Что такое энергия? Энергия и ее виды

Энергия человека – это термин, встречающийся во всех культурах и использующийся еще с древних времен для обозначения невидимой силы, заставляющей жить человеческое существо, способствующей взаимодействию элементарных частиц, клеток, тканей, систем и органов. Все виды энергии человека невидимы, как и другие виды энергии, поэтому замечать их наличие или отсутствие можно только посредством проявления и изменения свойств вещества или же его активности (тепловая энергия не воспринимается глазом, а ощущается кожей, как и энергия притяжения заметна лишь по привычному нахождению вещей в мире).

И если про энергию, рассматриваемую в физике и ее проявления более менее понятно, то проявление человеческой энергии рассматривается в ракурсе его настроения и самочувствия, способности действовать и, воодушевившись творить, она отражает активное желание жить (тут рассматривается не отсутствие суицидальных мыслей, а стремление сделать свою жизнь качественной и приятной, активной и наполненной). Точно также можно судить об отсутствии энергии у человека по апатичному или депрессивному состоянию, плохому физическому самоощущению и отсутствию .

Что такое жизненная энергия человека

Понятия энергии и энергетики часто путают, разница в них примерно такая же, как между чувствами и – энергия и чувства более постоянные, длительные, практически стабильные проявления, тогда как энергетика и эмоции могут сменяться несколько раз в день и не являются серьезной характеристикой для человека. И если энергетика будет различаться множеством оттенков своего проявления, то энергия имеет лишь характеристику своей проявлености и силы. Есть люди, имеющие довольно большой запас жизненной энергии, легко находящие поток и умеющие получать подпитку просто из воздуха. Обычно они гиперактивны, интересуются множеством вещей, постоянно участвуют в различных проектах, тогда как большинство за ними просто не успевает, поскольку требуются перерывы на отдых и восстановление сил.

И не смотря на то, что актуальным является вопрос, как повысить жизненную энергию? Подобный постоянно высокий уровень приносит не только кучу полезностей в виде достижений и насыщенной жизни. Любому количеству энергии требуются соответствующие условия, поэтому, когда ее много, она начинает руководить человеком, такая неуемная жажда деятельности может заносить в пространства далекие от выбранной жизненной цели и заставлять совершать поступки, о которых потом приходится сожалеть. Важно научиться находить способы регуляции уровня своей энергии – как нахождение источников подпитки, так и способов разрядки, чтобы убрать избыточный потенциал.

Помимо влияния на ход жизни самого человека, уровень его энергии влияет на окружающих и происходящее. Из примеров человеческого взаимодействия – повышение настроения и мотивации, когда рядом находится заряженный человек и упадок сил и настроения, после общения с человеком, чья энергия в минусе. Что касается событий и более материального мира, то высокий уровень энергии повышает производительность и открывает видение новых творческих путей решения, от этого складывается ощущение практически всемогущества, т.к. проблемы решаются легко, будто и не присутствуют, кроме того многие говорят о том, что поднимая свой энергетический уровень, мы поднимаем вероятность исполнения желаний.

Жизненная энергия любого существа отражает его способность действовать, включая показатели скорости и активности, успешности и мотивированости, является показателем витальности и способности к выживанию, часто именно уровнем жизненной энергии измеряют остаток жизни того или иного существа. В отношении человека также применимы все эти характеристики, за исключением последнего, поскольку для подтверждения данной теории необходим спад активности и жизненной энергии с годами, тогда как реальность рисует картинку, в которой многие люди именно с годами начинают проявлять большую вовлеченность в жизнь (для многих это обусловлено тем, что нашли свой путь или вырвались из-под чьего-то влияния, также тем, что достигли определенного материального положения, позволяющего жить в соответствии со своими желаниями).

Наличие высокого или низкого уровня жизненной энергии не является позитивным или негативным показателем, поскольку даже со сниженной энергией можно жить комфортно и дарить окружающим островок стабильности и тишины, а высокий уровень энергии с одинаковым успехом можно направить как на созидающие мероприятия, так и на фрустрирующие.

Виды энергии человека подразумевают наличие базовой энергии (физической) и духовной: первая берет свою подпитку из химических элементов поступающий в организм (продукты питания, вода, воздух), вторая включает в себя характерологические особенности и развитие волевой сферы (именно эти моменты заставляют двигаться дальше, а не калории от шашлыка). В итоге жизненная энергия складывается из физических и духовных показателей, включающих: волю, энергичность, творчество, настойчивость, выносливость, жизнестойкость, скорость, работоспособность, мотивированность и др. Разделение качеств по градации важности невозможно, т.к. все они в равной мере отражают уровень человеческой жизненной энергии.

Показатели жизненной энергии различны и тут нет установленных норм, как с температурой тела, более того изменения уровня могут происходить под влиянием внешних и внутренних факторов, человек может влиять на снижение или подъем уровня. При всех динамических характеристиках понятия все же есть одна неизменная черта – это индивидуальный уровень жизненной энергии, а точнее его максимальное значение, выше которого подняться невозможно, даже работая над повышением всех показателей (своеобразный внутренний стоп-кран, располагающийся у каждого на различной высоте). Единого мнения о том, что предопределяет заложенный уровень жизненной энергии, нет – по одним теориям за его проявленность отвечает телосложение и физические показатели (поскольку энергия – это деятельностная активность и именно физические показатели влияют на ее производительность). С точки зрения других концепций главенствующую роль занимает тип нервной системы, особенности характера (поскольку именно эти внутренние показатели являются запускающим импульсом для внешней деятельностной активности).

