Pouvwa

Soti nan Wikipedia, ansiklopedi gratis.
Ale nan navigasyon Ale nan rechèch
Dekonbigasyon note.svg Disambiguation - Si ou ap chèche pou lòt siyifikasyon, gade Enèji (disambiguation) .

Enèji se kantite fizik ki mezire kapasite yon oswa yon sistèm fizik pou fè travay , kèlkeswa si travay sa a fèt oswa ka aktyèlman fèt. [1]

Proceed yo ki dire enèji ki soti nan fen mwa Latin Enèji nan , nan vire te pran nan men Greek ἐνέργεια nan (anèrjèya), derive nan ἐνεργής (oswa ἐνεργός nan ekivalan), 'aktif', ki konpoze de patikil la entansif en ak ἔργον (èrgon, 'travay', 'Opera'). [1] [2] Tèm lan te entwodwi pa Aristòt nan dimansyon filozofik pou distenge δύναμις (DYNAMIS), posibilite, " pouvwa " ki apwopriye pou materyèl ki pa enfòme a, kapasite reyèl (ἐνέργεια) te anplwaye nan zak fòmèl reyalite a sa ki nan sa . [3]

Mo Italyen an "enèji" pa dirèkteman sòti nan Latin , men se reviv nan syèk la 15 pa énergie an franse . [4] «An Frans énergie te itilize depi 15zyèm syèk la nan sans" fòs nan aksyon ", ak yon mo dirèkteman sòti nan Laten an, pa janm ak yon siyifikasyon fizik. Nan Angletè nan 1599 enèji se synonyme ak "fòs oswa vigueur nan ekspresyon". Thomas Young te premye moun ki itilize tèm enèji nan yon sans modèn nan 1807 " [5]

Konsèp nan enèji ka entwitif sòti nan obsèvasyon eksperimantal la ke kapasite nan yon sistèm fizik fè travay diminye kòm li se pwodwi. Nan sans sa a, enèji ka defini kòm yon pwopriyete posede pa sistèm nan ki ka chanje ant kò nan travay (gade Transfè nan enèji ).

Istwa tèm nan ak nosyon an

Te tèm nan "enèji" premye itilize yo endike yon kantite fizik pa Kepler nan Harmonices Mundi l ' nan 1619, sepandan tèm nan "enèji" te sistematik prezante nan literati syantifik an tèm modèn sèlman nan fen 19yèm syèk la . Anvan lè sa a, tèm vis viva , "fòs" oswa "travay" altène, tou depann de kontèks la ak otè a. Premye a konsève kòm yon tradisyon istorik menm jodi a nan non kèk teyorèm, pandan y ap de dènye tèm yo te akeri yon siyifikasyon konplètman diferan nan fizik modèn nan sa ki nan enèji.

Konfli a sou vis viva la

Istorikman, premye mayitid ki sanble ak sa ki kounye a refere yo kòm enèji sinetik parèt nan etid Gottfried Leibniz a nan 1686, yo rele vis viva ("fòs k ap viv") kòm opoze a vis mortua ("fòs mouri") itilize deziyen inèsi a . [6] Deba prensipal la nan fizik disetyèm ak dizwityèm syèk la te konsèpte santre pa sou yon prensip konsèvasyon, men pito sou rechèch la pou yon kantite fizik ki kapab mezire efè aksyon yon fòs sou kò, oswa an tèm de yon entèraksyon ant sa yo. [7] Yon fòs ki aji sou yon kò ap gen efè a modifye vitès li yo, konsa chanje tou de enèji sinetik la ak momantòm lan defini antanke:

Kòmanse soti nan de posibilite sa yo diferan, eklatman ki genyen ant Leibniz, ki moun ki konsidere "vis viva la" yo dwe plis adekwa kòm yon mezi nan yon fòs, ak sipòtè yo nan teyori a Cartesian , ki olye pou yo itilize momantòm lan, te fèt. [8] Nan fòmilasyon jodi a nan mekanik klasik, tou de kantite yo gen menm enpòtans lan: menm jan li te vin klè kòmanse nan d'Alembert , pwoblèm lan te sèlman lye nan itilizasyon de diferan pwen de vi. [9] [10] An reyalite li posib pou konsidere efè yon fòs ajoute ansanm ak respè pou entèval tan yo , ki soti nan ki varyasyon nan momantòm lan sòti dirèkteman sou baz premye prensip dinamik yo :

