым, сформировав пару, названную в [12] гравитационным диполем. Понятно, что притяжению сгустков, которое может закончиться совмещением в пространстве вакуума, препятствует их удаление друг от друга вдоль оси. В результате, как показано на Рис.1, они смещены друг по отношении к другу, и каждый из них в сторону действия своей силы, которая пытается придать сгустку поступательное движение.

Указанное смещение не перекрывает их силы притяжения друг к другу, и они несколько выступают от того совместного пространства, где они уравновешиваются. Таким образом, часть силовой

линии сгустка У л выходит за пределы диполя по

одну его сторону, а сгустка У з — по другую. Именно эти части силовых линий магнитного поля, действуя на притяжение себе подобных, и образуют силовые линии гравитационного поля. Поскольку основная часть силовых линий магнитного поля задействована на притяжение сгустков материальной субстанции, то, лишь, небольшая их часть отдана природой для гравитации. Вот почему гравитационное поле существенно слабее и магнитного, и электрического поля.

Таким образом, в рассмотренном покоящемся диполе законсервировано движение двух сгустков, а значит — в нем и присутствует потенциальная их энергия. Стоит продвинуться диполю в одном из направлений вдоль оси абсцисс, как сгустки сместятся между собой, освобождая ту их часть, которая до этого работала на притяжение. Таким образом, материальная часть сгустков, обеспечивающая увеличение напряженности гравитационного диполя, увеличится, и диполь сильнее будет притягивать к себе соседние сгустки. Поскольку рассматриваемые диполи являются строительным материалом массы тела, в том числе, и суден, находящихся в порту, то движение на малых расстояниях друг от друга вызовет дополнительное гравитационное вза-

имодействие, что чревато их сближению с последующим разрушением. Вот почему в порту находится большим судам на малом расстоянии воспрещено.

Второй пример, когда происходит расконсервирование движения материи, сосредоточенной в гравитационном диполе, относится к инерции тела. Если продвинуть рассматриваемый диполь по той же абсциссе, то вызванное, при этом, смещение сгустков в нем ослабит взаимное притяжение. Сгусток в диполе, исходное движение которого противоположно принудительному движению диполя, начнет двигаться в ту изначальную сторону, в которую он двигался до формирования диполя, т.е. он будет двигаться в противоположную сторону движению, нарушившего покой диполя. Это явление мы регистрируем как инерция тела.

Законсервированное движение, а значит и его энергия, может быть представлено математической функцией, содержание которой имеет следующий вывод. Рассмотрим поведение сгустков материальной субстанции до формирования гравитационного диполя. Напомним, что для каждого из этих сгустков предусмотрено, в результате обрыва электромагнитного колебания фотона, одинаковое по абсолютному значению поступательное движение вдоль оси абсцисс в противоположные стороны. Функции этих движений будут следующие

^ (у) = т и ^ (у)=-т

(8),

где, как уже отмечалось, Ш — содержемое сгустка материальной субстанции вакуума, которое обладает свойством гравитационного притяжения, что позволяет его идентифицировать с гравитационной массой, V — скорость движения сгустка в результате обрыва электромагнитных колебаний фотона.

В настоящей статье в качестве математического образа энергии используется неопределенный интеграл функции движения, т.е. для наших функций (8) будут интегралы

ЖУ 2

/ад 2 /ад

2

+ С + С

(9),

где Сг и С2 — константы интегрирования. Поскольку энергии движущихся сгустков, входящих в гравитационный диполь, скалярные величины, а их математические образы, как интегралы тоже скалярные, то общая энергия Еа диполя равна обычной арифметической сумме

Еа = Wv2 + С

(10),

где С — обобщенная константа интегрирова-

ния.

Функция (10) имеет небольшую схожесть с известной формулой Эйнштейна эквивалентности энергии и массы тела, которая ему послужила для

и

сомнительного предположения о возможности в природе преобразования энергии в массу и наоборот массы в энергию. Отличие этой функции от эйнштейновской заключается в том, что она имеет очень простой вывод, более того в ней в качестве сомножителя выступает не квадрат скорости света, а квадрат скорости движения сгустка материальной субстанции, которую он приобретает во время обрыва электромагнитного колебания в фотоне. Кроме того, в этой функции имеется еще и слагаемое, представляющее собой константу интегрирования, физический смысл которой, сводится к тому, что в природе гравитационный диполь не изолирован от влияния внешних физических полей, вызывающих в нем дополнительные составляющие потенциальной энергии и сосредоточенной в отдельной добавке, т.е. в константе С.

