Категория ролика: Ответы на вопросы Теги: энергия, что, такое, мощность, каких
Подписывайтесь на нашу группу Вконтакте — , и Facebook — *Как известно, физические величины Мощность и Работа связаны между собой и измеряются в Ваттах и Джоулях. Что такое энергия и мощность в каких единицах они измеряются. Давайте вспомним физический смысл этих величин. Чему конкретно равен один Ватт или Джоуль.Ватт - это единица измерения мощности системы СИ. Назван в честь изобретателя Джеймса Ватта, создателя паровой машины. Эта величина, выражена через другие единицы системы СИ. Поскольку мощность это работа в единицу времени, то ватт определяется через джоули - единицы измерения работы и секунды. Конкретнее 1 Ватт равен 1му Джоулю деленному на секунду. В свою очередь джоуль выражается через произведение ньютона на метр, поскольку это работа совершаемая при перемещении точки приложения силы в один ньютон на один метр. Соответственно ватт может быть выражен и через эти единицы, как один ньютон умноженный на метр и деленный на секунду. Что касается электричества, то эти величины определяются иначе. Джоуль - это работа электрического тока силой в один ампер, которая совершается при его прохождении через сопротивление 1 Ом за одну секунду. В свою очередь, электрическая мощность это величина характеризующая скорость передачи электроэнергии. Выражается в произведении вольта на ампер. Один вольт умноженный на один ампер будет равен одному ватту или можно сказать, что это мощность тока силой в один ампер совершающего работу при напряжении один вольт. В ваттах и киловаттах измеряют мощность электроприборов - количество энергии ими потребляемое в единицу времени. Например, мощность передатчика мобильного телефона в среднем равна одному ватту.Тут уместно вспомнить счетчики электроэнергии в наших квартирах. Но нужно заметить, что они измеряют не мощность, а энергию и делают это в киловатт-часах. Показания счетчика по израсходованной электроэнергии потребителем в 100Вт, например лампочкой, за час будет равно энергии израсходованной 40ватной за 2,5 часа. Энергия одинаковая, потребляемые мощности разные.Ватт - относительно новая единица, ее ввели в конце 19го века. До этого для измерения мощности пользовались такой хорошо известной внесистемной единицей, как лошадиная сила. Причем мощность ею определяемая в разных странах может различаться. Вспомним, что механическую мощность можно выразить через ньютоны, метры и секунды. А ньютоны, в свою очередь, исходя из второго закона, собственно, Ньютона - через килограммы метры и секунды. Заменяя в полученном выражении метры на футы, а килограммы на фунты получим английское определение мощности в этих единицах. Существует легенда, что ...
sovetrus.ru Энергия – это то, благодаря чему существует жизнь не только на нашей планете, но и во Вселенной. При этом она может быть очень разной. Так, тепло, звук, свет, электричество, микроволны, калории представляют собой различные виды энергии. Для всех процессов, происходящих вокруг нас, необходима эта субстанция. Большую часть энергии все сущее на Земле получает от Солнца, но имеются и другие ее источники. Солнце передает ее нашей планете столько, сколько бы выработали одновременно 100 млн самых мощных электростанций. В теории, выдвинутой Альбертом Эйнштейном, изучается взаимосвязь материи и энергии. Этот великий ученый смог доказать способность одной субстанции превращаться в другую. При этом выяснилось, что энергия является самым важным фактором существования тел, а материя вторична. Энергия – это, по большому счету, способность выполнять какую-то работу. Именно она стоит за понятием силы, способной двигать тело или придавать ему новые свойства. Что же означает термин «энергия»? Физика – это фундаментальная наука, которой посвятили свою жизнь многие ученые разных эпох и стран. Еще Аристотель использовал слово «энергия» для обозначения деятельности человека. В переводе с греческого языка «энергия» - это «деятельность», «сила», «действие», «мощь». Первый раз это слово появилось в трактате ученого-грека под названием «Физика». В общепринятом сейчас смысле данный термин был введен в обиход английским ученым-физиком Томасом Юнгом. Это знаменательное событие произошло в далеком 1807 году. В 50-х годах XIX в. английский механик Уильям Томсон впервые использовал понятие «кинетическая энгергия», а в 1853 г. шотландский физик Уильям Ренкин ввел термин «потенциальная энергия». Сегодня эта скалярная величина присутствует во всех разделах физики. Она является единой мерой различных форм движения и взаимодействия материи. Другими словами, она представляет собой меру преобразования одних форм в другие. Количество энергии измеряется в джоулях (Дж). Эта специальная единица в зависимости от вида энергии может иметь разные обозначения, например: В природе существует множество самых разных видов энергии. Основными из них считаются: Есть и другие виды энергии: световая, звука, магнитная. В последние годы все большее число ученых-физиков склоняются к гипотезе о существовании так называемой «темной» энергии. Каждый из перечисленных ранее видов данной субстанции имеет свои особенности. Например, энергия звука способна передаваться при помощи волн. Они способствуют возникновению вибрации барабанных перепонок в ухе людей и животных, благодаря которой можно слышать звуки. В ходе различных химических реакций высвобождается энергия, необходимая для жизнедеятельности всех организмов. Любое топливо, продукты питания, аккумуляторы, батарейки являются хранилищем этой энергии. Наше светило дает Земле энергию в виде электромагнитных волн. Только так она может преодолеть просторы Космоса. Благодаря современным технологиям, таким как солнечные батареи, мы можем использовать ее с наибольшим эффектом. Излишки неиспользованной энергии аккумулируются в особых энергохранилищах. Наряду с вышеперечисленными видами энергии часто используются термальные источники, реки, приливы и отливы океана, биотопливо. Этот вид энергии изучается в разделе физики, называемом «Механикой». Она