Текст:Николай Кириленко:Концепция энергии

Энергия – единая мера различных форм движения и взаимодействия материи.

Концепция энергии[править | править код]

С разными формами движения материи связывают разные формы энергии: механическую, тепловую, электромагнитную, ядерную и др. В одних явлениях форма движения материи не изменяется (например, горячее тело нагревает холодное), в других – переходит в иную форму (например, в результате трения механическое движение превращается в тепловое движение). Во всех случаях энергия, отданная (в той или иной форме) одним телом другому телу, равна энергии, полученной последним телом. Этот процесс превращения контролируется строго определёнными количественными эквивалентами. Это и позволяет выделить общую меру движения – энергию как таковую.

Физический смысл имеет не абсолютное значение энергии, а её изменение – работа. Работа совершается тогда, когда энергия одного тела передается другому.

Энергия – вид проявления материи, все энергетические влияния материальны. По расчетам знаменитого физика Я. Зельдовича, девять десятых массы Вселенной («материи») заключено в энергии, и только одна десятая – в веществе.

Теория относительности установила, что между массой и энергией существует тесная связь и что они взаимопревращаемы. Справедлив закон сохранения релятивистской массы и энергии: изменение полной энергии тела (или системы) сопровождается эквивалентным изменением её массы. Соотношение Эйнштейна между массой и энергией E = mc² показывает, что в любом физическом процессе сохраняются не масса и энергия порознь, а полная энергия системы. Физический смысл соотношения Эйнштейна заключается в следующем: существует принципиальная возможность перехода материальных объектов, имеющих массу покоя, в электромагнитное излучение, не имеющее массы покоя, при этом выполняется закон сохранения энергии.

Если тело находится в состоянии покоя, то его энергия покоя – это внутренняя энергия тела. В малом количестве вещества содержится большая энергия (собственная энергия, связанная с массой). Превратить всю собственную энергию в веществе в полезную энергию невозможно. Нельзя уничтожить протоны и нейтроны, а можно лишь перегруппировать их так, чтобы новые ядра имели другую массу, и за счет этого высвободить некоторую энергию. Одним из способов перегруппировки протонов и нейтронов в ядрах является процесс деления. Разность между массой исходного ядра и суммарной массой осколков превращается в кинетическую энергию последних. Но при этом общее число протонов и нейтронов не меняется.

Физический вакуум является энергоёмким источником энергии. Человечество пока не умеет пользоваться энергией физического вакуума. Согласно Дж, Уиллеру, планковская плотность энергии физического вакуума составляет 10 95 г/см3, в то время как плотность энергии ядерного вещества равна 10 14 г/см3. Известны и другие оценки энергии вакуумных флуктуаций, но все они существенно больше оценки Дж. Уиллера.