Oswa li posib yo konsidere efè yo nan yon fòs ajoute nan espas, li te gen nan tèt ou kòm yon egzanp konpresyon an nan yon sezon prentan ki fren yon kò k ap deplase. Rezilta a se ke li fè travay la nan yon fòs ki fèt sou yon kò ki egal a chanjman nan enèji sinetik nan kò a li menm:

Nan sans sa a, diferans lan nan enèji sinetik oswa momantòm final ak premye yo se jis de mezi diferan nan efè aksyon yon fòs.

Deskripsyon

Enpòtans fizik

Enèji se yon kantite vaste fizik (enèji de kò yo se senpleman sòm enèji yo nan kò yo pran endividyèlman), ki gen yon enpòtans santral nan fòmilasyon anpil teyori, soti nan mekanik klasik rive nan tèrmodinamik , soti nan teyori relativite a. mekanik pwopòsyon .

Yon definisyon egzak nan enèji se pa fasil bay, enèji pa gen okenn reyalite materyèl, men se pito yon konsèp abstrè matematik ki eksprime yon kontrent ki gen rapò ak pwosesis posib ak yon simetri tanporèl nan lwa fizik. Se poutèt sa pa gen okenn sibstans oswa likid ki koresponn ak enèji pi. Kòm Feynman te ekri:

( EN )

"Li enpòtan pou reyalize ke nan fizik jodi a, nou pa gen okenn konesans sou sa ki enèji se."

( IT )

"Li enpòtan kenbe nan tèt ou ke nan fizik jodi a, nou pa gen okenn konesans de sa ki enèji se."

( Richard Feynman , Fizik Feynman , Vol I, p 4-1 )

Yon kò ka ogmante oswa diminye enèji li kòm yon rezilta nan yon entèraksyon ak lòt kò: chanjman nan enèji Se poutèt sa reflete chanjman ki te fèt nan pwopriyete mikwoskopik li yo. Gen anpil entèraksyon posib; soti nan yon pwen de vi kalitatif, mekanik ka distenge, ak pou egzanp kolizyon ant kò rijid oswa fòs ant pwen tankou patikil, ki soti nan tèrmodinamik, kote, pou egzanp, reyaksyon ki genyen ant gaz nan tanperati diferan yo konsidere. Soti nan pwen de vi ki kalite entèraksyon an, gen diferan kalite fòs nan lanati, tankou gravitasyonèl, nikleyè oswa elektrik. Sepandan, tout pwosesis sa yo posib kite kantite total enèji chanje, ki Se poutèt sa vin konstan kantite fizik la pou sistèm fèmen oswa izole.

Enpòtans teknolojik

Icône loup mgx2.svg Sijè a menm an detay: Resous ak konsomasyon enèji nan mond lan .

Nan jaden teknolojik la, enèji pèmèt, atravè eksplwatasyon li nan yon nivo endistriyèl, transfòmasyon nan matyè premyè nan pwodwi oswa machandiz final oswa dirèkteman rezèv la nan sèvis itil pou moun ak sosyete a.

Sosyete modèn lan trè depann sou enèji (patikilyèman nan fòm enèji mekanik li yo, enèji elektrik, enèji chimik ak enèji tèmik) nan tout pwodiksyon ak pwosesis jesyon li yo (tankou otomobil , transpò lanmè ak , chofaj , ekleraj , operasyon ekipman elektrik ak ... pwosesis endistriyèl). Pwoblèm enèji mondyal la se Se poutèt sa nan gwo enterè ak enkyetid konsènan rediksyon a sou tan nan sous fosil , sous prensipal la nan enèji prensipal, itilizasyon an entansif nan ki te pèmèt konsiderab devlopman ekonomik soti nan premye revolisyon endistriyèl la jounen jodi a.