обозначается буквой Е. Ее измерение осуществляется в джоулях (Дж). Что собой представляет эта энергия? Физика механики изучает движение тел и взаимодействие их друг с другом либо с внешними полями. При этом энергия, обусловленная движением тел, называется кинетической (обозначается Ек), а энергию, обусловленную взаимодействием тел или внешних полей, именуют потенциальной (Еп). Сумма движения и взаимодействия представляет собой полную механическую энергию системы. Для расчета обоих видов существует общее правило. Для определения величины энергии следует вычислить работу, необходимую для перевода тела из нулевого состояния в данное состояние. При этом чем больше работа, тем большей энергией будет обладать тело в данном состоянии. Существует несколько видов разделения энергии. По разным признакам ее делят на: внешнюю (кинетическую и потенциальную) и внутреннюю (механическую, термическую, электромагнитную, ядерную, гравитационную). Электромагнитная энергия в свою очередь подразделяется на магнитную и электрическую, а ядерная – на энергию слабого и сильного взаимодействия. Любые движущиеся тела отличаются наличием кинетической энергии. Она часто так и называется - движущей. Энергия тела, которое движется, теряется при его замедлении. Таким образом, чем быстрее скорость, тем больше кинетическая энергия. При соприкосновении движущегося тела с неподвижным объектом последнему передается часть кинетической, приводящая и его в движение. Формула энергии кинетической следующая: В словах эту формулу можно выразить следующим образом: кинетическая энергия объекта равна половине произведения его массы на квадрат его скорости. Этим видом энергии обладают тела, которые находятся в каком-либо силовом поле. Так, магнитная возникает, когда объект находится под действием магнитного поля. Все тела, находящиеся на земле, обладают потенциальной гравитационной энергией. В зависимости от свойств объектов изучения они могут иметь различные виды потенциальной энергии. Так, упругие и эластичные тела, которые способны вытягиваться, имеют потенциальную энергию упругости либо натяжения. Любое падающее тело, которое было ранее неподвижно, теряет потенциальную и приобретает кинетическую. При этом величина этих двух видов будет равнозначна. В поле тяготения нашей планеты формула энергии потенциальной будет иметь следующий вид: В словах эту формулу можно выразить так: потенциальная энергия объекта, взаимодействующего с Землей, равна произведению его массы, ускорению свободного падения и высоты, на которой оно находится. Эта скалярная величина является характеристикой запаса энергии материальной точки (тела), находящейся в потенциальном силовом поле и идущей на приобретение кинетической энергии за счет работы сил поля. Иногда ее называют функцией координат, являющейся слагаемым в лангранжиане системы (функция Лагранжа динамической системы). Эта система описывает их взаимодействие. Потенциальную энергию приравнивают к нулю для некой конфигурации тел, расположенных в пространстве. Выбор конфигурации определяется удобством дальнейших вычислений и называется «нормировкой потенциальной энергии». Одним из самых основных постулатов физики является Закон сохранения энергии. В соответствии с ним, энергия ниоткуда не возникает и никуда не исчезает. Она постоянно переходит из одной формы в другую. Иными словами, происходит только изменение энергии. Так, например, химическая энергия аккумулятора фонарика преобразуется в электрическую, а из нее – в световую и тепловую. Различные бытовые приборы превращают электрическую в свет, тепло или звук. Чаще всего конечным результатом изменения являются тепло и свет. После этого энергия уходит в окружающее пространство. Закон энергии способен объяснить многие физические явления. Ученые утверждают, что общий объем ее во Вселенной постоянно остается неизменным. Никто не может создать энергию заново или уничтожить. Вырабатывая один из ее видов, люди используют энергию топлива, падающей воды, атома. При этом один ее вид превращается в другой. В 1918 г. ученые смогли доказать, что закон сохранения энергии представляет собой математическое следствие трансляционной симметрии времени - величины сопряженной энергии. Другими словами, энергия сохраняется вследствие того, что законы физики не отличаются в различные моменты времени. Энергия – это способность тела совершать работу. В замкнутых физических системах она сохраняется на протяжении всего времени (пока система будет замкнутой) и представляет собой один из трех аддитивных интегралов движения, сохраняющих величину при движении. К ним относятся: энергия, момент импульса, импульс. Введение понятия «энергия» целесообразно тогда, когда физическая система однородна во времени. Она представляет собой сумму энергий молекулярных взаимодействий и тепловых движений молекул, составляющих его. Ее нельзя измерить напрямую, поскольку она является однозначной функцией состояния системы. Всегда, когда система оказывается в данном состоянии, ее внутренняя энергия имеет присущее ему значение, независимо от истории существования системы. Изменение внутренней энергии в процессе перехода из одного физического состояния в другое всегда равно разности между ее значениями в конечном и начальном состояниях. Помимо твердых тел, энергию имеют и газы. Она представляет собой кинетическую энергию теплового (хаотического) движения частиц системы, к которым относятся атомы, молекулы, электроны, ядра. Внутренней энергией идеального газа (математической модели газа) является сумма кинетических энергий его частиц. При этом учитывается число степеней свободы, представляющее собой число независимых переменных, определяющих положение молекулы в пространстве. С каждым годом человечество потребляет все большее количество энергоресурсов. Чаще всего для получения энергии, необходимой для освещения и отопления наших жилищ, работы автотранспорта и различных механизмов, используются такие ископаемые углеводороды, как уголь, нефть и газ. Они относятся к невозобновимым ресурсам. К сожалению, только незначительная