Во втором разделе настоящей статьи упоминалось о том, что броуновское движение является составной частью механизма распространения тепла в природе. Пользуясь приведенной выше моделью потенциальной энергии «помещенной» природой в вакуум покажем, что источник броуновского движения не имеет никакого отношение к тепловой форме существования энергии. Для доказательства этого рассмотрим два гравитационных диполя взаимодействующие между собой силовыми линиями гравитации, которые приближают их друг к другу. Любое такое приближение, рассматриваемых диполей ослабляет силовые линии, которые находятся между ними, что влияет на сами диполи, ослабляя их притяжение сгустков материальной субстанции, из которых они состоят. В результате эти сгустки, сдерживаемые в диполе силами притяжения, начинают двигаться в противоположные стороны, и тем самым, удаляясь друг от друга, что, незамедлительно усиливает их взаимное притяжение, но только уже в несколько другом пространственном их расположении. Дальнейшее притягивание друг к другу поворачивает ось, связывающую их между собой, т.е. эти диполи начинают двигаться вдоль окружности. Этот эффект движения по окружности в увеличенном масштабе мы наблюдаем в космической системе Земля-Луна. Такая же ситуация складывается и в уменьшенном размере, когда вещественные сгустки в виде различных соединений элементов химической Таблицы Менделеева находятся во взвешенном состоянии в жидкости. Их взаимодействие подобно Земля-Луна заставляет двигаться по окружности друг относительно друга. Однако, поскольку в рассматриваемой жидкости таких частичек много, то по пути их проворачивания друг вокруг друга они встречаю себе подобных из соседней такой же пары, что при определенных расстояниях от них, вызывает обрыв прежнего движения и переход к вращательному движению уже новой пары. Этот механизм и является Броуновским движением.

5. Выводы

Что такое энергия? Понимание ее сути имеет большое значение в познании материального окружающего мира. Отведение ей роли чего-то, что су-

ществует вне материи, является уводом исследований в сторону получения результатов не адекватных природе. В статье уже отмечалось, что, как не ущербно, но современная физика стоит, именно, на этих позициях. Не хотелось прибегать к ее критике в понимании энергии, но академическая наука, уж больно, последовательно чтит идеи непреклонных авторитетов, которые на окружающий мир смотрят сквозь «очки» энергетизма. Особенно в этом выделяются идеи, почитаемые современной физикой Стивена Хокинга. В настоящей статье получило дальнейшее свое развитие понимание энергии, как скалярной характеристики движения материи, предложены математические модели в виде функций для кинетической и потенциальной энергии, в которых в качестве переменных выступают не нематериальные меры времени и пространства, а переменные, характеризующие процессы изменения в самой материи, несущей интересующую нас энергию. Это позволило вывести исследовательский процесс из описательного (феноменологического) метода, к познанию, через модели (функции), зависящие от изменений в самой субстанции. Иными словами, приблизиться в исследовательском процессе к познаваемой истине. Такой подход в исследованиях позволил существенно подкорректировать наши познания в так называемой «эквивалентности массы и энергии тела» с помощью функции отличной от знаменитой формулы Эйнштейна, приведенной в выражении (10). Кроме того, рассматриваемый метод познания предложил совершенно новую математическую модель (функцию), описывающую движения фотона. Это позволило с помощью математического аппарата ее проанализировать и прийти к неожиданно новым результатам, согласно которым энергетический объем, находящийся в этой (фотонной) форме движения материи, не зависит от частоты электромагнитных колебаний, которые помещены в него. Этот результат в познании материального мира имеет далеко идущие перспективы в переосмысливании явлений в природе, что естественным образом отразится на появлении принципиально новых технологий.

Литература

1. Vyshinskiy V.A. SYSTEM OF POSTULATES — BASIS OF SCINTIFIC COGNITION OF NATURE / V.A. Vyshinskiy // Sciences of Europe, — 2017, — Vol 1, — №15 (15) P.70-74

2. P.S. Laplact. Mecanique Celeste, 4, Livrex, Paris, 1805

3. Адель Калиниченко, Быстрее света, The New Times, http://www.ras.ru/di-gest/showdnews.aspx?id=bd98d6ef-e3d4-486f-9cd3-81d363ff2d0a&print=1

4. Топтунова Л.М. Скорость света, https://astrogalaxy.ru/907.html

5. Вышинский В.А. Кризис современной теоретической физики / В.А. Вышинский // Вимiрювальна та обчислювальна техшка в техно-лопчних процесах, — 2017. — №3. — С. 39-50

6. Вышинский В.А. Об одном решении фундаментальной проблемы современного развития вычислительной техники/ В.А. Вышинский // УСиМ , — 2003 . — №4. — С. 81-91

7. Брусин С.Д., Брусин Л.Д. Молекулярно-кинетическая теория не имеет экспериментального подтверждения, http ://www. econf. rae.ru/article/5293

8. Вышинский В.А. Электрические и магнитные силовые линии Фарадея. Электромагнитная волна / В.А. Вышинский // Единый всероссийский вестник, — 2016, — №7, -С. 62-68

9. Вышинский В.А. Модель, наиболее адекватно отражающая естественный вакуум / В.А. Вышинский // Единый всероссийский вестник, — 2016, — Часть 1, — №6. — С. 45-52

10. Вышинский В.А. Личный сайт vva.kiev/ua

11. Vyshinskiy V.A. ORIGNS OF PHENOMENOLOGY IN PHYSICS / V.A. Vyshinskiy // Sciences of Europe, — 2018, — Vol 1, — №34 (34) P.30-37

12. Вышинский В.А. Элементарные частицы вещества / В.А. Вышинский // Единый всероссийский вестник, — 2016, — №8. — С. 21-29

АНАЛ1З ОСНОВНИХ П1ДХОД1В ТА ЕТАП1В ЩОДО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ВЛАСТИВОСТ1 ФУНКЦIОНАЛЬНОÏ СТ1ЙКОСТ1 1НФОРМАЦ1ЙНИХ СИСТЕМ ЩДПРИСМСТВА

Собчук В.В.

