Энергия вообще

.

Предисловие

Константин Эдуардович Циолковский великий Советский учёный изобретатель самоучка (1857 – 1935г.). Часть жизни Константин Эдуардович отдал точным наукам, часть космографии, или изучению вселенной, часть наукам историческим и социалистическим, часть и весьма значительную – изобретениям.

Мысли, записанные учёным: «С тех пор, как я сознаю себя меня мучает желание не прожить без пользы для людей. Разумеется, каждый делает своё маленькое дело и тем уже полезен и необходим. И я таким делом не пренебрегал, будучи непрерывно 40 лет учителем. Но не всякий удовлетворится крохотными делами. Если есть сила, охота, желание и вера в себе, в возможность большего, то человек становится мучеником идеи до гробовой доски» …

«Я не говорю, что я не ошибаюсь. Мне кажется, что я прав. И всё же в моих мыслях нет ничего нецензурного. Я во всём мире признан основателем теории реактивных приборов.

Я изобрёл дирижабль, который в СССР признан лучшей системой.

Я первый дал теорию аэроплана.

Я произвёл множество опытов по сопротивлению воздуха. Перечислять всего не могу, многое ещё и не признано. Что же сделали мои судьи, чтобы иметь право запрещать мне свободно выражать свои мысли!» …………

***

Во вселенной господствовал господствует и будет господствовать разум и высшие общественные организации. Разум есть то, что ведёт к вечному благосостоянию каждого атома, разум есть высший или истинный эгоизм. («Монизм Вселенной») К.Э.Циолковский.

***

Овладев самостоятельно точными науками, вооружившись этими знаниями, К.Э.Циолковский с помощью своего гениального ума, выразил обще человечным понятным и доступным языком свои мысли в трудах. Мысли учёного ничто иное, как голос разума.

.

.

“ЭНЕРГИЯ ВООБЩЕ”

(Статья)

Мы знаем следующие виды энергии.

2) Тепловая, например тепло вод, земли и воздуха.

3)       Лучистая энергия. Она испускает видимыми или невидимыми лучами из всех накалённых, нагретых и даже холодных тел.

4)       Электрическая энергия.

5)      Внутри атомная энергия пока недоступная.

Все роды энергий имеют нечто общее, потому что все могут превращаться в энергию механическую. Так, чем лучше мотор, тем большую часть тепловой, электрической или лучистой энергии он превращает в механическую. В предельном (идеальном) случае вся энергия, без остатка, должна перейти в механическую (мы знаем такие случаи).

Это даёт повод думать, что все виды энергий, в сущности, есть движение видимых или невидимых, по своей малости, частиц материи (молекул, атомов, электронов, волн эфира и прочее).

Обратно – всякая механическая энергия может быть превращена в энергию любой формы. Так трением, сжатием и ударом получается тепло, свет и электричество. Электрический ток даёт механическую работу, тепло и лучистую энергию. Вообще, всякая энергия может дать всякую. Это ещё раз подтверждает одинаковость всех энергий (движение), которая поэтому называется энергией движении, или кинетической.

На практике одна энергия даёт одновременно несколько видов энергий. Например, трение даёт теплоту и электричество. Электричество — работу, теплоту и свет. Но нельзя отрицать, что при идеальных условиях из одной энергии может получиться только одна. Первые тепловые машины превращали менее 1% теплоты в работу, а теперешние моторы утилизируют до 50% тепла.

Ясно, что это может дойти и до 100%. Электрический ток почти целиком превращается в механическое движение.

Источники энергии таковы:

1) Движение мельчайших и НЕИЗВЕСТНЫХ элементов материи. Мы с ним не считаемся и потому даже не принимаем за кинетическую энергию, между тем как оно может передаваться известным атомам и молекулам и давать очевидное движение (теплоту).

2) Притяжение атомом и хи частей, например отчасти химическая энергия.

3) Сила всемирного тяготения, в частности земная тяжесть. Так сжатие Солнц от тяготения способствует выделению ими лучистой или тепловой энергии. Падение метеоров на небесные тела рождают теплоту. Вообще, сближение всяческих небесных тел производит механическую энергию, а при столкновении — теплоту.