О снижении жизненной энергии говорят состояния подавленности, депрессии, апатии, физической усталости или снижения сил, путаницы в мыслях, снижении памяти и мотивации, проблемы со сном (бессонницы, невозможность выспаться), отсутствия желаний. Подобные моменты могут отражать проблему в построении образа жизни, питании, психологической сфере, но в любом случае требуют вашего вмешательства и пересмотра происходящего для нормализации уровня собственной энергии.

Источники энергии для человека

Способов как повысить жизненную энергию множество, и различаются они так же, как и различаются проявления самой жизненной энергии. Помня, что источники энергии для человека существуют физические и духовные, самым простым будет восполнении энергии физической, что делается довольно просто, при помощи еды. Но это не означает, что при упадке сил подойдет просто кинуть в свой желудок кусок какой-то еды под просмотр новостной ленты. Питание необходимо пересмотреть и сделать его полноценным и полезным, здоровым и состоящим из качественных продуктов. Затем необходимо изменить свой стиль приема пищи, стараясь концентрироваться на вкусе продукта, пытаясь уловить мельчайшие интонации сочетаний и переходов вкусов. Осознанное питание требует думать лишь о еде, а не решать деловые вопросы на бегу поедая то, что вы даже не вспомните. Польза от этого приходит со временем – вы начинаете чувствовать потребности своего организма и кормить его необходимыми продуктами, таким образом, насыщая энергией свой базовый уровень.

Для нормального функционирования необходимы перерывы между активностью и отдыхом, поэтому даже если вы напитаете свой физический уровень максимально, энергия на определенном этапе начнет уменьшаться, поскольку необходима подзарядка – для человека это сон. Не уделяя должного внимания качеству и продолжительности сна, вы заставляете свою нервную систему и весь организм работать в состоянии недостачи, в самом печальном случае, если лишить человека сна, то через пару суток он просто выключится, уснув там, где находится, если забрать и этот кусочек перерыва, то начинаются необратимые разрушительные процессы, приводящие к разрушению нейронных связей, и человек сходит с ума. Обеспечение себе полноценного регулярного сна является залогом нормального уровня жизненной энергии, ведь даже без еды можно прожить несколько недель, без сна ваша личность будет разрушена за пару суток.

Далее подключаются источники, требующие включения мотивационной и волей сферы. Сюда относится движение, физическое и умственное, профессиональное и географическое. Утренняя зарядка, выезды на природу, постоянное обучение, стремление к открытию нового или усовершенствованию навыка – чем больше движущей активности, тем выше уровень энергии. Мнение, что чем больше мы себя разгрузим, тем больше останется сил не оправдывает себя – так человек только привыкает лениться. Всевозможные сервисы доставки на дом, парикмахерские, находящиеся в том же доме, возможность пообщаться с друзьями по скайпу, а новые материки посмотреть по видео оставляют человека в четырех стенах, лишают мотивацию и обедняют эмоциональную сферу (посмотреть на фото жирафа и потрогать его нос – впечатления находящиеся крайне далеко друг от друга). Посмотрите на человека, совмещающего работу, учебу, курсы, по вечерам играющего в баре, да еще и влюбившегося – такой успеет побывать еще на четырех выставках и смотаться на выходные в Вену, пока вы неделю заставляете себя выйти и купить сломавшуюся полочку. Чем меньше в жизни событий, тем больше занимает подготовка даже к мелочному, а когда день в движении, то подобные задачи решаются легко и на бегу.

Позитивное настроение и любовь наполняют таким количеством энергии, что человек может обходиться без еды, в состоянии сна, выполняя множество работы, при этом не чувствуя недомогания или снижения каких-либо процессов. Кажется, что любовь не подчинена сознанию, но если расширить до любви к своему городу или выполняемой деятельности, к животным и красивым людям, осеннему парку и вкусной еде – то источников наполнения энергией станет значительно больше. Так можно радовать себя, фотографируя улыбки незнакомых людей или приготовив новый пирог для друзей, отправившись в ближайший город или насобирав по дороге на работу красивый букет. Влюбленность в жизнь, а не только в человека поднимает уровень жизненной энергии высокого и надолго.

Внутренняя энергия человека

Внутренняя энергия представляет собой то, как человек сам может охарактеризовать свое состояние, т.е. не только аспект физического состояния, а ощущение наличия сил и желаний. Ведь можно быть абсолютно физически в ресурсе, но лежать вторую неделю, потому что «нет сил». Вот именно про это жизненное ощущение наполненности или пустоты и сигнализирует внутренняя энергия.