Inite mezi

Sistèm Entènasyonal ki sòti inite mezi enèji se joul (senbòl: J ); [1] an tèm de inite fondamantal SI, 1 J egal a 1 kg · m 2 · s −2 . Nan CGS inite mezi pou enèji se erg , [1] ekivalan a 1 santimèt dyne ak an tèm de inite baz CGS a 1 g cm 2 s -2 (koresponn ak 10-7 J).

Tou depan de sijè ki abòde lan, lòt inite mezi yo adopte pou mezire enèji:

Enèji mekanik

Enèji mekanik se sòm enèji sinetik ak enèji potansyèl ki gen rapò ak menm sistèm lan, yo dwe distenge de enèji total sistèm lan ki gen ladan tou enèji entèn la.

Enèji sinetik

Icône loup mgx2.svg Sijè a menm an detay: enèji sinetik ak teyorèm nan fòs k ap viv .

Enèji sinetik se enèji ki depann sèlman sou eta mouvman sistèm nan konsiderasyon ak sou sa nan eleman relatif li yo. Pou yon kò pwen enèji sinetik la egal a mwatye pwodwi mas kò a pa kare vitès li:

Enèji sinetik se yon kantite ki ka sèlman asime valè pozitif. Lè ou konsidere ki pa pwen rijid kò pwolonje, enèji sinetik la pral tou depann sou vitès la angilè nan yon tèm adisyonèl yo rele wotasyon enèji .

Varyasyon an nan enèji sinetik apre aksyon an nan yon fòs lye nan travay la , se sa ki nan pwodwi a scalar nan fòs la fwa distans la nan deplasman an te pote soti. Travay la nan yon fòs ki fèt sou yon kò an reyalite egal a chanjman nan enèji sinetik nan kò a li menm:

ki baze sou Teyorèm enèji-travay la oswa Teyorèm fòs vivan yo .

Enèji potansyèl

Icône loup mgx2.svg Menm sijè an detay: enèji potansyèl .
Pandil la se yon egzanp sou kouman sinetik enèji konvèti nan potansyèl ak vis vèrsa. Nan pwen ki pi wo a vitès nan pandil la (vektè ble) se zewo ak enèji potansyèl gravitasyonèl la maksimòm, nan pwen ki pi ba a enèji potansyèl la se zewo ak vitès la se maksimòm. Lè sa a, diferans lan nan enèji potansyèl konvèti nan enèji sinetik.

Enèji potansyèl se yon kalite enèji ki depann sèlman sou konfigirasyon an oswa pozisyon nan kò yo kominike ak patikil.

Tou depan de ki kalite entèraksyon ak fòs konsidere, gen anpil kalite enèji potansyèl yo. Egzanp ki pi senp nan enèji potansyèl se ke posede pa yon kò mas mete nan yon wotè nan jaden gravitasyon latè a, egal a:

,

kote li ye se akselerasyon gravite a . Sa a ki kalite enèji depann sèlman sou pozisyon nan yon kò ak lè sa a tonbe enèji potansyèl la chanje fòm li sou tan vin sinetik. Enèji potansyèl la defini jiska yon konstan aditif, nan egzanp sa a jiska chwa posib pou pwen an ki gen rapò ak ki mezire wotè a .

Enèji tèmik

Icône loup mgx2.svg Menm sijè an detay: tèrmodinamik .

Chalè ak travay kòm fòm echanj enèji

Icône loup mgx2.svg Menm sijè an detay: Chalè ak Travay (fizik) .

Chalè ak travay pa ka defini kòm "fòm enèji", byenke yo gen menm inite mezi yo menm jan yo pa pwopriyete yon sèl kò, men pito pwopriyete transfòmasyon tèrmodinamik ki anba konsiderasyon an. [11] Nan lòt mo, chalè ak travay yo pa posede pa yon sistèm ak Se poutèt sa yo pa yon varyab eta, men yo olye de sa "enèji nan transpò piblik", manifestasyon an eksperimantal nan echanj la nan enèji ki fèt nan de sistèm. Sepandan, chalè ak travay ka mezire ak itilize nan pratik predi diferans lan nan enèji posede pa yon kò ant fen a ak nan konmansman an nan pwosesis la oswa transfòmasyon.