Непроявленная ещё энергия притяжения видимых (например, метеоры и небесные тела) или невидимых масс (атомы и их части) называется запасной (потенциальной) энергией. Её как бы нет, но она может проявиться при сближении масс. Часть её уже проявлена, так как движение небесных тел и мельчайших частиц материи есть только результат сближения видимых или невидимых тел. Полный запас потенциальной энергии — как всемирного тяготения, так и внутри — атомного — безграничен. Стало быть, выделилась только бесконечно малая часть полной.

Мы говорили, что энергия движения называется кинетической. Таковы: движение небесных тел, движение видимых земных тел (поезда, артиллерийского снаряда), движение молекул (теплота), движение атомов и их частей, движение электронов (электричество), волнообразное движение (звук, свет, вообще равного рода лучистая энергия и т. д.).

Запасная энергия, которой сейчас нет, но которая может появиться, называется потенциальной или возможной. В сущности, это есть просто неисчерпаемый источник движения, т. е. явной энергии. Приведём примеры и запасной энергии. Вот некоторые:

1) Ожижение газов. Тут сближение частиц газа даёт их ускоренное движение, т. е. кинетическую энергию (скрытая теплота ожижения).

2) Отвердевание тел (скрытая теплота отвердевания).

3) Смешение и сплавление.

4) Отчасти химические процессы (теплота горения).

5) Образование атомов 90 простых тел (выделяется тепла в сотни тысяч раз больше, чем при химических процессах). Во всех случаях выделяется избыток движения в форме какой-либо из энергий, вследствие сближения материальных частиц. Но это явление часто усложняется изменением основной скорости частиц.

6) Сближение видимых тел — больших (небесные тела) или малых (падение метеоритов на планеты и солнца.

7) Сжатие солнц, туманностей и планет. Например, энергии сжатия нашего солнца может хватить на миллионы лет его лучеиспускания.

Кинетическая энергия иногда лежит в запасе сотни тысяч, дециллионы и более лет. Например, потенциальная энергия каменного угля, нефти и других веществ земли сохраняется пока их не выкопают и не употребят в дело. Также сохраняется энергия небесных тел, находящаяся на неизменных расстояниях. Лежит биллионы лет в запасе и внутриатомная энергия. Нужны особенные, иногда неизвестные человеку условия для её проявления. Тогда запасная энергия превращается в очевидную кинетическую (в движение, теплоту, электричество и прочее).

Обратно, кинетическая энергия может скрываться как бы исчезать, превращаясь в энергию запасную (потенциальную). Так бросим камень кверху на гору. Там он остановится, движение пропало, но эта очевидная энергия превратилась в запасную. Действительно, если дать возможность камню упасть с высоты, то затраченная энергия возвратится.

Вот ещё примеры превращения энергии в запасную:

1) Расплавление твёрдых тел (скрывается теплота). Расплавление можно также произвести: трением, ударами, электричеством и прочее.

2) Обращение жидкости в газ (парообразование). скрывается теплота или другая энергия, превращаясь в запасную.

3) Химическое разложение сложного тела.

4) Преобразование атомов. Количество потребной энергии, вообще по порядку возрастает, по мере углубления преобразования в мельчайшие частицы вещества.

5) Разделение (удаление) небесных тел сопровождается потерей скорости.

6) увеличение объёма планет или солнц.

7) Распыление их без изменения состава, т.е. помимо физической и химической работы.

Во всех этих случаях, как бы исчезает определённое количество кинетической энергии, превращаясь в запасную.

Так как энергия едина и есть движение или притяжение (отталкивание же есть результат движения или центробежная сила, происходящая от него), то все виды энергии можно выразить механической работой. За единицу её можно принять, например, работу поднятия с поверхности Земли одной тонны массы на один метр высоты. Для совершения этой работы тонна массы должна иметь определённую скорость. Но всё же нельзя измерять кинетическую энергию, умножив массу на скорость, потому что работа возрастает быстрее скорости, т.е. энергия не пропорциональна скорости. Если, например, скорость массы увеличится в 10 раз, то она поднимется не в 10, а в 100 раз выше. Потому энергия движущейся массы пропорциональна произведению этой массы на квадрат скорости.

Если при единичной тяжести мы бросим массу вверх со скоростью одного метра, то тело поднимется только на высоту пол — метра. Действительно, в конце движения, при остановке брошенного вверх тела, его скорость будет нуль, а средняя скорость движения составит пол — метра. Значит в секунду тело и поднимется на пол — метра. Итак, скорость в один метр соответствует работе поднятия тела на полметра. Следовательно, работа движущейся массы равна её половине, умноженной на вторую степень скорости. Если же работу выражать в тоннометрах ЗЕМНОЙ тяжести, то это произведение ещё нужно разделить на земное ускорение, т.е. на 10.