При высоком уровне внутренней энергии человек чувствует свои желания, и они у него постоянно появляются органично текущему моменту (будь то потребность организма в молочном или души в путешествиях). Характерна любознательность, как стремление к обучению и как живой интерес к происходящему вокруг. Человек с высокой внутренней энергией оказывается постоянно включенным и находящемся в осознанном состоянии, нет лени или скуки, а присутствует постоянный интерес и мобилизация. В принципе, даже на самой скучной конференции, если есть внутренняя наполненность, то именно этот человек почерпнет множество интересной и полезной информации, заведет новые знакомства и презентует свою деятельность. и творческий полет, сопровождающие внутреннюю энергию помогают легко и качественно выполнять даже сложную и монотонную работу. Если есть много внутренней энергии, то это рождает много желаний, много сил и много возможностей.

Когда энергии мало, то уменьшается и вся остальная жизнь. Снижается количество и амбициозность желаний, сводя их до удовлетворения физических потребностей и просмотра ленты в соцсетях. Нет интереса к новому и тому, что окружает, скорее это воспринимается, как требующее много усилий или вызывающее скуку и лень. Уровень настроения обычно соответствует уровню энергии, а соответственно при низкой энергии возможны депрессивные расстройства или апатичные состояния, производительность труда падает, внимание нарушается. Если где-то внутри человека еще есть желание, то его исполнение не возможно – у человека просто отсутствуют ресурсы, чтобы увидеть пути осуществления или силы, чтобы приложить их, или настойчивость, чтобы продолжать действовать, после нескольких провальных попыток.

Кажется, что только недостаток внутренней энергии негативен и возникает желание ее копить, но энергия – это движение, поэтому замкнутая внутри, не направленная на действия, припрятанная на потом, она быстро портится и отравляет жизнь. С внутренней энергией подходит аналогия с физической – если вы съели много калорий, то у вас появился запас энергии, а дальше вы можете его потратить на добычу следующей порции и еды и чего-то еще, либо же отложить про запас и получить лишний все и отсутствие продвижения. Именно в обмене и циркуляции находится ответ на вопрос как обращаться с собственной энергией.

Негативная энергия человека

Помимо своего уровня развития, человеческая энергия также имеет и направленность – негативную или позитивную. Человек может находиться в ресурсе, иметь очень высокий уровень внутренней энергии и направлять ее на разрушение собственной жизни, окружающих или пространства. Также при низком уровне собственной энергии, человек может высасывать энергию из окружающих, заражать свои плохим настроением, пессимизмом и бездеятельностью.

Если остановиться детальнее, то поведение тех, кто сам имеет много энергии, но направляет ее в негативное русло обусловлено мотивацией человека или его личными психотравмами. Возможно, остаются подавленные, непризнанные желания, вылезающие на свет в виде зависти, поскольку невозможно просто спрятать от себя свои или уничтожить их, и если нет легального, одобренного сознанием способа, то они проявляются иными формами. Женщина, воспитанная в пуританской семье будет портить репутацию сотруднице, позволяющей себе легкое общение с мужчинами, не из вредности, а из того, что себе запрещает подобное поведение, но очень хочется и тогда смотреть на то, как это успешно делают другие, становится невыносимо. Когда человека задели за живое, отобрали самое значимое, уровень энергии может подняться до максимального, имея перед собой одну цель – отомстить. Так, солдаты, на чьих глазах убивали их семью, потом могли преследовать обидчика без сна и еды, преодолевая нечеловеческие расстояния и препятствия для того, чтобы также бесчеловечно вырезать всех, кто был дорог убийце его семьи. Сила и энергия всегда дается на что-то и если заветное желание человека негативно, то сила дастся и на это.

Человек с незалеченной психотравмой может реагировать неадекватно ситуации, используя свою силу для того, чтобы получить вашу любовь, но не заботой и помощью, а шантажом, угрозами и . Все это проявления активной негативной энергии по различным причинам и стоит, как уметь их устранить, так и научиться взаимодействовать с такими людьми.

В случае если собственная энергия у человека снижена, то возможен вариант распространения на окружающих такого жизневосприятия. Скорее всего, человек будет делать это не осознанно, ведь при низком уровне собственной энергии мир действительно кажется серым, небезопасным и бесперспективным, но вот их постоянные рассказы и доводы в пользу подобного могут многих убедить и снизить энергию еще и у этих людей. Настроение передается от человека к человеку, а уровень энергии распределяется по принципу сообщающихся сосудов, поэтому общаясь с опустошенными людьми, будьте готовы к потере собственной энергии, при этом не факт, что у другого уровень существенно восполнится. Многие интуитивно чувствуют эту закономерность и когда сталкиваются с нехваткой собственной энергии, стараются подпитаться от других (еще это называется энергетическим вампиризмом), пытаясь вызвать ссору, вспышку негативных эмоций или путем постоянного жалования на жизнь, уничижением собеседника и прочим снижением настроения.

Как защитить себя от негативной энергии людей

В ежедневной жизни, если не вести затворнический образ жизни, встречаются разные люди, в том числе те, чья энергия для нас негативна. Конечно, можно ограничить свой близкий круг и не пускать подобных личностей, но это могут быть и попутчики в транспорте и сотрудники, общения с которыми не избежать, а значит нужно противостоять негативному влиянию.