кандидат фiзико-математичних наук, доцент, доцент кафедри диференцiальних рiвнянь i математично’1 фiзики факультету Шформацшних систем, фiзики та математики, Схiдноeвропейський

нацюнальний ymiверситет iM. Лес Укратки, Луцьк, Укра’та;

Барабаш О.В.

доктор технiчних наук, професор, завiдувач кафедри вищо’1 математики, Державний }miверситет

телекомункацт, Кшв, Укра’та;

MycieHKO А.П.

доктор техтчних наук, доцент кафедри вищо’1 математики, Державний утверситет телеко-

муткацш, Кшв, Укра’та.

Лаптев О.А.

кандидат техтчних наук, доцент кафедри ситем тформацшного та юбернетичного захисту, Державний }miверситет телекомунжацш, Кшв, Укра’та.

ANALYSIS OF THE MAIN APPROACHES AND STAGES FOR PROVIDING THE PROPERTIES OF THE FUNCTIONAL STABILITY OF THE INFORMATION SYSTEMS OF THE ENTERPRISE

Sobchuk V.

Candidate of Physical And Mathematical Sciences, Associate Professor, Assistant Professor of The Department of Differential Equations And Mathematical Physics of the Faculty of Information Systems, Physics and Mathematics, Lesya Ukrainka Eastern European National University, Lutsk, Ukraine;

Barabash O.

Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of the Department of Higher Mathematics, State University

of Telecommunications, Kyiv, Ukraine;

Musienko A.

Doctor of Technical Sciences, Associate Professorof the Department of Higher Mathematics, State University of Telecommunications, Kyiv, Ukraine.

Laptev A.

Ph.D., Senior Researcher, Associate Professor of the Department of Information and Cybersecurity Systems, State University of Telecommunications,

Kyiv, Ukraine

АНОТАЦ1Я

В робот проводиться анатз основних mдходiв щодо забезпечення функцюнально1 сгшкосп шформацшних систем шдприемства. Функцюнальна стшшсть — це властивють системи збертати упродовж за-даного часу виконання сво1х основних функцш в умовах впливу потоков ввдмов, несправностей, збо1в. ABSTRACT

The paper analyzes basic approaches to ensure the functional stability of enterprise information systems. Functional stability is the property of the system to store for a specified time the performance of its basic functions in the conditions of influence of flows of failures, faults, failures.

Ключовi слова: функцюнальна стшшсть, шформацшна система шдприемства, збо1, ввдмови. Keywords: functional stability, enterprise information system, failures, failures.

Аналiз функцюнування шформацшних систем щдприемств показав, що вiдомi властивосп склад-них техшчних систем, так як стшшсть, надшшсть,

живучють, ввдмовостшшсть характеризують функцюнування шформацшних систем при ди вщмов i збо1в, не дозволяють повною мiрою описати про-цеси функцюнування в умовах значних руйнувань,

Тепловая энергия окружающей среды — Vaillant

Альтернативные источники энергии становятся все более привлекательными. Одной из причин является постоянно растущие цены на традиционные виды топлива. Природа предлагает нам многочисленные возможности для экологически чистого и экономного производства теплой энергии. Тепловые насосы используют энергию, которую природа дает нам бесплатно.

Тепловые насосы — использование энергии окружающей стреды

Земля, в частности, обладает гигантскими запасами энергии. В нескольких метрах ниже ее поверхности она сохраняет солнечное тепло. Из ядра Земли температуры величиной 6500 градусов Цельсия излучаются в ее внешние слои. Тепловые насосы используют геотермальное тепло или тепло грунтовых вод в зависимости от технологии. Энергия, накопленная в окружающем воздухе, также подходит для обогрева помещений и производства горячей воды. Тепловые насосы могут использовать эти ресурсы и, таким образом, существенно снижают затраты на производство тепловой энергии.

Не зависимо от того, какая технология используется, тепловые насосы эффективно работают даже при низких температурах окружающей среды. До 75 процентов ваших потребностей в тепловой энергии могут быть получены непосредственно из окружающей среды и бесплатно. Только 25 процентов должны быть добавлены в виде электрической энергии. В зависимости от технологии, тепловые насосы могут подключаться к трем различным источникам тепла

Преимущества использования тепла окружающей среды в качестве источника энергии:

• Отсутствие эмиссии СО2
• Неисчерпаемый источник энергии
• Независимость от поставщиков энергии
• Низкая стоимость отопления

Требования к использованию тепла окружающей среды:

• Большие радиаторы для низкотемпературной системы
• Хорошая изоляция здания

Геотермальная энергия

Тепловые насосы могут использовать энергию земли. Доставка энергии осуществляется двумя различными способами. Либо используется тепло, близкое к поверхности земли там, где температура одинакова почти круглый год. На поверхности земли на глубине 1,5 м устанавливается земляной коллектор в качестве нагревательного контура, который извлекает тело из земли.

Или же, возможна регенерация тепла с помощью малогабаритного геотермального зонда. Геотермическое тепло выводится с помощью специальных грунтовых зондов, которые заглублены до 100 метров в землю. Температура является постоянной в течение всего года и составляет примерно 10 °C, что достаточно для извлечения тепла.