часть энергии добывается на нашей планете с помощью возобновимых ресурсов, таких как вода, ветер и Солнце. На сегодняшний день их удельный вес в энергетике составляет всего 5 %. Еще 3 % люди получают в виде ядерной энергии, производимой на атомных электростанциях. Невозобновляемые ресурсы имеют следующие запасы (в джоулях): Годовая величина возобновляемых ресурсов Земли: Только при своевременном переходе от использования невозобновляемых запасов энергии Земли к возобновляемым человечество имеет шанс на долгое и счастливое существование на нашей планете. Для воплощения передовых разработок ученые всего мира продолжают тщательно изучать разнообразные свойства энергии. fb.ru За единицу мощности в Международной системе единиц (СИ) принимают мощность такого устройства, в котором за 1с преобразуется энергия, равная 1 Дж. Эта единица мощности названа ватт. За единицу работы в Международной системе Единиц (СИ) принята работа, совершаемая силой в 1Н на пути, равном 1м. Эту единицу называют джоуль. Энергия измеряется в тех же единицах, что и работа – в джоулях. Энергия – это физическая величина, с помощью которой можно количественно охарактеризовать любое движение. Для характеристики изменения энергии взаимодействующих тел введена специальная физическая величина – работа. Чем большую работу может совершить тело, тем большей энергией оно обладает. При совершении работы энергия тела изменяется; совершённая работа равна изменению энергии. Мощность называют скалярную физическую величину, характеризующую скорость преобразования энергии из одного вида в другой, или скорость совершения работы. Мощность показывает, какая работа совершается телом в единицу времени. Мощность – это скорость совершения работы. Она равна отношению работы к времени, за которое она совершена. Механический эквивалент теплоты- количество работы, эквивалентное единице количества переданной в процессе теплообмена теплоты (калории или килокалории). Понятие механический эквивалент теплоты возникло в связи с тем, что исторически механическую работу и количество теплоты измеряли в разных единицах. С установлением эквивалентности механической работы и теплоты были осуществлены тщательные измерения механического эквивалента теплоты. Результаты измерений показали, что 1 кал = 4,185 Дж. Возраст археологической находки, нашей планеты определяется методом радиоактивного распада. Известно, что всё живое получает двуокись углерода из воздуха. Некоторая часть углерода является радиоактивной, и любой образец вещества, содержит эту же долю радиоактивного углерода. В детекторе "свежее " вещество даст 16 отсчётов/мин. на каждый грамм углерода, а за 5600 лет оно даст только 8 отсчётов/мин. на 1г и т.д. Измеряя скорость отсчётов для какого-то образца, можно вычислить, сколько лет прошло с того времени, когда данный кусок доски был живым деревом. Многие археологические находки "датированы" определённым количеством оставшегося в их веществе радиоактивного углерода. По нему можно определить возраст до 25000 лет. Можно заглянуть в прошлое нашей планеты по периоду полураспада элементов. За время полураспада половина любого вещества превращается в другой элемент, за следующий период полураспада - ещё половина и т.д. История человеческой культуры тесно связана с календарём - системой упорядочного счёта времени. Основной предпосылкой появления календаря в древности было развитие связи трудовых процессов с ритмикой природы - сменой дня и ночи, фаз Луны, времён года и т.п., отсюда и необходимости измерять время. Первой естественной единицей меры времени были сутки, регулировавшие труд и отдых. Во II веке до н.э. Гиппарх ввёл понятие о начале весны, лета, осени и зимы, как о моментах вступления Солнца в соответствующий знак Зодиака Овна, Рака, Весов и Козерога. 5 тысяч лет назад в Египте была относительно совершенная система счёта времени. Их год имел 12 месяцев по 30 дней каждый, и дополнительных 5 дней, т.е. 365 дней. Ошибка была только в 0.25 суток, и потому начало года смещалось к всё более ранней дате. Было разработано для исправления этого правило високосов, добавляющее сутки раз в 4 года. В странах Европы преобладающее значение получил солнечный юлианский календарь(старый стиль), пришедший из Древнего Рима и введённый там Юлием Цезарем в 46г. до н.э. В процессе уточнения юлианского появилсягригорианский календарь(новый стиль). Он был введён римским папой Григорием XIII с 15 октября 1582г. Это уточнение касалось только улучшения его внешней структуры - число високосов было уменьшено на 3. Годы столетий, число сотен которых не делится на 4,считаются простыми (1700,1800),а годы, у которых число сотен делится на 4 - високосными (1600,2000). studfiles.net Эне́ргия (др.-греч. ἐνέργεια — «действие, деятельность, сила, мощь») — скалярная физическая величина, являющаяся единой мерой различных форм движения и взаимодействия материи, мерой перехода движения материи из одних форм в другие. Введение понятия энергии удобно тем, что в случае, если физическая система является замкнутой, то её энергия сохраняется во времени. Это утверждение носит название закона сохранения энергии. С фундаментальной точки зрения энергия представляет собой интеграл движения (то есть сохраняющуюся при движении величину), связанный, согласно теореме Нётер, с однородностью времени. Таким образом, введение понятия энергии как физической величины целесообразно только в том случае, если рассматриваемая физическая система однородна во времени. Энергия является мерой способности физической системы совершить работу, поэтому количественно энергия и работа выражаются в одних единицах. Согласно специальной теории относительности между массой и энергией существует связь, выражаемая знаменитой формулой Эйнштейна где E — энергия системы, m — её масса, c — скорость света. Несмотря на то, что исторически предпринимались попытки трактовать это выражение как полную эквивалентность понятия энергии и массы, что, в частности, привело к появлению такого понятия как релятивистская масса, в современной физике