Nan tèrmodinamik, prensip konsèvasyon enèji genyen nan premye lwa tèrmodinamik yo , selon ki varyasyon enèji yon sistèm. ki egal a sòm total la nan chalè ak travay respektivman transfere ak akonpli pa anviwònman an ekstèn nan sistèm lan: [12]

Se pa tout enèji nan yon sistèm ki kapab pwodwi travay nan yon transfòmasyon tèrmodinamik, akòz dezyèm lwa a nan tèrmodinamik . Kantite enèji yon sistèm ki disponib pou pwodwi travay ka an reyalite anpil mwens pase kantite total sistèm lan. Relasyon ki genyen ant enèji ki ka itilize ak enèji ki apwovizyone pa yon machin yo rele efikasite . [13]

Prensip konsèvasyon enèji

Icône loup mgx2.svg Menm sijè an detay: Prensip konsèvasyon enèji .
Evènman gaye ki te kreye pa yon netrin obsève nan yon chanm jarèt . Liy jòn pwentiye an koresponn ak netrino a fèk ap rantre, pa vizib paske li se net, frape yon pwoton. Pauli ak Fermi teyorize netrin ak entèraksyon li yo, ki baze sou prensip konsèvasyon enèji.

Envaryans nan kantite total enèji eksprime pa prensip konsèvasyon enèji , selon ki varyasyon enèji nan yon rejyon espas egal ak koule nèt enèji k ap koule nan espas eksteryè. Malgre ke ekspresyon egzak la nan enèji ka varye selon ka yo konsidere yo, byen lwen tèlman pa gen okenn pwosesis te dekouvri ki kapab ogmante oswa diminye enèji globalman, li ka sèlman chanje fòm pa transfòme tèt li.

Prensip konsèvasyon an te gide dekouvèt nouvo fòm enèji e li te fè li posib pou dekouvri nouvo kalite pwosesis fizik e menm nouvo patikil. Nan kòmansman 20yèm syèk la , yo te dekouvri kèk dekonpozisyon nikleyè ak emisyon elèktron ki pa sanble yo satisfè prensip konsèvasyon enèji. Pou rezoud pwoblèm nan nan 1924 Niels Bohr mete lide ke nan nivo atomik enèji pa te estrikteman konsève, pwopoze yon teyori ki te tounen soti yo dwe sa ki mal. Wolfgang Pauli nan 1930 ak Enrico Fermi nan 1934, konsidere fondamantal ak kenbe fèm konsèvasyon nan enèji, postila olye egzistans lan nan entèraksyon nouvo ak yon patikil nouvo pa janm obsève anvan sa ki te kapab transpòte enèji a ki te manke nan eksperyans yo. Nan fason sa a, gide pa prensip la nan konsèvasyon nan enèji, yo te kapab dekouvri netrino a , yon patikil san yo pa yon chaj elektrik, aktyèlman obsève eksperimantal nan 1959. [14]

Prensip konsèvasyon enèji reflete simetri tanporèl lwa fizik ki gen rapò ak tradiksyon tan, se sa ki lefèt ke sa yo pa chanje avèk pasaj tan an. Yon eksperyans ki fèt an menm tan pral bay rezilta a menm jan ak eksperyans la menm fè nan menm kondisyon yo, men nan moman an . [15] Nan teyori a nan relativite , konsèvasyon nan enèji ak konsèvasyon nan momantòm yo konbine nan yon lwa sèl ki globalman koresponn ak simetri nan tradiksyon nan espas dimansyon kat dimansyon.

Prensip la, ki fèt nan jaden an nan enèji mekanik, kapab tou pwolonje nan tout lòt fòm enèji kòmanse soti nan chalè , depi sa a se jwenn nan dissipation nan enèji mekanik nan nivo a makwoskopik epi li se enèji sinetik nan nivo a molekilè., Pandan y ap tout lòt fòm enèji inevitableman degrade nan chalè.