Преимущество использования геотермального тепла:

Хорошее сбережение тепла: круглый год постоянные температуры 7-13 °C

Требования к использованию геотермального тепла:

• Большие площади земли с открытым доступом (земляной коллектор)
• Может требоваться разрешение

Атмосферный воздух как источник энергии

Тепловые насосы могут использовать для отопления окружающий воздух и запасенную в нем энергию. Наши современные тепловые насосы работают экономно и осуществляют нагрев даже при температуре наружного воздуха до -20 ° С.

Преимущества использования атмосферного воздуха:

• Отличная доступность из-за свободного доступа к источнику энергии без переоснащения
• Не требуется разрешения
• Самые низкие инвестиционные затраты
• Особенно подходит для модернизации

Требования к использованию атмосферного воздуха:

• Площадка для установки наружного блока

Грунтовые воды как источник энергии

Тепловые насосы могут извлекать тепловую энергию из грунтовых вод. Их температура постоянная независимо от времени года и внешней температуры. Для извлечения грунтовых вод необходим колодец.

Преимущества использования грунтовых вод:

• Высокая эффективность
• Хорошая аккумуляция тепла: в морозный зимний день поддерживается температура 7-12 °C

Требования к использованию грунтовых вод:

• Качество и количество грунтовых вод: грунтовая вода с низким содержанием минералов и извести

Наилучший источник энергии для ваших целей

То, какой источник энергии и, следовательно, какой тип тепловой насосной системы наилучшим образом подходит для вашего применения, зависит от многих факторов. Следует принять во внимание различные закупочные цены и эксплуатационные расходы.

Однако, отдельные типы тепловых насосов также отличаются друг от друга с точки зрения разрешений, продвижения и требований к зданию.

При выборе нужной системы обогрева стандартного решения не существует. Однако нетрудно найти ту систему, которая удовлетворяет вашим требованиям. Поговорите со специалистами-теплотехниками компании Vaillant. Они могут помочь вам в планировании оптимальной системы обогрева.

Это может вас заинтересовать:

Формы энергии — Управление энергетической информации США (EIA)

Потенциальная энергия

Потенциальная энергия — это запасенная энергия и энергия положения.

---

Химическая энергия — это энергия, хранящаяся в связях атомов и молекул. Батареи, биомасса, нефть, природный газ и уголь являются примерами химической энергии. Химическая энергия преобразуется в тепловую, когда люди сжигают дрова в камине или сжигают бензин в двигателе автомобиля.

Механическая энергия — это энергия, запасенная в объектах за счет напряжения. Сжатые пружины и растянутые резиновые ленты являются примерами сохраненной механической энергии.

Ядерная энергия — это энергия, запасенная в ядре атома, то есть энергия, которая удерживает ядро ​​вместе. Когда ядра объединяются или расщепляются, может выделяться большое количество энергии.

Гравитационная энергия — это энергия, запасенная в высоте объекта.Чем выше и тяжелее объект, тем больше гравитационной энергии сохраняется. Когда человек едет на велосипеде с крутого холма и набирает скорость, гравитационная энергия превращается в энергию движения. Гидроэнергетика — еще один пример гравитационной энергии, когда гравитация заставляет воду спускаться через гидроэлектрическую турбину для производства электроэнергии.

Кинетическая энергия

Кинетическая энергия — это движение волн, электронов, атомов, молекул, веществ и объектов.

---

Энергия излучения — это электромагнитная энергия, которая распространяется поперечными волнами. Лучистая энергия включает видимый свет, рентгеновские лучи, гамма-лучи и радиоволны. Свет — это один из видов лучистой энергии. Солнечный свет — это лучистая энергия, которая обеспечивает топливо и тепло, которые делают возможной жизнь на Земле.

Тепловая энергия , или тепло, — это энергия, возникающая при движении атомов и молекул в веществе. Тепло увеличивается, когда эти частицы движутся быстрее.Геотермальная энергия — это тепловая энергия земли.

Энергия движения — это энергия, запасенная при движении объектов. Чем быстрее они движутся, тем больше энергии сохраняется. Чтобы заставить объект двигаться, требуется энергия, и энергия высвобождается, когда объект замедляется. Ветер — это пример энергии движения. Ярким примером энергии движения является автокатастрофа — автомобиль полностью останавливается и высвобождает всю свою энергию движения сразу в неконтролируемый момент.

Звук — это движение энергии через вещества в продольных (сжатие / разрежение) волнах.Звук возникает, когда сила заставляет объект или вещество вибрировать. Энергия передается через вещество волной. Обычно энергия звука меньше, чем в других формах энергии.

Электрическая энергия доставляется крошечными заряженными частицами, называемыми электронами, обычно движущимися по проводу. Молния — это пример электрической энергии в природе.

Источники энергии — Управление энергетической информации США (EIA)

Большая часть нашей энергии невозобновляема

В Соединенных Штатах и ​​многих других странах большинство источников энергии для выполнения работы представляют собой невозобновляемые источники энергии:

Эти источники энергии называются невозобновляемыми, потому что их запасы ограничены объемами, которые мы можем добыть или извлечь из земли.Уголь, природный газ и нефть образовывались на протяжении тысяч лет из захороненных останков древних морских растений и животных, которые жили миллионы лет назад. Вот почему мы также называем эти источники энергии ископаемым топливом .