принято сужать смысл этого уравнения, понимая под массой массу тела в состоянии покоя (так называемая масса покоя), а под энергией — только внутреннюю энергию, заключённую в системе. Энергия тела, согласно законам классической механики, зависит от системы отсчета, то есть неодинакова для разных наблюдателей. Если тело движется со скоростью v относительно некоего наблюдателя, то для другого наблюдателя, движущегося с той же скоростью, оно будет казаться неподвижным. Соответственно, для первого наблюдателя кинетическая энергия тела будет равна, , где m — масса тела, а для другого наблюдателя — нулю. Эта зависимость энергии от системы отсчета сохраняется также в теории относительности. Для определения преобразований, происходящих с энергией при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой используется сложная математическая конструкция — тензор энергии-импульса. Зависимость энергии тела от скорости рассматривается уже не так, как в ньютоновской физике, а согласно вышеназванной формуле Эйнштейна: где — инвариантная масса. В системе отсчета, связанной с телом, его скорость равна нулю, а энергия, которую называют энергией покоя, выражается формулой: Это минимальная энергия, которую может иметь массивное тело. Значение формулы Эйнштейна также в том, что до неё энергия определялась с точностью до произвольной постоянной, а формула Эйнштейна находит абсолютное значение этой постоянной. Специальная теория относительности рассматривает энергию как компоненту 4-импульса (4-вектора энергии-импульса), в который наравне с энергией входят три пространственные компоненты импульса. Таким образом энергия и импульс оказываются связанными и оказывают взаимное влияние друг на друга при переходе из одной системы отсчёта в другую. В квантовой механике величина энергии пропорциональна частоте и двойственна времени. В частности, в силу фундаментальных причин принципиально невозможно измерить абсолютно точно энергию системы в каком-либо процессе, время протекания которого конечно. При проведении серии измерения одного и того же процесса значения измеренной энергии будут флуктуировать, однако среднее значение всегда определяется законом сохранения энергии. Это приводит к тому, что иногда говорят, что в квантовой механике сохраняется средняя энергия. В общей теории относительности время не является однородным, поэтому возникают определённые проблемы при попытке введения понятия энергии. В частности, оказывается невозможным определить энергию гравитационного поля как тензор относительно общих преобразований координат. Внутреняя энергия (или энергия хаотического движения молекул) является самым «деградированным» видом энергии — она не может превращаться в другие виды энергии без потерь (см.: энтропия). Энергия E имеет размерность, равную: В системе величин LMT энергия имеет размерность . Механика различает потенциальную энергию (или, в более общем случае, энергию взаимодействия тел или их частей между собой или с внешними полями) и кинетическую энергию (энергия движения). Их сумма называется полной механической энергией. Энергией обладают все виды полей. По этому признаку различают: электромагнитную (разделяемую иногда на электрическую и магнитную энергии), гравитационную и ядерную энергии (также может быть разделена на энергию слабого и сильного взаимодействий). Термодинамика рассматривает внутреннюю энергию и иные термодинамические потенциалы. В химии рассматриваются такие величины, как энергия связи и энтальпия, имеющие размерность энергии, отнесённой к количеству вещества. См. также: химический потенциал. Энергия взрыва иногда измеряется в тротиловом эквиваленте. Кинетическая энергия — энергия механической системы, зависящая от скоростей движения её точек. Часто выделяют кинетическую энергию поступательного и вращательного движения. Единица измерения в системе СИ — Джоуль. Более строго, кинетическая энергия есть разность между полной энергией системы и её энергией покоя; таким образом, кинетическая энергия — часть полной энергии, обусловленная движением. Потенциальная энергия — скалярная физическая величина, характеризует запас энергии некоего тела (или материальной точки), находящегося в потенциальном силовом поле, который идет на приобретение (изменение) кинетической энергии тела за счет работы сил поля. Другое определение: потенциальная энергия — это функция координат, являющаяся слагаемым в лагранжиане системы, и описывающая взаимодействие элементов системы.[2] Термин «потенциальная энергия» был введен в XIX веке шотландским инженером и физиком Уильямом Ренкином. Единицей измерения энергии в СИ является Джоуль. Потенциальная энергия принимается равной нулю для некоторой конфигурации тел в пространстве, выбор которой определяется удобством дальнейших вычислений. Процесс выбора данной конфигурации называется нормировкой потенциальной энергии. Гравитационная энергия — потенциальная энергия системы тел (частиц), обусловленная их взаимным тяготением. Гравитационно-связанная система — система, в которой гравитационная энергия больше суммы всех остальных видов энергий (помимо энергии покоя). Общепринята шкала, согласно которой для любой системы тел, находящихся на конечных расстояниях, гравитационная энергия отрицательна, а для бесконечно удалённых, то есть для гравитационно не взаимодействующих тел, гравитационную энергия равна нулю. Полная энергия системы, равная сумме гравитационной и кинетической энергии постоянна, для изолированной системы гравитационная энергия является энергией связи. Системы с положительной полной энергией не могут быть стационарными. Ядерная энергия (атомная энергия) — это энергия, содержащаяся в атомных ядрах и выделяемая при ядерных реакциях. Энергия связи — энергия, которая требуется, чтобы разделить ядро на отдельные нуклоны, называется энергией связи. Энергия связи, приходящаяся на один нуклон, неодинакова для разных химических элементов и, даже, изотопов одного и того же химического элемента. Внутренняя энергия тела (обозначается как E или U) — это сумма энергий молекулярных