Nan fizik klasik ak nan fizik modèn

Nan fizik klasik , enèji se yon pwopriyete kontinyèl scalar ki estoke pa yon sistèm.

Nan mekanik pwopòsyon, nan lòt men an, pou sistèm mare (sètadi sistèm nan ki enèji nan patikil la pa simonte baryè yo potansyèl) li se " quantized ", sa vle di li ka asime yon disrè kantite valè (oswa "enèji nivo ").

Mass kòm yon fòm enèji

Ekwasyon pi popilè Einstein a E = mc² , yon derivasyon dirèk nan teyori espesyal nan relativite , montre ki jan mas ak enèji yo se de "bò pyès monnen an menm" nan yon sistèm fizik. An reyalite, soti nan ekwasyon sa a ki senp li klè ke enèji kontribye nan inèsi a nan yon kò tankou mas, se sa ki, enèji tou kontribye nan rezistans kò a yo te akselere.

Lwa pwopòsyonèl yo montre ke mas ka transfòme an enèji ak vis vèrsa, nan pwosesis nikleyè pou egzanp pouri anba tè nan metal lou tankou iranyòm nan eleman pi lejè mennen nan yon domaj mas ki koresponn ak liberasyon an nan enèji nan fòm lan nan radyasyon.

Se poutèt sa, konpare ak mekanik klasik, kote mas ak enèji yo separeman konsève, nan relativite espesyal de prensip fizik yo ka fusionné nan yon prensip sèl anba non an nan mas / prensip konsèvasyon enèji .

Fòm enèji

Enèji egziste nan divès fòm, chak nan yo ki gen ekspresyon pwòp li yo an tèm de detay yo nan sistèm lan anba konsiderasyon, tankou vitès la oswa distans relatif ant patikil yo. Fòm prensipal enèji yo se: [1] [16]

Enèji potansyèl la elastik se ke posede pa yon materyèl elastik sibi deformation. Limyè oswa enèji radyan se enèji transpòte foton yo ki fòme limyè, kidonk enèji radyasyon elektwomayetik.

Sous enèji

Icône loup mgx2.svg Menm sijè an detay: izin elektrik ak sous enèji .
Konsomasyon enèji nan mond lan kraze pa peyi (de 1989 a 1998). Inite mezi: 10 15 Btu .
Konsomasyon nan sous enèji nan mond lan ak referans a ki kalite sous enèji (2004 done).

Sous prensipal yo nan enèji nan ki li posib yo pwodwi elektrisite , enèji tèmik oswa enèji mekanik dirèkteman yo se: [1]

Tèm " enèji ki soti nan sous renouvlab " vle di sa yo sous enèji ki pa fini oswa kouri soti nan tan ki ale pi lwen pase echèl la tan "imen" (pou egzanp: solè, van, jewotèmal, mare mare, fizyon nikleyè), otreman nou pale de " enèji ki soti nan sous ki pa renouvlab " (pou egzanp lwil oliv ak chabon ), pandan y ap tèm nan " enèji altènatif " vle di sous yo enèji ki ka itilize ranplase enèji chimik la ki te pwodwi pa konbistib klasik oswa sous fosil . [16]

Konvèsyon enèji ak transfòmasyon

Nou pale de "konvèsyon" lè nou pase soti nan yon fòm enèji nan yon lòt, pandan ke nou pale de "transfòmasyon" lè fòm lan nan enèji rete menm jan an, men kèk paramèt karakteristik yo modifye.

Pou egzanp, yon batri pèmèt ou konvèti enèji chimik nan enèji elektrik, pandan y ap yon transfòmatè pèmèt ou transfòme enèji elektrik pa varye vòltaj li yo ak entansite aktyèl la .

Chak fwa yon konvèsyon pran plas, se yon pati nan enèji (plis oswa mwens konsiderab) inevitableman konvèti nan enèji tèmik ; [13] nan ka sa a nou pale de " efè dissipative ".