Работайте над стабилизацией собственного эмоционального фона и старайтесь не поддаваться негативным эмоциям. Мы теряем энергию, наполняя ею других, когда злимся или нервничаем, когда позволяем навязчивые жалобы или манипуляции. Учитесь отличать просьбу о помощи от пустого нытья, любовь от поедания вашей энергии, поскольку часто встречаются именно эти виды подпитки вашей энергией (подруга, жалующаяся на все, но не принимающая ваши советы, партнер, угрожающий – не давайте им обратной эмоциональной связи и такое выматывающее поведение прекратится). Если регулировать эмоции не получается, даже зная, что все это направлено вам во вред, то вместо контроля эмоций регулируйте свою мыслительную деятельность (обычно это удается легче). Пока вам говорят текст, явно способный зацепить вас за живое, думайте о своих рабочих делах, составляйте планы на завтра, считайте расходы на покупки, а голос говорящего пусть фоном, словно радио в такси.

Следите за тем, кому вы открываетесь, с кем делитесь не только сокровенным, но и личным мнением, отношением, предпочтениями. Мы много информации оставляем о себе в интернете и социальных опросах, рассказываем о своем семейном положении и жизни незнакомым людям – все создает пути, по которым другие легко могут нанести вам удар, намеренный или нет, надавить на слабые места. Сюда же относится вовлечение в споры – чем меньше ваших эмоций и внутренних сил будет направлено на выяснение истины, тем лучше. Когда вы ощущаете, что трясутся руки, а свою позицию вы доказываете криком – значит, вы слили свою энергию оппоненту. Выигранный спор может быть лишь уловкой, тогда как от вас нужны эмоции, расшатанная нервная система и поток информации, который вы будет слабо контролировать, находясь в подобном состоянии. Попробуйте согласиться и уйти от дальнейшего обсуждения, и понаблюдать, что будет происходить с вашим оппонентом.

Может возникнуть желание бороться с негативными проявлениями в других людях, попытаться показать им источники более гармоничной напитки своего ресурса – тогда стоит заняться собственным уровнем жизненной энергии, сделать что-то для себя, а не брать ответственность за всех остальных. Оставьте людям их выбор и их ответственность.

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.

Что такое энергия?

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 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.

Единицы измерения и обозначения

Количество энергии измеряется Эта специальная единица в зависимости от вида энергии может иметь разные обозначения, например:

• W - полная энергия системы.
• Q - тепловая.
• U - потенциальная.

Виды энергии

В природе существует множество самых разных видов энергии. Основными из них считаются:

• механическая;
• электромагнитная;
• электрическая;
• химическая;
• тепловая;
• ядерная (атомная).

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, океана, биотопливо.

Механическая энергия

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 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.

Разделение видов по разным признакам

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.

Кинетическая

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:

• Е к = mv 2: 2,
  где m — масса тела, v - скорость движения тела.

В словах эту формулу можно выразить следующим образом: кинетическая энергия объекта равна половине произведения его массы на квадрат его скорости.

Потенциальная

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:

• Е п = mhg,
  где m — масса тела; h - высота центра массы тела над нулевым уровнем; g - ускорение свободного падения.

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».

Закон сохранения 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 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.

Особенности энергии

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 Введение понятия «энергия» целесообразно тогда, когда физическая система однородна во времени.

Внутрення энергия тел

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.

Внутренняя энергия газа

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.

Имеют следующие запасы (в джоулях):

• ядерная энергия - 2 х 10 24 ;
• энергия газа и нефти - 2 х 10 23 ;
• внутренне тепло планеты - 5 х 10 20 .

Годовая величина возобновляемых ресурсов Земли:

• энергия Солнца - 2 х 10 24 ;
• ветер - 6 х 10 21 ;
• реки - 6,5 х 10 19 ;
• морские приливы - 2,5 х 10 23 .

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.

Слово «энергия» в переводе с греческого означает «действие». Энергичным мы называем человека, который активно двигается, производя при этом множество разнообразных действий.

Энергия в физике

И если в жизни энергию человека мы можем оценивать в основном по последствиям его деятельности, то в физике энергию можно измерять и изучать множеством различных способов. Ваш бодрый друг или сосед, скорее всего, откажется повторить тридцать-пятьдесят раз одно и то же действие, когда вдруг вам взбредет на ум исследовать феномен его энергичности.

А вот в физике вы можете повторять почти любые опыты сколь угодно много раз, производя необходимые вам исследования. Так и с изучением энергии. Ученые-исследователи изучили и обозначили множество видов энергии в физике. Это электрическая, магнитная, атомная энергия и так далее. Но сейчас мы поговорим о механической энергии. А конкретнее о кинетической и потенциальной энергии.

Кинетическая и потенциальная энергия

В механике изучают движение и взаимодействие тел друг с другом. Поэтому принято различать два вида механической энергии: энергию, обусловленную движением тел, или кинетическую энергию, и энергию, обусловленную взаимодействием тел, или потенциальную энергию.

В физике существует общее правило, связывающее энергию и работу. Чтобы найти энергию тела, надо найти работу, которая необходима для перевода тела в данное состояние из нулевого, то есть такого, при котором его энергия равна нулю.

Потенциальная энергия

В физике потенциальной энергией называют энергию, которая определяется взаимным положением взаимодействующих тел или частей одного и того же тела. То есть, если тело поднято над землей, то оно обладает возможностью падая, произвести какую-либо работу.