Большая часть нефтепродуктов, потребляемых в США, производится из сырой нефти, но жидкие углеводороды также могут быть получены из природного газа и угля.

Ядерная энергия производится из урана, невозобновляемого источника энергии, атомы которого расщепляются (посредством процесса, называемого ядерным делением) для получения тепла и, в конечном итоге, электричества.Ученые считают, что уран был создан миллиарды лет назад, когда образовались звезды. Уран находится повсюду в земной коре, но добывать его и перерабатывать в топливо для атомных электростанций слишком сложно или слишком дорого.

Есть пять основных возобновляемых источников энергии

Основными видами или источниками возобновляемой энергии являются:

Их называют возобновляемыми источниками энергии, потому что они восполняются естественным образом. День за днем ​​светит солнце, растут растения, дует ветер, текут реки.

Возобновляемая энергия была основным источником энергии на протяжении большей части истории человечества

На протяжении большей части истории человечества биомасса растений была основным источником энергии, которую сжигали для получения тепла и корма животных, используемых для транспортировки и вспашки. Невозобновляемые источники начали заменять большую часть возобновляемых источников энергии в Соединенных Штатах в начале 1800-х годов, а к началу 1900-х годов ископаемое топливо было основным источником энергии. Использование биомассы для отопления домов оставалось источником энергии, но в основном в сельской местности и для дополнительного отопления в городских районах.В середине 1980-х годов использование биомассы и других форм возобновляемой энергии стало увеличиваться в основном из-за стимулов к их использованию, особенно для производства электроэнергии. Многие страны работают над увеличением использования возобновляемых источников энергии, чтобы сократить и избежать выбросов углекислого газа.

Узнайте больше об истории использования энергии в США и сроках использования источников энергии.

На приведенной ниже диаграмме показаны источники энергии в США, их основные виды использования и их процентные доли от общего количества U.С. Энергопотребление в 2020 г.

Скачать изображение Энергопотребление в США по источникам, 2020 г. потребление энергии с разбивкой по источникам, 2020 г. биомасса возобновляемое отопление, электричество, транспорт 4,9% гидроэнергия возобновляемая электроэнергия 2,8% ветровая возобновляемая электроэнергия 3,2% солнечная возобновляемая энергия отопление, электричество 1,3% геотермальная энергия9% уголь невозобновляемая электроэнергия, производство 9,9% ядерная (из урана) невозобновляемая электроэнергия 8,9% Небольшое количество источников, не включенных выше, — это чистый импорт электроэнергии и угольный кокс. Сумма отдельных процентов может не равняться 100% из-за независимого округления. Управление энергетической информации США, Ежемесячный обзор энергетики, таблица 1.3, апрель 2021 г., предварительные данные

Последнее обновление: 7 мая 2021 г.

энергии | Определение, типы и примеры

Узнайте, как энергия перемещается между тепловыми, химическими, механическими и другими формами

Как энергия может переходить из одной формы в другую.Представленные примеры включают лампочку, двигатель автомобиля и фотосинтез растений.

Encyclopædia Britannica, Inc. Смотрите все видео к этой статье

Энергия , в физике, способность выполнять работу. Он может существовать в потенциальной, кинетической, термической, электрической, химической, ядерной или других различных формах. Кроме того, существуют тепло и работа, то есть энергия в процессе передачи от одного тела к другому. После передачи энергия всегда обозначается в соответствии с ее природой.Следовательно, передаваемое тепло может превращаться в тепловую энергию, а выполненная работа может проявляться в форме механической энергии.

Британская викторина

Викторина «Все о физике»

Кто был первым ученым, проведшим эксперимент по управляемой цепной ядерной реакции? Какая единица измерения для циклов в секунду? Проверьте свою физическую хватку с помощью этой викторины.

Все формы энергии связаны с движением. Например, любое 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 — это потенциальная энергия, потому что она возникает из конфигурации субатомных частиц в ядре атома.

Посмотрите, как маятник в шине демонстрирует закон сохранения энергии.

Объяснение принципа сохранения энергии.

Encyclopædia Britannica, Inc. 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 спускается с холма, потенциальная энергия, которую ящик имеет от того, что он расположен высоко на склоне, преобразуется в кинетическую энергию, энергию движения. Когда ящик замедляется до остановки из-за трения, кинетическая энергия движения коробки преобразуется в тепловую энергию, которая нагревает коробку и наклон.

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

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

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. Для развития концепции энергии и принципа сохранения энергии, см. принципов физической науки; механика; термодинамика; и сохранение энергии. Что касается основных источников энергии и механизмов, с помощью которых происходит переход энергии из одной формы в другую, см. уголь; солнечная энергия; ветровая энергия; ядерное деление; горючие сланцы; нефть; электромагнетизм; и преобразование энергии.

солнечная энергия | Определение, использование, преимущества и факты

солнечная энергия , излучение Солнца, способное выделять тепло, вызывать химические реакции или генерировать электричество.Общее количество солнечной энергии, падающей на Землю, значительно превышает текущие и ожидаемые мировые потребности в энергии. При надлежащем использовании этот сильно рассеянный источник может удовлетворить все будущие потребности в энергии. Ожидается, что в 21 веке солнечная энергия станет все более привлекательной в качестве возобновляемого источника энергии из-за ее неисчерпаемых запасов и экологически чистого характера, в отличие от угля, нефти и природного газа с ограниченным количеством ископаемых видов топлива.

