Энергия. Виды. Преобразования

Во славу Макоши приведу-ка я, в продолжение сегодня затронутой темы, ещё полезные таблички из справочника по домоводству.

Но для начала – как и положено во всяком добротном советском справочнике – определение:

энергия – единая скалярная мера различных форм движения материи.

По сути, человечество находится в самом ещё начале длительного и – все мы (т.е., я с соседями по планете) очень надеемся! - успешного пути освоения различных видов энергии.

Если не рассматривать, за отсутствием сколь-нибудь технико-технологически актуальной документации, термоядерные войны несколькотысячелетней давности вкупе со сверхмощными аккумуляторными и конденсаторными установками древних египтян и, пуще того, ядерные бомбардировки с тартарийских виман начала 19-го века, то общая картина будет такова.

Примерно полторы тысячи лет назад в своей деятельности люди использовали в основном только три цепочки получения энергии:

мускульную силу человека и животных, источником которой была химическая энергия пищи,

тепловую энергию сжигания растений, источником которой являлись экзотермическая химическая реакция окисления,

тепловую энергию, источником которой являлось Солнце.

В течение следующего тысячелетия человек стал шире использовать энергию механическую – кинетическую энергию течения рек и ветра.

За последние четверть тысячелетия в свою жизнедеятельность человек включил энергию сжигаемого органического ископаемого топлива (угля, нефти, природного газа).

И, наконец, в последние сто лет в нашу жизнь вошла электрическая энергия и энергия ядерная. А также множество иных видов, для наших дедушек с бабушками совершенно экзотических.

***

Перечислю известные в настоящее время виды энергии (по алфавиту):

аннигиляционная – полная энергия системы «вещество-антивещество», освобождающаяся в процессе слияния и «исчезновения» их;

гравистатическая - потенциальная энергия ультраслабого взаимодействия всех тел, пропорциональная их массам и обратно пропорциональная квадрату расстояния между ними;

магнитостатическая - потенциальная энергия взаимодействия «магнитных зарядов», т.е., запас энергии, накапливаемый телом, преодолевающим силы магнитного поля;

механическая - энергия свободно движущихся макро- и микротел;

тепловая - часть энергии хаотического движения частиц тел – теплоты (тепла), которая освобождается при наличии разности температур между данным телом и телами окружающей среды;

упругостная - потенциальная энергия механически упруго изменённых тел (твёрдых, жидких, газообразных), освобождающаяся при снятии нагрузки;

химическая - энергия системы из двух и более реагентов, освобождающаяся в результате перестройки электрических оболочек атомов и молекул при химических реакциях;

электрическая - энергия электрического тока во всех его формах;

электромагнитная - энергия излучений, переносимая фотонами электромагнитного поля;

электростатическая - потенциальная энергия взаимодействия электрических зарядов,- запас энергии электрически заряженного тела, накапливаемый им в процессе преодоления сил электрического поля;

ядерная - энергия связи нуклонов в ядре, освобождающаяся в различных видах при делении тяжёлых и синтезе лёгких (термоядерная реакция) ядер.

Матрица превращений видов энергии:

 «+» - превращение возможно и используется;
«х» - превращение возможно, но пока не используется;
«о» - превращение возможно, но не представляет интереса;
«-» - превращение невозможно.
 

Матрица устройств, использующих некоторые превращения энергии:

«х» - превращение возможно;

«---» - превращение невозможно.

Пример: превращение ядерной энергии (строка 7) в тепловую (столбец 2) используется в промышленных ядерных реакторах.

В настоящее время в науке и технике используются следующие преобразования/преобразователи энергии:

Я/Х – реакторы (преобразователи одних веществ в другие);

Я/У, Я/Т – ядерные реакторы;

Я/М – ядерные реактивные двигатели;

Я/Э – исследовательские установки;

Х/У, Х/Т – камеры сгорания, газогенераторы;

Х/Э – топливные элементы;

У/М – пневматические двигатели;

У/Э – концентрационные газовые топливные элементы;

Т/М – тепловые двигатели;

Т/Э – термоэлектрические генераторы;

М/У – компрессоры, ударные трубы;

Э/М – электроракетные двигатели;

Э/ЭМ – лазеры;

ЭМ/Т – низко и высокотемпературные нагреватели;

ЭМ/М – «солнечный парус»;

ЭМ/Э – солнечные электрогенераторы;

и наконец преобразовательные процессы одних видов энергии в другие:

Х/М – изотермические химические реакции с изменением количества вещества;

Х/ЭМ – свечение фосфора, живых существ;

У/Т – любые изменения состояния систем;

Т/Х – эндотермические реакции;

Т/ЭМ – излучение раскалённых тел;

М/Т – трение;

М/Э – пересечение потоком заряженных частиц силовых линий поля;

Э/Х – электролиз;

ЭМ/Х – фотосинтез;

ЭМ/Э – фотоэффект.

***

Ко всему вышеизложенному замечу: справочник, однако, ещё советских времён, поэтому кой-чего уже устарело - велика оказалась сила инерции и мы всё ещё бьёмся над ОКУЯНами вместо того, чтобы уже летать на виманах и передвигать галушки силой голодной мысли (хотя о последнем наше травительство печётся особенно трогательно). Отсюда предложение гражданам любознательным и не полагающимся исключительно на бытовую магию: вносить возможные поправки.