И возможная величина этой работы будет равна потенциальной энергии тела на высоте h. Для потенциальной энергии формула определяется по следующей схеме:

A=Fs=Fт*h=mgh, или Eп=mgh,

где Eп потенциальная энергия тела,
m масса тела,
h - высота тела над поверхностью земли,
g ускорение свободного падения.

Причем за нулевое положение тела может быть принято любое удобное нам положение в зависимости от условий проводимых опыта и измерений, не только поверхность Земли. Это может быть поверхность пола, стола и так далее.

Кинетическая энергия

В случае, когда тело движется под влиянием силы, оно уже не только может, но и совершает какую-то работу. В физике кинетической энергией называется энергия, которой обладает тело вследствие своего движения. Тело, двигаясь, расходует свою энергию и совершает работу. Для кинетической энергии формула рассчитывается следующей образом:

A = Fs = mas = m * v / t * vt / 2 = (mv^2) / 2 , или Eк= (mv^2) / 2 ,

где Eк кинетическая энергия тела,
m масса тела,
v скорость тела.

Из формулы видно, что чем больше масса и скорость тела, тем выше его кинетическая энергия.

Каждое тело обладает либо кинетической, либо потенциальной энергией, либо и той, и другой сразу, как, например, летящий самолет.

Лекция 2. Виды энергии. Получение, преобразование и использование энергии

ТЕМА 2. ВИДЫ ЭНЕРГИИ. ПОЛУЧЕНИЕ, ПРЕОБРАЗОВАНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ

Основные понятия:

энергия; кинетическая и потенциальная энергия; виды энергии; энергетика; энергосистема; электроэнергетическая система; потребители энергии; традиционная и нетрадиционная энергетика; графики нагрузки; энергопотребление на душу населения; энергоемкость экономики; показатель энергоэкономического уровня производства .

Энергия – всеобщая основа природных явлений, базис культуры и всей деятельности человека. В то же время под энергией (греческое – действие, деятельность ) понимается количественная оценка различных форм движения материи, которые могут превращаться одна в другую .

Согласно представлениям физической науки, энергия – это способность тела или системы тел совершать работу. Существуют различные классификации видов и форм энергии. Человек в своей повседневной жизни наиболее часто встречается со следующими видами энергии: механическая, электрическая, электромагнитная, тепловая, химическая, атомная (внутриядерная). Последние три вида относятся к внутренней форме энергии, т.е. обусловлены потенциальной энергией взаимодействия частиц, составляющих тело, или кинетической энергией их беспорядочного движения.

Если энергия – результат изменения состояния движения материальных точек или тел, то она называется кинетической ; к ней относят механическую энергию движения тел, тепловую энергию, обусловленную движением молекул.

Если энергия – результат изменения взаимного расположения частей данной системы или ее положения по отношению к другим телам, то она называется потенциальной ; к ней относят энергию масс, притягивающихся по закону всемирного тяготения, энергию положения однородных частиц, например, энергию упругого деформированного тела, химическую энергию.

Энергию в естествознании в зависимости от природы делят на следующие виды.

Механическая энергия – проявляется при взаимодействии, движении отдельных тел или частиц.

К ней относят энергию движения или вращения тела, энергию деформации при сгибании, растяжении, закручивании, сжатии упругих тел (пружин). Эта энергия наиболее широко используется в различных машинах – транспортных и технологических.

Тепловая энергия – энергия неупорядоченного (хаотического) движения и взаимодействия молекул веществ.

Тепловая энергия, получаемая чаще всего при сжигании различных видов топлива, широко применяется для отопления, проведения многочисленных технологических процессов (нагревания, плавления, сушки, выпаривания, перегонки и т.д.).

Электрическая энергия – энергия движущихся по электрической цепи электронов (электрического тока).

Электрическая энергия применяется для получения механической энергии с помощью электродвигателей и осуществления механических процессов обработки материалов: дробления, измельчения, перемешивания; для проведения электрохимических реакций; получения тепловой энергии в электронагревательных устройствах и печах; для непосредственной обработки материалов (электроэрозионная обработка).

Химическая энергия – это энергия, «запасенная» в атомах веществ, которая высвобождается или поглощается при химических реакциях между веществами.

Химическая энергия либо выделяется в виде тепловой при проведении экзотермических реакций (например, горении топлива), либо преобразуется в электрическую в гальванических элементах и аккумуляторах. Эти источники энергии характеризуются высоким КПД (до 98%), но низкой емкостью.

Магнитная энергия – энергия постоянных магнитов, обладающих большим запасом энергии, но «отдающих» ее весьма неохотно. Однако электрический ток создает вокруг себя протяженные, сильные магнитные поля, поэтому чаще всего говорят об электромагнитной энергии.

Электрическая и магнитная энергии тесно взаимосвязаны друг с другом, каждую из них можно рассматривать как «оборотную» сторону другой.

Электромагнитная энергия – это энергия электромагнитных волн, т.е. движущихся электрического и магнитного полей. Она включает видимый свет, инфракрасные, ультрафиолетовые, рентгеновские лучи и радиоволны.

Таким образом, электромагнитная энергия – это энергия излучения. Излучение переносит энергию в форме энергии электромагнитной волны. Когда излучение поглощается, его энергия преобразуется в другие формы, чаще всего в теплоту.