взаимодействий и тепловых движений молекулы. Внутреннюю энергию тела нельзя измерить напрямую. Внутренняя энергия является однозначной функцией состояния системы. Это означает, что всякий раз, когда система оказывается в данном состоянии, её внутренняя энергия принимает присущее этому состоянию значение, независимо от предыстории системы. Следовательно, изменение внутренней энергии при переходе из одного состояния в другое будет всегда равно разности между её значениями в конечном и начальном состояниях, независимо от пути, по которому совершался переход. Химический потенциал — один из термодинамических параметров системы, а именно энергия добавления одной частицы в систему без совершения работы. Взрыв — физический или/и химический быстропротекающий процесс с выделением значительной энергии в небольшом объёме за короткий промежуток времени, приводящий к ударным, вибрационным и тепловым воздействиям на окружающую среду и высокоскоростному расширению газов. При химическом взрыве, кроме газов, могут образовываться и твёрдые высокодисперсные частицы, взвесь которых называют продуктами взрыва. Энергию взрыва иногда измеряют в тротиловом эквиваленте — мере энерговыделения высокоэнергетических событий, выраженной в количестве тринитротолуола (ТНТ), выделяющем при взрыве равное количество энергии. Существует довольно много форм энергии, большинство[3] из которых так или иначе используются в энергетике и различных современных технологиях. Темпы энергопотребления растут во всем мире, поэтому на современном этапе развития цивилизации наиболее актуальна проблема энергосбережения. Условно источники энергии можно поделить на два типа: невозобновляемые и постоянные. К первым относятся газ, нефть, уголь, уран и т. д. Технология получения и преобразования энергии из этих источников отработана, но, как правило, неэкологична, и многие из них истощаются. К постоянным источникам можно отнести энергию солнца, энергию, получаемую на ГЭС и т. д. Термин «энергия» происходит от слова energeia, которое впервые появилось в работах Аристотеля. Маркиза Эмили дю Шатле в книге «Уроки физики» (фр. Institutions de Physique, 1740), объединила идею Лейбница с практическими наблюдениями Виллема Гравезанда, чтобы показать: энергия движущегося объекта пропорциональна его массе и квадрату его скорости (не скорости самой по себе как полагал Исаак Ньютон). В 1807 году Томас Юнг первым использовал термин «энергия» в современном смысле этого слова взамен понятия живая сила.[4]Гаспар-Гюстав Кориолис впервые использовал термин «кинетическая энергия» в 1829 году, а в 1853 году Уильям Ренкин впервые ввёл понятие «потенциальная энергия». Несколько лет велись споры, является ли энергия субстанцией (теплород) или только физической величиной. Развитие паровых двигателей требовало от инженеров разработать понятия и формулы, которые позволили бы им описать механический и термический КПД своих систем. Инженеры (Сади Карно), физики (Джеймс Джоуль), математики (Эмиль Клапейрон и Герман Гельмгольц[уточнить]) — все развивали идею, что способность совершать определённые действия, называемая работой, была как-то связана с энергией системы. В 1850-х годах, профессор натурфилософии из Глазго Уильям Томсон и инженер Уильям Ренкин начали работу по замене устаревшего языка механики с такими понятиями как «кинетическая и фактическая (actual) энергии».[4] Уильям Томсон соединил знания об энергии в законы термодинамики, что способствовало стремительному развитию химии. Рудольф Клаузиус, Джозайя Гиббс и Вальтер Нернст объяснили многие химические процессы, используя законы термодинамики. Развитие термодинамики было продолжено Клаузиусом, который ввёл и математически сформулировал понятие энтропии, и Джозефом Стефаном, который ввёл закон излучения абсолютно чёрного тела. В 1853 году Уильям Ренкин ввёл понятие «потенциальная энергия».[4] В 1881 году Уильям Томсон заявил перед слушателями:[5] Само слово энергия, хотя и было впервые употреблено в современном смысле доктором Томасом Юнгом приблизительно в начале этого века, только сейчас входит в употребление практически после того, как теория, которая дала определение энергии, … развилась от просто формулы математической динамики до принципа, пронизывающего всю природу и направляющего исследователя в области науки. Оригинальный текст (англ.) The very name energy, though first used in its present sense by Dr Thomas Young about the beginning of this century, has only come into use practically after the doctrine which defines it had … been raised from mere formula of mathematical dynamics to the position it now holds of a principle pervading all nature and guiding the investigator in the field of science. В течение следующих тридцати лет эта новая наука имела несколько названий, например, «динамическая теория тепла» (англ. dynamical theory of heat) и «энергетика» (англ. energetics). В 1920-х годах общепринятым стало название «термодинамика» — наука о преобразовании энергии. Особенности преобразования тепла и работы были показаны в первых двух законах термодинамики. Наука об энергии разделилась на множество различных областей, таких как биологическая термодинамика и термоэкономика (англ. thermoeconomics). Параллельно развивались связанные понятия, такие как энтропия, мера потери полезной энергии, мощность, поток энергии за единицу времени, и так далее. В последние два века использование слова энергия в ненаучном смысле широко распространилось в популярной литературе. В 1918 году было доказано, что закон сохранения энергии есть математическое следствие трансляционной симметрии времени, величины сопряжённой энергии. То есть энергия сохраняется, потому что законы физики не отличают разные моменты времени (см. Теорема Нётер, изотропия пространства). В 1961 году выдающийся преподаватель физики и нобелевский лауреат, Ричард Фейнман в лекциях так выразился о концепции энергии:[6] Существует факт, или, если угодно, закон, управляющей всеми явлениями природы, всем, что было известно до сих пор. Исключений из этого закона не