солнечные панели

Солнечные панели на крыше.

© flucas / Fotolia Британника исследует

Список дел Земли

Действия человека вызвали обширный каскад экологических проблем, которые теперь угрожают продолжающейся способности как естественных, так и человеческих систем процветать.Решение критических экологических проблем глобального потепления, нехватки воды, загрязнения и утраты биоразнообразия, возможно, является величайшей задачей 21 века. Мы встанем им навстречу?

Солнце — чрезвычайно мощный источник энергии, а солнечный свет на сегодняшний день является самым большим источником энергии, получаемой Землей, но его интенсивность на поверхности Земли на самом деле довольно мала. Это в основном из-за огромного радиального распространения излучения далекого Солнца.Относительно небольшие дополнительные потери происходят из-за атмосферы и облаков Земли, которые поглощают или рассеивают до 54 процентов падающего солнечного света. Солнечный свет, достигающий земли, состоит почти на 50 процентов из видимого света, на 45 процентов из инфракрасного излучения и меньшего количества ультрафиолетового и других форм электромагнитного излучения.

солнечная энергия

Отражение и поглощение солнечной энергии. Хотя часть поступающего солнечного света отражается атмосферой и поверхностью Земли, большая часть поглощается поверхностью, которая нагревается.

© Merriam-Webster Inc.

Потенциал солнечной энергии огромен, так как Земля ежедневно получает солнечную энергию примерно в 200 000 раз больше, чем общая дневная мощность производства электроэнергии в мире. К сожалению, хотя сама солнечная энергия бесплатна, высокая стоимость ее сбора, преобразования и хранения по-прежнему ограничивает ее использование во многих местах. Солнечное излучение может быть преобразовано либо в тепловую энергию (тепло), либо в электрическую, хотя первое легче осуществить.

Тепловая энергия

Среди наиболее распространенных устройств, используемых для улавливания солнечной энергии и преобразования ее в тепловую энергию, являются плоские коллекторы, которые используются для солнечного отопления. Поскольку интенсивность солнечной радиации на поверхности Земли настолько мала, эти коллекторы должны быть большими по площади. Например, даже в солнечных частях мира с умеренным климатом коллектор должен иметь площадь около 40 квадратных метров (430 квадратных футов), чтобы собрать достаточно энергии для удовлетворения энергетических потребностей одного человека.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Наиболее широко используемые плоские коллекторы состоят из почерневшей металлической пластины, покрытой одним или двумя листами стекла, которое нагревается падающим на нее солнечным светом. Затем это тепло передается воздуху или воде, называемым жидкостями-носителями, которые проходят через заднюю часть пластины. Тепло может быть использовано напрямую или может быть передано другому носителю для хранения. Плоские коллекторы обычно используются для солнечных водонагревателей и отопления дома.Хранение тепла для использования ночью или в пасмурные дни обычно достигается за счет использования изолированных резервуаров для хранения воды, нагретой в солнечные периоды. Такая система может снабжать дом горячей водой, забираемой из резервуара для хранения, или, когда нагретая вода течет по трубам в полах и потолках, она может обеспечивать обогрев помещения. Плоские коллекторы обычно нагревают жидкости до температур от 66 до 93 ° C (от 150 до 200 ° F). КПД таких коллекторов (то есть доля полученной энергии, которую они преобразуют в полезную энергию) составляет от 20 до 80 процентов, в зависимости от конструкции коллектора.

солнечное отопление

Крыша здания с плоскими коллекторами, улавливающими солнечную энергию для нагрева воздуха или воды.

Алан Мак

Другой метод преобразования тепловой энергии используется в солнечных прудах, которые представляют собой водоемы с соленой водой, предназначенные для сбора и хранения солнечной энергии. Тепло, извлекаемое из таких водоемов, позволяет производить химикаты, продукты питания, текстиль и другие промышленные продукты, а также может использоваться для обогрева теплиц, бассейнов и животноводческих помещений.Солнечные пруды иногда используются для производства электроэнергии за счет использования двигателя с органическим циклом Ренкина, относительно эффективного и экономичного средства преобразования солнечной энергии, что особенно полезно в удаленных местах. Солнечные пруды довольно дороги в установке и обслуживании и обычно используются только в теплых сельских районах.

В меньшем масштабе энергию Солнца можно также использовать для приготовления пищи в специально разработанных солнечных печах. Солнечные печи обычно концентрируют солнечный свет с большой площади в центральной точке, где сосуд с черной поверхностью преобразует солнечный свет в тепло.Печи, как правило, переносные и не требуют других топливных ресурсов.

Кухонная плита на солнечной энергии

Кухонная плита на солнечной энергии во дворце Потала, Лхаса, Тибет.

© Елена Слепицкая / Dreamstime.com

потенциальная энергия | Определение, примеры и факты

Изучите, как вода, сдерживаемая египетской Асуанской плотиной, превращает турбины в выработку электроэнергии

Узнайте о том, как потенциальная энергия и кинетическая энергия используются для выработки электроэнергии с помощью таких объектов, как Асуанская высокая плотина.

Encyclopædia Britannica, Inc. См. Все видео для этой статьи

Потенциальная энергия , запасенная энергия, которая зависит от относительного положения различных частей системы. Пружина имеет больше потенциальной энергии, когда она сжимается или растягивается. У стального шара больше потенциальной энергии, поднятого над землей, чем после падения на Землю. В поднятом положении он способен выполнять больше работы. Потенциальная энергия — это свойство системы, а не отдельного тела или частицы; система, состоящая из Земли и поднятого шара, например, имеет больше потенциальной энергии, поскольку они находятся дальше друг от друга.

Британская викторина

27 истинных или ложных вопросов из самых сложных викторин «Британника»

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

Потенциальная энергия возникает в системах с частями, которые оказывают друг на друга силы, величина которых зависит от конфигурации или относительного положения частей.В случае системы Земля-шар сила тяжести между ними зависит только от расстояния, разделяющего их. Работа, проделанная по их дальнейшему разделению или по поднятию мяча, передает дополнительную энергию системе, где она сохраняется в виде гравитационной потенциальной энергии.

потенциальная и кинетическая энергия

Потенциальная энергия — это запасенная энергия, тогда как кинетическая энергия — это энергия движущихся объектов.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Потенциальная энергия также включает другие формы.Энергия, накопленная между пластинами заряженного конденсатора, представляет собой электрическую потенциальную энергию. То, что обычно известно как химическая энергия, способность вещества выполнять работу или выделять тепло, претерпевая изменение состава, может рассматриваться как потенциальная энергия, возникающая в результате взаимных сил между его молекулами и атомами. Ядерная энергия также является формой потенциальной энергии.

Потенциальная энергия системы частиц зависит только от их начальной и конечной конфигурации; он не зависит от пути, по которому движутся частицы.В случае стального шара и Земли, если исходное положение мяча находится на уровне земли, а конечное положение — на высоте 10 футов над землей, потенциальная энергия одинакова, независимо от того, как и каким путем мяч был поднят. Значение потенциальной энергии произвольно и зависит от выбора точки отсчета. В приведенном выше случае система имела бы вдвое больше потенциальной энергии, если бы исходное положение находилось на дне ямы глубиной 10 футов.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишитесь сейчас

Гравитационная потенциальная энергия у поверхности Земли может быть вычислена путем умножения веса объекта на его расстояние над контрольной точкой. В связанных системах, таких как атомы, в которых электроны удерживаются электрической силой притяжения к ядрам, нулевой ориентир для потенциальной энергии находится на таком большом расстоянии от ядра, что электрическая сила не обнаруживается. В этом случае связанные электроны имеют отрицательную потенциальную энергию, а те, что находятся очень далеко, имеют нулевую потенциальную энергию.

Потенциальная энергия может быть преобразована в энергию движения, называемую кинетической энергией, и, в свою очередь, в другие формы, такие как электрическая энергия. Таким образом, вода за плотиной течет на более низкие уровни через турбины, которые вращают электрические генераторы, производя электрическую энергию плюс некоторая непригодная для использования тепловая энергия, возникающая в результате турбулентности и трения.

Исторически потенциальная энергия включалась в кинетическую энергию как форму механической энергии, так что полную энергию в гравитационных системах можно было рассчитать как константу.

кинетическая энергия | Определение и формула

Раскройте силы потенциальной энергии, кинетической энергии и трения за маятником напольных часов

Изменения потенциальной и кинетической энергии при качании маятника.

Encyclopædia Britannica, Inc. Посмотреть все видео по этой статье

Кинетическая энергия , форма энергии, которую объект или частица имеет в результате своего движения. Если работа, передающая энергию, выполняется с объектом путем приложения чистой силы, объект ускоряется и, таким образом, получает кинетическую энергию.Кинетическая энергия — это свойство движущегося объекта или частицы, которое зависит не только от его движения, но и от его массы. Вид движения может быть поступательным (или движением по пути из одного места в другое), вращением вокруг оси, вибрацией или любой комбинацией движений.

Популярные вопросы

Что такое кинетическая энергия?

Кинетическая энергия — это форма энергии, которую объект или частица имеет в результате своего движения. Если работа, передающая энергию, выполняется с объектом путем приложения чистой силы, объект ускоряется и, таким образом, получает кинетическую энергию.Кинетическая энергия — это свойство движущегося объекта или частицы, которое зависит не только от его движения, но и от его массы.

Какими способами определяется кинетическая энергия объекта?

Поступательная кинетическая энергия тела равна половине произведения его массы, m , и квадрата его скорости, v , или 1/2 mv ² . Для вращающегося тела момент инерции I соответствует массе, а угловая скорость (омега) ω соответствует линейной или поступательной скорости.Соответственно, кинетическая энергия вращения равна половине произведения момента инерции и квадрата угловой скорости, или 1/2 Iω ² .

Какие единицы энергии обычно связаны с кинетической энергией?

Для повседневных предметов единицей энергии в системе метр-килограмм-секунда является джоуль. Масса 2 кг (4,4 фунта на Земле), движущаяся со скоростью один метр в секунду (чуть больше двух миль в час), имеет кинетическую энергию в один джоуль.Единицей измерения в системе сантиметр-грамм-секунда является эрг, 10 ⁻⁷ джоулей, что эквивалентно кинетической энергии летящего комара. Электрон-вольт используется в атомном и субатомном масштабах.

Поступательная кинетическая энергия тела равна половине произведения его массы, m , и квадрата его скорости, v , или ¹ / ₂ mv ² .

Эта формула действительна только для низких и относительно высоких скоростей; для чрезвычайно высокоскоростных частиц он дает слишком маленькие значения.Когда скорость объекта приближается к скорости света (3 × 10 ⁸ метров в секунду, или 186 000 миль в секунду), его масса увеличивается, и необходимо использовать законы относительности. Релятивистская кинетическая энергия равна увеличению массы частицы по сравнению с массой покоящейся, умноженной на квадрат скорости света.

Единицей энергии в системе метр-килограмм-секунда является джоуль. Двухкилограммовая масса (что-то весит 4,4 фунта на Земле), движущаяся со скоростью один метр в секунду (чуть более двух миль в час), имеет кинетическую энергию в один джоуль.В системе сантиметр-грамм-секунда единицей энергии является эрг, 10 ⁻⁷ джоулей, что эквивалентно кинетической энергии летящего комара. В определенных контекстах используются и другие единицы энергии, такие как еще меньшая единица, электрон-вольт, в атомном и субатомном масштабе.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Для вращающегося тела момент инерции I соответствует массе, а угловая скорость (омега) ω соответствует линейной или поступательной скорости.Соответственно, кинетическая энергия вращения равна половине произведения момента инерции и квадрата угловой скорости, или ¹ / ₂ Iω ² .

Полная кинетическая энергия тела или системы равна сумме кинетических энергий, возникающих в результате каждого типа движения. См. Механику : Вращение вокруг движущейся оси.

Что такое энергия? — Science Learning Hub

Это простой и сложный вопрос.Энергия присутствует во всем — ее часто называют «способностью выполнять работу».

Почти вся пищевая энергия поступает из солнечного света. Химические элементы, из которых состоят молекулы живых существ, проходят через пищевые сети, объединяются и повторно объединяются. В каждом звене сохраняется некоторая энергия, но большая часть теряется по пути в виде тепла в окружающую среду.

Давайте рассмотрим несколько примеров использования энергии:

• Когда мы едим, наше тело использует (химическую) энергию, содержащуюся в пище, для передвижения.
• Когда мы включаем телевизор, электричество (кинетическая энергия) используется для создания изображения на экране и звука.
• Большая часть электроэнергии, производимой в мире, вырабатывается за счет химической энергии, выделяющейся при сжигании угля, нефти или газа.

Каждый раз, когда что-то нагревается, остывает, движется, растет, издает звук или каким-либо образом изменяется, оно использует энергию. А как насчет неподвижного листка бумаги, лежащего на столе? В бумаге все еще есть энергия — она ​​просто не использует ее.Наука делит энергию на две категории — кинетическую (движущуюся) и потенциальную (запасенную).

Кинетическая или движущаяся энергия	Потенциальная или накопленная энергия
Электрическая энергия — движение электрических зарядов. Все состоит из атомов, которые, в свою очередь, состоят из положительного ядра, окруженного отрицательными электронами. Приложение силы может заставить некоторые электроны двигаться.Это включает как электричество, которое мы используем, так и молнию.	Гравитационная энергия — объекты в пределах гравитационного поля Земли будут падать на Землю. Количество сохраненной энергии зависит от ее массы и высоты над Землей (ручка, стоящая на вашем столе, содержит меньше гравитационной потенциальной энергии, чем человек на крыше здания).
Лучистая энергия — электромагнитная энергия, движущаяся волнами. Это включает в себя видимый свет, рентгеновские лучи и радиоволны.	Упругая энергия — объекты, которые растягиваются или сжимаются, имеют силу, приложенную к ним, и накапливают энергию от этой силы. Примеры включают пружины и резинки.
Звуковая энергия — волна, исходящая от источника в результате вибрации молекул на объекте.	Химическая энергия — хранится в связях, которые удерживают атомы вместе, и когда связи разрываются, энергия высвобождается (и становится кинетической энергией
Движение / кинетическая энергия — энергия, которой обладает объект из-за его движения.Это зависит от массы объекта и скорости, с которой он движется. Представьте, что мяч для пинг-понга катится по земле (низкая масса и скорость) по сравнению с мячом для крикета, по которому ударили битой (большая масса и скорость). Мяч для крикета будет сильнее болеть, когда попадет в вас, то есть когда дело доходит до отдыха.	Ядерная энергия — энергия, запасенная в ядре (центре) атома. Энергия высвобождается либо при расщеплении ядра (так называемое деление ядра), либо при объединении ядер (ядерный синтез).Электростанции, использующие ядерную энергию, делают это за счет деления атомов урана.

Энергия может меняться между потенциальной и кинетической. Вода на вершине водопада накопила потенциальную энергию, но когда вода начинает падать, ее потенциальная энергия меняется на кинетическую. Именно этот процесс мы используем, когда получаем энергию из гидроэнергетики — мы используем кинетическую энергию воды для собственных нужд.

Как измеряется энергия?

В Международной системе единиц (система СИ) единицей энергии является джоуль.Удельная теплоемкость (или просто удельная теплоемкость) материала определяется как количество тепла, необходимое для повышения температуры одного грамма (г) материала на один градус Цельсия (ºC).

No related posts.