Ядерная энергия – энергия, локализованная в ядрах атомов так называемых радиоактивных веществ. Она высвобождается при делении тяжелых ядер (ядерная реакция) или синтезе легких ядер (термоядерная реакция).

Бытует и старое название данного вида энергии – атомная энергия, однако это название неточно отображает сущность явлений, приводящих к высвобождению колоссальных количеств энергии, чаще всего в виде тепловой и механической.

Гравитационная энергия – энергия, обусловленная взаимодействием (тяготением) массивных тел, она особенно ощутима в космическом пространстве. В земных условиях, это, например, энергия, «запасенная» телом, поднятым на определенную высоту над поверхностью Земли – энергия силы тяжести.

Таким образом, в зависимости от уровня проявления, можно выделить энергию макромира – гравитационную, энергию взаимодействия тел – механическую, энергию молекулярных взаимодействий – тепловую, энергию атомных взаимодействий – химическую, энергию излучения – электромагнитную, энергию, заключенную в ядрах атомов – ядерную.

Современная наука не исключает существование и других видов энергии, пока не зафиксированных, но не нарушающих единую естественнонаучную картину мира и понятие об энергии.

В Международной системе единиц СИ в качестве единицы измерения энергии принят 1 Джоуль (Дж). 1 Дж эквивалентен
1 ньютон метр (Нм). Если расчеты связаны с теплотой, биологической и многими другими видами энергии, то в качестве единицы энергии применяется внесистемная единица - калория (кал) или килокалория (ккал), 1кал=4,18 Дж. Для измерения электрической энергии пользуются такой единицей, как Ватт·час (Вт·ч, кВт·ч, МВт·ч), 1 Вт·ч=3,6 МДж. Для измерения механической энергии используют величину 1 кг·м=9,8 Дж.

Энергия, непосредственно извлекаемая в природе (энергия топлива, воды, ветра, тепловая энергия Земли, ядерная), и которая может быть преобразована в электрическую, тепловую, механическую, химическую называется первичной . В соответствии с классификацией энергоресурсов по признаку исчерпаемости можно классифицировать и первичную энергию. На рис. 2.1 представлена схема классификации первичной энергии.

Рис. 2.1. Классификация первичной энергии

При классификации первичной энергии выделяют традиционные и нетрадиционные виды энергии. К традиционным относятся такие виды энергии, которые на протяжении многих лет широко использовались человеком. К нетрадиционным видам энергии относят такие виды, которые начали использоваться сравнительно недавно.

К традиционным видам первичной энергии относят: органическое топливо (уголь, нефть и т.д.), гидроэнергию рек и ядерное топливо (уран, торий и др.).

Энергия, получаемая человеком, после преобразования первичной энергии на специальных установках - станциях, называется вторичной (электрическая энергия, энергия пара, горячей воды и т.д.).

Преимущества электрической энергии. Электрическая энергия является наиболее удобным видом энергии и по праву может считаться основой современной цивилизации. Подавляющее большинство технических средств механизации и автоматизации производственных процессов (оборудование, приборы ЭВМ), замена человеческого труда машинным в быту имеют электрическую основу.

Немногим более половины всей потребляемой энергии используется в виде тепла для технических нужд, отопления, приготовления пищи, оставшаяся часть - в виде механической, прежде всего в транспортных установках, и электрической энергии. Причем доля электрической энергии с каждым годом растет
(рис. 2.2).

Электрическая энергия – более универсальный вид энергии. Она нашла широкое применение в быту и во всех отраслях народного хозяйства. Насчитывается свыше четырехсот наименований электробытовых приборов: холодильники, стиральные машины, кондиционеры, вентиляторы, телевизоры, магнитофоны, осветительные приборы и т.д. Нельзя представить промышленность без электрической энергии. В сельском хозяйстве применение электричества непрерывно расширяется: кормление и поение животных, уход за ними, отопление и вентиляция, инкубаторы, калориферы, сушилки и т.д.

Электрификация – основа технического прогресса любой отрасли народного хозяйства. Она позволяет заменить неудобные для использования энергетические ресурсы универсальным видом энергии – электрической энергией, которую можно передавать на любое расстояние, превращать в другие виды энергии, например, в механическую или тепловую, делить ее между потребителями. Электричество – очень удобный для применения и экономичный вид энергии.

Рис. 2.2. Динамика потребления электрической энергии

Электрическая энергия обладает такими свойствами, которые делают ее незаменимой в механизации и автоматизации производства и в повседневной жизни человека:

1. Электрическая энергия универсальна, она может быть использована для самых различных целей. В частности, ее очень просто превратить в тепло. Это делается, например, в электрических источниках света (лампочках накаливания), в технологических печах, используемых в металлургии, в различных нагревательных и отопительных устройствах. Превращение электрической энергии в механическую используется в приводах электрических моторов.

2. При потреблении электрической энергии ее можно бесконечно дробить. Так, мощность электрических машин в зависимости от их назначения различна: от долей ватта в микродвигателях, применяемых во многих отраслях техники и в бытовых изделиях, до огромных величин, превышающих миллион киловатт, в генераторах электростанций.

3. В процессе производства и передачи электрической энергии, можно концентрировать ее мощность, увеличивать напряжение и передавать по проводам как на малые, так и на большие расстояния любое количество электрической энергии от электростанции, где она вырабатывается, всем ее потребителям.

В текстах, публикуемых на этом сайте, часто встречаются различные термины, которые являются названиями физических величин. Многое мы изучали еще в школьном курсе физике, но знания имеют свойство забываться без постоянного употребления. В серии заметок, объединенных под общим заголовком «Вспоминаем физику» (можно было бы назвать «Снова в школу») мы постараемся напомнить вам, что означают основные термины, какие физические величины за этими терминами скрываются, как они связаны между собой, в каких величинах они измеряются. В общем, дать те основы, которые нужны для понимания публикуемых материалов.

Сайт нас в целом посвящен методам и технологиям получения энергии (конкретно, из возобновляемых источников). Энергия нужна людям для отопления и освещения собственных жилищ, для того, чтобы приводить в движение различные механизмы, которые совершают полезную для людей работу. То есть нам нужно получить в конечном итоге один из трех видов энергии — тепловую, механическую и энергию света. Как будет сказано ниже, в физике различают еще несколько видов энергии, но для нас важны в первую очередь эти три вида. Закончу с предисловиями и приведу те определения энергии, которые приняты в физике.

Работа и энергия

Еще из школьного курса физики (а школу я окончил 50 лет назад) я помню утверждение «Энергия является мерой способности физической системы совершить работу». Википедия дает менее понятное определение, утверждая , что

«Эне́ргия — 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 в этой системе на протяжении времени, в течение которого система будет являться замкнутой. Это утверждение носит название закона сохранения энергии.»

Энергия является скалярной величиной, для измерения которой применяются несколько разных единиц. Нам наиболее интересны джоуль и киловатт-час.

Джо́уль (русское обозначение: Дж; международное: J) - единица измерения работы, энергии и количества теплоты в Международной системе единиц (СИ). Джоуль равен работе, совершаемой при перемещении точки приложения силы, равной одному ньютону, на расстояние одного метра в направлении действия силы. В электричестве джоуль означает работу, которую совершают силы электрического поля за 1 секунду при напряжении в 1 вольт для поддержания силы тока в 1 ампер.

Впрочем, мы не будем углубляться в основы физики, выясняя, что такое сила и что такое один ньютон, просто примем понятие «энергия» за основу и запомним, что некое количество джоулей характеризует энергию, работу и количество теплоты. Еще одной величиной, с помощью которой измеряют количество энергии, является киловатт-час.

Килова́тт-час (кВт⋅ч) - внесистемная единица измерения количества произведенной или потреблённой энергии, а также выполненной работы. Используется преимущественно для измерения потребления электроэнергии в быту, народном хозяйстве и для измерения выработки электроэнергии в электроэнергетике.

Следует заметить, что правильно писать именно «кВт⋅ч» (мощность, умноженная на время). Написание «кВт/ч» (киловатт в час), часто употребляемое во многих СМИ и даже иногда в официальных документах, неправильно. Такое обозначение соответствует изменению мощности в единицу времени (что обычно никого не интересует), но никак не количеству энергии. Столь же распространённая ошибка - использовать «киловатт» (единицу мощности) вместо «киловатт-час».

В последующих статьях мы будем использовать джоуль и киловатт-час как единицы для оценки количества энергии или работы, имея в виду, что один киловатт-час равен 3,6·10 6 джоулей.

С точки зрения интересующих нас тем именно свойство энергии совершать работу является основополагающим. Мы не будем выяснять, как физика трактует понятие «работа», будем считать, что это понятие является первоначальным и не определяемым. Только еще раз подчеркнем, что количественно энергия и работа выражаются в одних единицах.

В зависимости от вида энергии или работы величина энергии рассчитывается разными способами:

Формы и виды энергии

Поскольку энергия, как сказано выше, является только мерой различных форм движения и взаимодействия материи, мерой перехода движения материи из одних форм в другие, различные формы энергии выделяются в соответствии с различными формами движения материи. Таким образом, в зависимости от уровня проявления, мож­но выделить следующие формы энергии:

• энергия макромира - гравитационная или энергия притяжения тел,
• энергия взаимодействия тел - механическая,
• энергия молекулярных взаимодействий - тепловая,
• энергия атомных взаимодей­ствий - химическая,
• энергия излучения - электромагнит­ная,
• энергия, заключенную в ядрах атомов, - ядерная.

Гравитационная энергия - энергия системы тел (частиц), обусловленная их взаимным гравитационным тяготением. В земных условиях, это, например, энергия, «запасенная» телом, поднятым на опреде­ленную высоту над поверхностью Земли - энергия силы тя­жести. Таким образом, энергию, запасенную в водохранилищах гидроэлектростанций, можно отнести к гравитационной энергии.

Механическая энергия - проявляется при взаимодей­ствии, движении отдельных тел или частиц. К ней относят энергию движения или вращения тела, энер­гию деформации при сгибании, растяжении, закручивании, сжатии упругих тел (пружин). Эта энергия наиболее широко используется в различных машинах - транспортных и техно­логических.

Тепловая энергия - энергия неупорядоченного (хаотичес­кого) движения и взаимодействия молекул веществ. Тепловая энергия, получаемая чаще всего при сжигании различных видов топлива, широко применяется для отопле­ния, проведения многочисленных технологических процес­сов (нагревания, плавления, сушки, выпаривания, перегон­ки и т. д.).

Химическая энергия - это энергия, «запасенная» в атомах веществ, которая высвобождается или поглощается при хими­ческих реакциях между веществами. Химическая энергия либо выделяется в виде тепловой при проведении экзотермических реакций (например, горении топлива), либо преобразуется в электрическую в гальваничес­ких элементах и аккумуляторах. Эти источники энергии ха­рактеризуются высоким КПД (до 98 %), но низкой емкостью.

Электромагнитная энергия - это энергия, порождаемая взаимодействием электрического и магнитного по­лей. Ее подразделяют на электрическую и магнитную энергии. Электрическая энергия - энергия движущихся по элек­трической цепи электронов (электрического тока).

Электромагнитная энергия проявляется также в виде электромагнит­ных волн, то есть в виде излучения, включающего видимый свет, инфракрасные, ультрафио­летовые, рентгеновские лучи и радиоволны. Таким образом, один из видов электромагнитной энергии - это энергия излучения. Излучение переносит энергию в форме энергии электромагнитной волны. Когда излучение поглощается, его энергия преобразуется в другие формы, чаще всего в теплоту.

Ядерная энергия - энергия, локализованная в ядрах ато­мов так называемых радиоактивных веществ. Она высвобож­дается при делении тяжелых ядер (ядерная реакция) или син­тезе легких ядер (термоядерная реакция).

В эту классификацию несколько не укладываются известные нам со школы понятия потенциальной и кинетической энергии. Современная физика считает , что понятия кинетической и потенциальной энергий (а также энергии диссипации) это не формы, а виды энергии :

Кинетическая энергия — энергия, которой обладают тела вследствие своего движения. Более строго , кинетическая энергия есть разность между полной энергией системы и её энергией покоя; таким образом, кинетическая энергия - часть полной энергии, обусловленная движением. Когда тело не движется, кинетическая энергия равна нулю.

Потенциальная энергия — энергия, обусловленная взаимодействием различных тел или частей одного и того же тела. Потенциальная энергия всегда определяется положением тела относительно некоторого источника силы (силового поля).

Энергия диссипации (то есть рассеяния) — переход части энергии упорядоченных процессов в энергию неупорядоченных процессов, в конечном счёте - в теплоту.

Дело в том, что каждая из перечисленных выше форм энергии может проявляться в виде потенциальной и кинетической энергии. То есть виды энергии должны трактоваться в обобщенном смысле, ибо они относятся к любой форме движения и, следовательно, к любой форме энергии. Например, имеется кинетическая электрическая энергия, и это не то же самое, что кинетическая механическая энергия. Это кинетическая энергия движения электронов, а не кинетическая энергия механического движения тела. Точно так же потенциальная электрическая энергия это не то же самое, что потенциальная механическая энергия. А химическая энергия складывается из кинетической энергии движения электронов и электрической энергии их взаимодействия друг с другом и с атомными ядрами.

Вообще, насколько я понял при подготовке этого материала, пока не существует общепринятой классификации форм и видов энергии. Впрочем, возможно нам и не нужно до конца разбираться в этих физических понятиях. Важно только помнить, что энергия — это не какая-то реальная материальная субстанция, а только мера, предназначенная для оценки перемещения некоторых форм материи или преобразования одной формы материи в другую.

С понятием энергии и работы неразрывно связано понятие мощности.

Мо́щность - физическая величина, равная в общем случае скорости изменения, преобразования, передачи или потребления энергии системы. В более узком смысле мощность равна отношению работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени.

В Международной системе единиц (СИ) единицей измерения мощности является ватт, равный одному джоулю, делённому на секунду.

Мощность характеризует способность того или иного устройства совершать работу или производить энергию в течение определенного промежутка времени. Связь между мощностью, энергией и временем выражается следующим соотношением:

Киловатт-час (напомним, что это единица измерения энергии) равен количеству энергии, потребляемой (производимой) устройством мощностью один киловатт (единица мощности) в течение одного часа (единица времени) .

Отсюда и уже упомянутое выше равенство 1 кВт⋅ч = 1000 Вт ⋅ 3600 с = 3,6·10 6 Дж = 3,6 МДж.

Из трех рассмотренных на этой странице единиц именно мощность представляет для нас наибольший интерес, поскольку эта величина будет нам встречаться при рассмотрении и сравнении различных ветро- или гидро-генераторов и солнечных панелей. В этих случаях мощность характеризует способность этих устройств производить энергию. И наоборот, указание мощности на многих бытовых электроприборах характеризует потребление энергии этими приборами. Если мы хотим обеспечить некоторую совокупность бытовых приборов энергией, мы должны сопоставить суммарную потребляемую этими приборами мощность с суммарной мощностью, которую можем получить от производителей энергии.

Но подробнее о мощности мы поговорим в следующих статьях, посвященных конкретным видам энергии. И начнем с электрической энергии , рассмотрим, какими величинами характеризуется электричество и в каких единицах оно измеряется.