существует; насколько мы знаем, он абсолютно точен. Название его — сохранение энергии. Он утверждает, что существует определённая величина, называемая энергией, которая не меняется ни при каких превращениях, происходящих в природе. Само это утверждение весьма и весьма отвлечено. Это по существу математический принцип, утверждающий, что существует некоторая численная величина, которая не изменяется ни при каких обстоятельствах. Это отнюдь не описание механизма явления или чего-то конкретного, просто-напросто отмечается то странное обстоятельство, что можно подсчитать какое-то число и затем спокойно следить, как природа будет выкидывать любые свои трюки, а потом опять подсчитать это число — и оно останется прежним. Оригинальный текст (англ.) There is a fact, or if you wish, a law, governing natural phenomena that are known to date. There is no known exception to this law—it is exact so far we know. The law is called conservation of energy; it states that there is a certain quantity, which we call energy that does not change in manifold changes which nature undergoes. That is a most abstract idea, because it is a mathematical principle; it says that there is a numerical quantity, which does not change when something happens. It is not a description of a mechanism, or anything concrete; it is just a strange fact that we can calculate some number, and when we finish watching nature go through her tricks and calculate the number again, it is the same. — Фейнмановские лекции по физике[7] dic.academic.ru Энергия - физическая величина, следовательно необходима определенная единица для ее измерения. В международной системе единиц (СИ) энергию принято измерять в Джоулях (в русском языке обозначается Дж, международное обозначение - j). Также джоуль является единицей измерения работы и количества теплоты. Системной единицей измерения энергии является ДЖОУЛЬ (Дж). Но есть ещ и несколько внесистемных единиц измерения энергии. Это известные всем калории, которыми выражается энергетическая ценность пищевых продуктов. Или знакомая, всем, кто хоть раз платил за электричество единица измерения кВт/ч. Также есть ещ эрг и эВ. Как же я не любила в школе физику, но учительница всегда в начале урока всегда делала опрос, что в чем измеряется, поэтому видимо в голове и отложилось, что энергия измеряется в ДЖОУЛЯХ. А так же есть несколько разновидностей энергии: кинетическая, ядерная, потенциальная и т.д. Энергия измеряется в Джоулях, а обозначается буквой U. Ниже приведена формула, по которой находят внутреннюю энергию. Большое значение в физике имеет и то, какую именно энергию надо найти и для каждой своя формула. По международной системе единиц (СИ), энергию измеряют в quot;Джоуляхquot;. Есть еще единица для бытового измерения энергии - quot;Киловатт - часquot;. Именно расход данных в киловатт - часах мы записываем, когда идм в банк или Управляющую компанию, чтобы заплатить за свет. Есть специальные таблицы для перевода одних единиц измерения энергии в другие. Воспользовавшись такой таблицей энергию можно измерить в quot;Foequot;. Эта единица, равна 1044 джоулей или 1051 эрг. Она применяется при измерении больших количеств энергии, которые выделяются при взрывах сверхновых звзд и гамма-всплесках. В англоязычных странах используется британская тепловая единица quot;BTUquot;. Энергия в единицах си измеряется в Джоулях. Вся энергия, энергия потенциальная, кинетическая, измеряется в Джоулях. Всем известная величина 1 кВтч равняется энергии в 3,6 МДЖ. МегаДжоуль - это 10 в шестой степени Джоуль. Хоть мне физика не нравилась в школе и давалась с большим трудом.Но до сих пор помню некоторые простые формулы на нахождение энергии и совершенно точно помню,что энергия рассчитывается и измеряется в Джоулях. Хоть и закончил школу давненько, но все еще помню про эти Джоули. именно в Джоулях измеряется энергия. А эта энергия бывает самая что ни на есть разная, но помню почему то только о двух думаю самых важных - кинетическая и потенциальная. Еще со школьной скамьи помню, что энергия измеряется в Джоулях. Так же помню, что существует несколько видов энергии, например: потенциальная, кинетическая, ядерная и другая. Вот как, не зря у меня в аттестате стоит четврка по физике 🙂 что то да запомнил. В системе СИ энергия измеряется в Джоулях. Помимо этого, энергию часто измеряют в Ваттах (Вт). Например электроэнергию, на счетчике измерения - кВт. Как уже писали выше, Джоули можно с легкостью перевести в ВТ при необходимости. Энергия измеряется в джоулях , существует много видов энергии(кинетическая, потенциальная, ядерная и т.д.) info-4all.ru С понятием энергия человек сталкивается постоянно и подчас не задумывается о глубоком смысле и широте его. Энергия определяется как общая количественная мера различных форм движения материи. В соответствии с разнообразием форм движения и различают механическую, тепловую, электрическую, ядерную, химическую и другие виды энергии. В соответствии с законом сохранения, открытым М.В. Ломоносовым, энергия не теряется, а сохраняется и преобразуется в другие виды энергии. Поэтому энергия является тем стержнем, который связывает воедино все процессы и явления материального мира. Для объектов энергетики энергетический анализ является основным инструментом исследования процессов преобразования энергии с проверкой на каждом этапе технологического процесса выполнения условия баланса энергии. В процессе преобразования часть энергии может изменять свой вид, что часто усложняет количественный учет и проверку баланса. Именно потребности измерений энергии на заре развития электротехники стимулировали активное обсуждение на международных выставках 1851 года в Лондоне и 1855 года в Париже необходимости введения единой системы мер и весов. На I Международном конгрессе электриков, состоявшемся в 1881 году, был предложен проект полной системы единиц СГС, в основу которой были положены сантиметр как единица длины, грамм как единица массы и секунда как единица времени. Но применение этой системы в инженерных расчетах создавало