Enèji manje

Egzanp yon etikèt nitrisyon Ewopeyen ki endike valè enèji manje a.

Nan kontèks chimi manje , nou pale de valè enèji pou nou refere a enèji ke kò imen an ka resevwa nan konsomasyon yon manje.

Depi yon pati nan enèji ki genyen nan yon manje ka pèdi pandan pwosesis dijestif ak metabolik yo, valè enèji a ka pi ba pase valè eksperimantal yo jwenn nan boule manje a nan yon kalorimè bonm . [18] Pou rezon sa a, yo te devlope metòd eksperimantal ki pran pèt enèji sa a an kont. Youn nan metòd sa yo se itilize nan sa yo rele faktè yo Atwater , gras a ki valè enèji nan yon manje kalkile kòmanse nan valè enèji ki asosye ak kèk nan makronutriman ki pi enpòtan li yo nan yon pwen de vi enèji, an patikilye: grès , pwoteyin ak idrat kabòn. [18]

An Ewòp, valè enèji rapòte pa lalwa nan etikèt nitrisyonèl pwodwi manje, kote li endike an kcal oswa kJ pou chak kantite pwodwi.

Remak

  1. ^ Yon b c d e f g Enèji , sou treccani.it, Treccani Vokabilè.
  2. ^ Douglas Harper, Enèji , Diksyonè Etimoloji sou entènèt . Rekipere 6 me 2011 .
  3. ^ Fabrizio Bigotti, wòl nan prensip dunamis-energheia nan teyori Aristotelian nan intelijans lan .
  4. ^ Daniele Gambarara ak Domenico La medica nan edikasyon Rai .
  5. ^ Ferdinando Abbri, Istwa nan Syans , Volim 5, 1995, p. 245.
  6. ^ Vis mortua , sou treccani.it . Rekipere 10 novanm 2013 .
  7. ^ Fizik Leibniz a , plato.stanford.edu .
  8. ^ Remake byen, sepandan, faktè a 1/2 te absan nan definisyon Leibniz a nan fòs k ap viv
  9. ^ Carolyn Iltis, Leibniz ak konfli a vis viva ( PDF ).
  10. ^ Sepandan, pa menm d'Alembert te kapab definitivman rezoud konfli a, gade Alembert, Jean Le Rond D ' , sou encyclopedia.com . Rekipere 10 novanm 2013 .
  11. ^ Enèji nan tèrmodinamik Se poutèt sa se yon fonksyon nan eta a
  12. ^ Notasyon IUPAC, gade (EN) Kantite, inite ak senbòl nan chimi fizik (IUPAC Green Book) (PDF), sou media.iupac.org. seksyon 2.11 Chimik dinamik
  13. ^ Yon b Turchetti , p. 158 .
  14. ^ (EN) Charlez P. Enz, senkant ane de sa Pauli envante netrin lan (PDF).
  15. ^ (EN) Richard Feynman, 52 , nan konferans yo Feynman nan fizik.
  16. ^ Yon b Turchetti , p. 154 .
  17. ^ Turchetti , p. 155 .
  18. ^ Yon b Briggs .

Bibliyografi

  • Richard Feynman , fizik Feynman , Bolòy, Zanichelli, 2001 .:
    • Vol.I, chap.4: Konsèvasyon enèji
    • Vol. Mwen, chap. 13: Travay ak enèji potansyèl (A)
    • Vol. I, par. 15-9 Ekivalans mas ak enèji
    • Vol. I, par. 16-5 enèji relativis
  • Enrico Turchetti, Romana Pasi, Eleman nan Fizik , 1st ed., Zanichelli, 1998, ISBN 88-08-09755-2 .
  • (EN) David Briggs, Mark Wahlqvist, Visionary Voyager, Facts Food - Energy , Penguin Books, 1998.

Atik ki gen rapò

Lòt pwojè

Lyen ekstèn

Controllo di autorità Thesaurus BNCF 7201 · GND ( DE ) 4014692-3 · BNF ( FR ) cb119314344 (data) · NDL ( EN , JA ) 00561932