Теплоту измеряют калориями, или теплушками. Калория получается, если мы тонну воды нагреем на 1 градус Цельсия.

Нагревание есть ускорение движения молекул воды. Теплушка соответствует 428 тонометрам работы или 4280 т.м. при нормальной тяжести, равной единице. Это значит, что при идеальном моторе из одной теплушки можно получить работу 428 т.м. Обратно, истратив на трение или удары в воде 428 т.м., получим нагревание тонны воды на 1 градус Цельсия.

Так и другие единицы энергии можно выразить механической работой. Например, энергию электрическую световую и прочее.

Это есть раскрытые наукой равенства (эквиваленты). Так есть механические эквиваленты тепла, света, электричества. Тут условные единицы тепла, света, электричества и прочее, выражаются соответствующей механической работой. Также есть тепловые эквиваленты единиц работы, света, тепла и прочее. Здесь единицы света, электричества, механической работы выражаются равным количеством работы (теплушек).

Каждое тело содержит в себе кинетическую энергию и потенциальную. Кинетическая состоит в колебании движущихся в самых разнообразных направлениях частиц (мелких и крупных). Если бы известна была скорость всех этих частиц, то могла бы быть вычислена и энергия движения. Но мы имеем понятие только о движении молекул (сравнительно крупных частей) и эту энергию первого рода мы можем определить. Более обширно определяется энергия по теплоёмкости тела. Такая энергия несколько больше, так как при нагревании ускоряется движение не только молекул, но её частей. Однако мы не знаем теплоёмкостей при всех температурах. Поэтому и таким путём нельзя узнать энергию движения.

Кроме того, молекула есть бесконечно сложное строение. Оно состоит из групп разной массивности. Чем меньше массивность группы, тем скорость её центра тяжести больше. Она пропорциональна квадратному корню из массы. А так как массы эти, по мере углубления внутрь атома, беспредельно уменьшаются, то и скорость их беспредельно возрастает. Таким образом главная кинетическая энергия не может быть определена. Предел её — бесконечность, если беспредельна делимость молекулы.

Но если мы примем, например, за элемент материи эфирный атом, движущийся со скоростью (Ск) света, умноженный на π : 2 = 1,57 (на основании теории колебательного движения) то полная (условно) энергия (Эк) движения массы (М) всякого вещества будет:

$\frac{м}{2}\times (\frac{\pi }{2}$Ск${)}^2.$ Скорость частиц эфира определяется приблизительно также, как и звука в газе — по скорости движения его молекул.

В формуле (Ѵ) есть скорость света. Положим в ней: М = 1; Ск = $300\times {10}^6$. Тогда: Эк = $\frac{{Ск}^2}{8}1,11\times {10}^6$. т.м. — при единичной тяжести. При земной (10) получим $1,11\times {10}^{16}$т.м.

По другим теориям энергия вещества равна квадрату скорости света. Т.е. получим немного меньше, именно: ${9\times 10}^{16}$.

Сравним эту работу с химической энергией горения углерода при получении тонны углекислого газа. Эта энергия равна 2200 теплушек или 941600 т.м. Она в 11,7 миллиардов раз меньше. Энергия при образовании воды даёт 3200 калорий, т.е. 1370000 т.м. И эта энергия (одна из самых сильнейших в химии) оказывается в 8,1 миллиарда раз слабее. Вообще, самые бурные химические процессы дают тепла или другой энергии в миллиарды раз меньше, чем полная условная энергия движения такой же массы вещества.

Кроме энергии кинетической, всякое тело имеет ещё энергию запасную (потенциальную), которая может выделиться при сближении частиц под влиянием сил их взаимного притяжения. Эта энергия сейчас не может быть определена даже условно. Во всяком случае предельная запасная энергия любой массы вещества БЕСКОНЕЧНО велика, как и энергия движения. Это есть вывод из идеи о беспредельности времени (отсюда бесконечная сложность атома), закона скоростей, возрастающих с уменьшением частицы, и закона притяжения.

К.Э.Циолковский.

.

.

.

.

.

.