определенные трудности из-за малости основных единиц. В 1918 году во Франции, а в 1927 году и в СССР была принята система единиц МТС на основе метра, тонны и секунды. Однако и она оказалась неудобной, но уже из-за другой крайности. В октябре 1960 года XI Генеральная конференция по мерам и весам утвердила проект единой системы единиц, над которым специальная комиссия работала с 1954 года. Эта система стала известна под наименованием Международная система единиц СИ. В 1961 году в СССР был утвержден ГОСТ 9867-61 «Международная система единиц», которым устанавливалось предпочтительное применение единиц СИ во всех областях науки, техники, образования и народного хозяйства. Основными единицами СИ являются семь следующих единиц: длины – метр, массы – килограмм, времени – секунда, силы электрического тока – ампер, температуры – кельвин, количества вещества – моль, силы света – кандела. Кроме основных единиц в состав СИ вводится большое число производных величин, определяемых по отраслям науки и техники. Ниже в табл. 3 приведены производные единицы СИ, которые применяются в электротехнике. Таким образом, несмотря на разнообразие видов энергии все они измеряются в джоулях. Для механической работы, например, один джоуль определяется работой, выполненной единицей силы на пути в один метр, т.е. 1Дж=1Н·1м. Производные единицы системы СИ Таблица 3 Наряду с единицами системы СИ и их производными в специальных областях, в том числе и в энергетике, допускается применение единиц измерения из других систем и даже внесистемных единиц. Так, например, в энергетике для измерения тепловой энергии часто используется калория, имеющая простой физический смысл: за 1 калорию принимается такое количество теплоты, которое повышает температуру 1 грамма воды на 1 градус. Эта единица может рассматриваться как теплоемкость воды, равная 1 кал/(г·град). Из физики известно соотношение калории и джоуля 1 кал=4,187 Дж. Для измерения электрической энергии повсеместно используется внесистемная единица кВт·ч. Соотношение между кВт·ч и джоулем можно получить используя системную единицу мощности – 1 Ватт: 1 кВт·ч = 103 Вт ·3600 с =3,6 ·106 Дж. Учитывая предыдущее соотношение можно определить связь между единицами измерения электрической и тепловой энергии 1 кВт·ч = 3,6·106/4187=860 ккал. Для измерения больших объемов энергии, имеющих промышленное значение, а также больших и малых значений других физических величин используются приставки кратных и дольных единиц, основные из которых с шагом 1000 перечислены в табл. 4. Приставки кратных и дольных единиц Таблица 4 Применение полученных представлений об энергии и единицах измерения позволяет решать некоторые практические задачи по оценке важнейших технико-экономических показателей, которые характеризуют процессы получения и преобразования энергии с использованием в качестве первичных энергоресурсов органического топлива. Важнейшей характеристикой топлива является теплота сгорания, измеряемая в кДж/кг или в ккал/кг и определяющая количество выделяемой тепловой энергии при сгорании 1 кг натурального топлива. Для объективной оценки эффективности процессов выработки энергии на объектах, которые работают на разных видах топлива, вводят понятие условного топлива (у.т.), имеющего фиксированную теплоту сгорания, равную 7000 ккал/кг. При решении задач будет использоваться понятие коэффициента полезного действия (КПД) как отношения полезной энергии к полной затраченной, и удельного расхода топлива, т.е. расходуемого на единицу полезно отпущенной энергии. Задача № 2.1. Сколько воды можно нагреть от температуры to=20 0C до кипения на электроплите при расходе электроэнергии W= 1 кВт·ч , если установка работает с КПД 0=50 %. Решение Определим общую энергию в ккал, которая поступает в систему нагрева воды из электрической сети Q=1кВт·ч´860 ккал/ кВт·ч=860 ккал. Энергия, которая используется для нагрева воды Из условия нагрева воды при Найдём массу воды Задача № 2.2 Сколько мазута расходуется на ТЭС, работающей с КПД=40%, на выработку 1 кВт·ч электроэнергии, если теплота сгорания с=10000 ккал/кг. Решение Определим необходимое количество тепловой энергии, которая должна поступить для выработки 1 кВт·ч при известном КПД Определим массу топлива Задача № 2.3 Сколько воды можно нагреть от 200С до кипения в бытовом котле, работающем с Решение Количество тепла, выделяемого при сжигании мазута, Объём теплоты, идущий на нагрев воды, Найдём массу воды Рассмотренные задачи позволяют оценить эффективностьдвух технологий нагрева воды по критерию расхода первичного энергоресурса – топлива.. Сравнение их показывает, что вторая технология существенно рациональней первой и является энергосберегающей, поскольку здесь первичный энергоресурс (топливо) используется для нагрева воды без промежуточного преобразования энергии, и общий относительный КПД технологии В первой же технологии первичная энергия преобразуется в электрическую с КПД Общий КПД определяется как произведение относительных КПД этапов Таким образом, для оценки эффективности различных технологий необходимо составить чёткую схему последовательного преобразования энергии, оценить КПД каждого звена Энергия - это... Потенциальная и кинетическая энергия. Что такое энергия в физике? Что такое энергия и мощность в каких единицах они измеряются
Что такое энергия и мощность в каких единицах они измеряются
это... Потенциальная и кинетическая энергия. Что такое энергия в физике?
Что такое энергия?
Единицы измерения и обозначения
Виды энергии
Механическая энергия
Разделение видов по разным признакам
Кинетическая
Потенциальная
Закон сохранения энергии
Особенности энергии
Внутрення энергия тел
Внутренняя энергия газа
Использование энергии
3.В каких единицах измеряются энергия, работа и мощность? Как эти величины связаны между собой и что они характеризуют? Что такое механический эквивалент теплоты?
4.Как определяется возраст археологической находки, нашей планеты? Какие движения легли в основу календаря, какие календари используются?
Энергия - это... Что такое Энергия?
Фундаментальный смысл
Энергия и работа
В специальной теории относительности
Энергия и масса
Энергия и импульс
В квантовой механике
В этом разделе не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отметка установлена 12 мая 2011. В общей теории относительности
Энергия и энтропия
Физическая размерность
Соотношения между единицами энергии
Единица Эквивалент в Дж в эрг в межд. кал в эВ 1 Дж 1 107 0,238846 0,624146·1019 1 эрг 10−7 1 2,38846·10−8 0,624146·1012 1 межд. Дж[1] 1,00020 1,00020·107 0,238891 0,624332·1019 1 кгс·м 9,80665 9,80665·107 2,34227 6,12078·1019 1 кВт·ч 3,60000·106 3,60000·1013 8,5985·105 2,24693·1025 1 л·атм 101,3278 1,013278·109 24,2017 63,24333·1019 1 межд. кал (calIT) 4,1868 4,1868·107 1 2,58287·1019 1 термохим. кал (калТХ) 4,18400 4,18400·107 0,99933 2,58143·1019 1 электронвольт (эВ) 1,60219·10−19 1,60219·10−12 3,92677·10−20 1 Виды энергии
Кинетическая
Потенциальная
Электромагнитная
Гравитационная
Ядерная
Внутренняя
Химический потенциал
Энергия взрыва
Проблемы энергопотребления
История термина
См. также
Примечания
Ссылки
В чём измеряется энергия? - Полезная информация для всех
Энергия, единицы измерения
Величина
Наименование
единицы
Обозначение
единицы
Выражение
через удобные
единицы
Выражение
через основные
единицы
Частота
герц
Гц
–
с-1 Сила
ньютон
Н
–
м кг с-2 Давление
паскаль
Па
Н/м2 м-1 кг с-2 Энергия,
работа
джоуль
Дж
Н м
м2 кг с-2 Мощность
ватт
Вт
Дж/с
м2 кг с-3 Количество
электричества
кулон
Кл
–
с А
Электрическое
напряжение
вольт
В
Вт/А
м2 кг с-3А-1 Электрическая
емкость
фарада
Ф
Кл/В
м-2 кг-1 с4 А2 Электрическое
сопротивление
ом
Ом
В/А
м2 кг с-3 А-2 Электрическая проводимость
сименс
См
А/В
м-2 кг-1 с3 А2 Поток магнитной
индукции
вебер
Вб
В·с
м2 кг с-2 А-1 Магнитная
индукция
тесла
Тл
Вб/м2
кг с-2 А-1 Индуктивность
генри
Гн
Вб/А
м2 кг с-2 А-2 Приставка
Множитель
Сокращение
русское
международное
тера
1012 Т
T
гига
109 Г
G
мега
106 М
M
кило
103 к
k
милли
10-3 м
m
микро
10-6 мк
µ
нано
10-9 н
n
пико
10-12 п
p
.
.
.
.
.
при сжигании 0,215 кг мазута, имеющего с= 10000 ккал/кг.
.
.
.
.
, а затем в тепловую, идущую на нагрев с 
.
.
этой схемы и найти общий КПД как их произведение
.Похожие статьи:
poznayka.org
Единицы измерения расстояний, энергий и масс
Атомные ядра и составляющие их частицы очень маленькие, поэтому измерять их в метрах или сантиметрах неудобно. Физики измеряют их в фемтометрах (фм). 1 фм = 10–15 м, или одна квадриллионная доля метра. Это в миллион раз меньше нанометра (типичный размер молекул). Размер протона или нейтрона как раз примерно 1 фм. Существуют тяжелые частицы, размер которых еще меньше.
Энергии в мире элементарных частиц тоже слишком малы, чтоб измерять их в Джоулях. Вместо этого используют единицу энергии электронвольт (эВ). 1 эВ, по определению, это энергия, которую приобретет электрон в электрическом поле при прохождении разности потенциалов в 1 Вольт. 1 эВ примерно равен 1,6·10–19 Дж. Электронвольт удобен для описания атомных и оптических процессов. Например, молекулы газа при комнатной температуре имеют кинетическую энергию примерно 1/40 электронвольта. Кванты света, фотоны, в оптическом диапазоне имеют энергию около 1 эВ.
Явления, происходящие внутри ядер и внутри элементарных частиц, сопровождаются гораздо большими изменениями энергии. Здесь уже используются мегаэлектронвольты (МэВ), гигаэлектронвольты (ГэВ) и даже тераэлектронвольты (ТэВ). Например, протоны и нейтроны движутся внутри ядер с кинетической энергией в несколько десятков МэВ. Энергия протон-протонных или электрон-протонных столкновений, при которых становится заметна внутренняя структура протона, составляет несколько ГэВ. Для того, чтобы родить самые тяжелые из известных на сегодня частиц — топ-кварки, — требуется сталкивать протоны с энергией около 1 ТэВ.
Между шкалой расстояний и шкалой энергии можно установить соответствие. Для этого можно взять фотон с длиной волны L и вычислить его энергию: E = c·h/L. Здесь c — скорость света, а h — постоянная Планка, фундаментальная квантовая константа, равная примерно 6,62·10–34 Дж·сек. Это соотношение можно использовать не только для фотона, но и более широко, при оценке энергии, необходимой для изучения материи на масштабе L. В «микроскопических» единицах измерения 1 ГэВ отвечает размеру примерно 1,2 фм.
Согласно знаменитой формуле Эйнштейна E0 = mc2, масса и энергия покоя тесно взаимосвязаны. В мире элементарных частиц эта связь проявляется самым непосредственным образом: при столкновении частиц с достаточной энергией могут рождаться новые тяжелые частицы, а при распаде покоящейся тяжелой частицы разница масс переходит в кинетическую энергию получившихся частиц.
По этой причине массы частиц тоже принято выражать в электронвольтах (а точнее, в электронвольтах, деленных на скорость света в квадрате). 1 эВ соответствует массе всего в 1,78·10–36 кг. Электрон в этих единицах весит 0,511 МэВ, а протон 0,938 ГэВ. Открыто множество и более тяжелых частиц; рекордсменом пока является топ-кварк с массой около 170 ГэВ. Самые легкие из известных частиц с ненулевой массой — нейтрино — весят всего несколько десятков мэВ (миллиэлектронвольт).
Далее: Краткая история развития ускорителей
elementy.ru
Поделиться с друзьями: