Меню Рубрики

Как объяснить с точки зрения закона сохранения энергии что энергия выделяется

Ключевые слова: Закон сохранения энергии в химии

Цель урока: Формирование у учащихся основных научных понятий единства природы через закон сохранения энергии в химии, физике, биологии.

Задачи урока:

  • раскрыть сущность единства закона сохранения энергии в естественных науках;
  • систематизировать знания учащихся по теме «Закон сохранения энергии в химии, физике, биологии»;
  • познакомить ребят с некоторыми приёмами систематизации и обобщения знаний при работе с научно-популярной литературой по теме «Закон сохранения энергии»;
  • уметь выделять главные мысли при ответе и в работе с научно-популярной литературой;
  • находить связь между законами, явлениями, изучаемыми в физике, химии и биологии;
  • развивать у школьников интерес к дальнейшему овладению знаниями о законе сохранения энергии.
  • формировать у школьников систему взглядов о единстве природы, которая позволяет познать и объяснить законы и явления природы;
  • формировать научное мировоззрение, активную жизненную позицию.

Ход урокаа 2>

Вначале рассмотрим возможности применения закона сохранения и превращения энергии в химии.

Тепловые эффекты химических реакций. Известно, что химические реакции бывают экзотермическими (с выделением энергии) и эндотермическими (с поглощением энергии). Количество теплоты, выделяемое или поглощаемое в процессе реакции, определяется изменением внутренней энергии реагирующих веществ. При химических реакциях происходит перестройка химических связей частиц реагирующих веществ. Во время экзотермических реакций химические связи перестраиваются таким образом, что внутренняя энергия реагирующих веществ уменьшается, на столько же увеличивается внутренняя энергия тел окружающей среды. При эндотермических реакциях внутренняя энергия реагирующих веществ возрастает за счет уменьшения на такое же значение энергии объектов, окружающих реагирующие вещества. Таким образом, тепловой эффект химической peaкции – это изменение внутренней энергии реагирующих веществ.

Для примера вычислим тепловой эффект при взаимодействии 1 моль цинка с разбавленной серной кислотой при температуре 20° С. При этом учтем, что вследствие изменения химических связей выделяется энергия, равная 143,092 кДж.

Запишем уравнение химической реакции:

Как видим, в процессе реакции выделяется 1 моль водорода, система расширяется, при этом ею выполняется работа. Внутренняя энергия системы изменяется вследствие выполнения системой работы и выделения энергии:

Вычислим работу расширения образовавшегося водорода:

Использовав уравнение Менделеева – Клапейрона, можно записать: pV = RT,

А = RТ = 8,31Дж/(моль ∙ К) · 293 К·1 моль = 2,4З8 кД ж;

∆ E = 143,092 кДж + 2,438 кДж = l45,53 кДж.

Таким образом, тепловой эффект химической реакции – это изменение внутренней энергии системы реагирующих веществ вследствие перестройки химических связей между частицами и вследствие изменения объема системы.

Но почему при перестройке химических связей между частицами происходит изменение внутренней энергии веществ, образованных ими?

О химических связях. Всякая перестройка химических связей между атомами и группами атомов связана с изменением взаимодействия между электронными оболочками реагирующих частиц, при этом изменяется и энергия. Чтобы понять, как это происходит, вспомним из курса физики, как изменяется энергия при взаимодействии разноименных электрических зарядов. Электрическое поле при сближении точечных разноименных зарядов изменяется, напряженность его и энергия уменьшаются. То же самое происходит и при образовании ионной молекулы.

Образование атомов также сопровождается выделением энергии. Энергию, которая выделяется, когда к иону присоединяется электрон или несколько электронов, можно определить по закону сохранения энергии; такую же энергию следует затратить, чтобы
электрон оторвать от атома, т. е. энергия молизации равна энергии ионизации.

Наибольшую энергию ионизации имеют завершенные электронные оболочки, аналогичные оболочкам атомов инертных элементов. Вокруг этих атомов электрическое поле характеризуется минимальной энергией взаимодействия, поэтому они «неохотно» взаимодействуют друг с другом. Атомы же остальных элементов достигают конфигурации электронных оболочек инертных элементов, вступая в контакты с другими атомами. Например, при сближении двух атомов водорода их электроны образуют пару (дублет), общую для обоих атомов.

Такое обобщение двух электронов позволяет атомам водорода иметь электронную оболочку, сходную с оболочкой атома гелия.

Из рисунка видно, что отрицательный заряд электронов как бы связывает ядра атомов – при образовании ковалентной связи также происходит сближение электрических зарядов, сопровождающееся уменьшением потенциальной энергии взаимодействующих атомов.

Сгущение электрического заряда между ядрами нельзя понимать буквально – облака вокруг ядер изображают не сами электроны, а вероятность их пребывания в определенных точках пространства вокруг ядра. Если плотность облаков в пространстве между ядрами больше, чем в других областях вокруг них, то это означает, что вероятность пребывания электронов в каждый момент времени в этой области больше, чем в других областях пространства, окружающего ядра.

При сближении ионов противоположного знака возможно образование ионных связей. Для этого они должны сблизиться на такое расстояние, на котором между ними начнут действовать электрические силы притяжения. Ионы под действием этих сил будут притягиваться до тех пор, пока не начнут преобладать силы отталкивания электронных оболочек. При образовании ионных молекул также происходит уменьшение потенциальной энергии ионов, объединяющихся в молекулу.

Образование кристаллов. Энергия выделяется не только при образовании ионных молекул, но и при образовании ионных кристаллов.

Наиболее известным вам ионным кристаллом является кристалл поваренной соли. В узлах его кристаллической решетки расположены ионы натрия и хлора. Каждый ион натрия окружен шестью ионами хлора, и наоборот, каждый ион хлора окружен шестью ионами натрия. Ионы с достаточным приближением можно считать точечными зарядами, поэтому можно определить силу взаимодействия между ними (по закону Кулона), а также работу, которую необходимо затратить, чтобы разделить ионы хлора и натрия в кристаллической решетке. Эта работа и будет равна той энергии, которая выделяется при образовании кристалла поваренной соли из ионов. Выделяемая энергия в свою очередь должна быть равна энергии, затраченной для превращения кристалла поваренной соли в газ, состоящий из ионов. Опыт показал, что равенство энергий действительно имеет место. Это может быть одним из доказательств того, что в ионной молекуле и ионном кристалле действуют силы электростатического происхождения.

При образовании ионного кристалла каждая из образующих его частиц занимает такое положение, в котором ее энергия взаимодействия с окружающими ее частицами минимальна. Если бы это было не так, т. е. если бы частицы обладали энергией, за счет которой могла бы выполняться при данных условиях какая- либо работа, то она и выполнялась бы по перемещению частиц до тех пор, пока они не заняли бы такое положение, в котором их потенциальная энергия была бы минимальна (вспомните, что горошины в конце концов «успокаивались» на дне лунок). При образовании атомных кристаллов также выделяется энергия – частицы, составляющие их, занимают такое положение в узлах кристаллической решетки, при котором их энергия взаимодействия с окружающими частицами минимальна. Связи между атомами в кристаллической решетке поддерживаются при помощи спаренных электронов.

Металлические кристаллы образуются при сближении атомов, которые во внешнем электронном слое имеют столько электронов, что их число меньше половины того количества, которое необходимо для образования замкнутой оболочки. В кристалле металла валентные электроны принадлежат всему кристаллу, образованному положительными ионами и свободными электронами, «цементирующими» ионы. Эти электроны могут свободно переходить от одного атома к другому, двигаясь по всему кристаллу, у металлов кристаллическая решетка очень прочная. Чтобы ее разрушить, нужно затратить большую энергию. Но эта энергия всегда равна той энергии, которая выделилась при образовании кристалла из атомов металла: закон сохранения и превращения энергии действует неукоснительно.

Межмолекулярные взаимодействия также имеют электромагнитную природу. При взаимодействии и полярных, и неполярных молекул проявляются силы электрической природы. Действие этих сил приводит к такому расположению молекул, при котором их состояние наиболее устойчиво в соответствии с данными условиями, а энергия взаимодействия с окружающими молекулами минимальна.

Таким образом, при образовании кристалла из частиц любого типа выделяется энергия, так как в кристалле частицы устанавливаются в таких положениях, при которых их потенциальная энергия минимальна. Кристаллизация – это экзотермический процесс. Как и при экзотермических реакциях, частицы здесь группируются таким образом, что энергия взаимодействия частиц или групп частиц друг с другом уменьшается, уменьшается и внутренняя энергия реагирующих веществ в целом – процессы идут
с выделением энергии. И всегда, на сколько уменьшается внутренняя энергия кристаллизирующегося вещества или реагирующих веществ, на столько же увеличивается и энергия окружающих их тел.

К экзотермическим реакциям в основном относятся реакции соединения и замещения, к эндотермическим – реакции разложения. При этих реакциях перестройка химических связей происходит таким образом, что энергия взаимодействия частиц увеличивается за счет поглощения энергии. При образовании более сложных соединений из простых энергия выделяется.

Об органических соединениях. Образование, например, фибрина, который закупоривает кровеносные сосуды при царапинах или других повреждениях, из молекул фибриногена сопровождается выделением энергии, потому что в этом процессе происходят те же химические взаимодействия, которые были рассмотрены выше. В начале этого процесса из молекул фибриногена образуется фибрин-мономер; затем он превращается в фибрин-агрегат; при его образовании проявляются электростатические взаимодействия, приводящие к образованию различных связей (ионных, гидрофобных и др.); при этом энергия взаимодействующих частиц уменьшается. На последней стадии под действием ферментов между молекулами фибрин-агрегата образуются прочные ковалентные связи, вследствие чего он превращается в фибрин-полимер.

Образование ковалентных связей также сопровождается уменьшением энергии взаимодействия. Но как же с этим согласовать утверждение, что из оксида углерода (IV) и воды при поглощении солнечной энергии образуются молекулы соединения, гораздо более сложные, чем молекулы оксида углерода (IV) и воды? Разберемся в этом вопросе по порядку.

Превращение энергии в биосфере. Вы уже знакомы с иллюстрацией превращения вещества и энергии в биосфере, предложенной популяризаторами науки Н. Н. Дроздовым и П. П. Второвым. В ней круговорот вещества в биосфере, движущей силой которого является энергия Солнца, сравнивается с колесом водяной мельницы, которое крутится под напором воды. Как же распределяется энергия Солнца, попадающая на Землю? Около 30% этой энергии отражается облаками и поверхностью Земли в космическое пространство и рассеивается в атмосфере; около 20% поглощается облаками в верхних слоях атмосферы; около 50% достигает поверхности Земли. За счет этой энергии происходит нагревание поверхности Земли, возникают ветры и текут реки, идет дождь и разрушаются горы; только десятые доли процента достигающей Земли солнечной энергии улавливаются зелеными растениями. Благодаря этой энергии и совершается круговорот веществ в биосфере. Вы обращали когда-нибудь внимание, как расположены листья на деревьях в верхних ярусах леса и на травянистых растениях под пологом леса, а также на ветвях нижнего яруса?

На растениях, которые растут под сенью деревьев, и на нижних ветвях листья расположены в большинстве случаев горизонтально. Наверное, это для того, чтобы полнее использовать энергию излучения, которое попадает на них. Листья на ветвях деревьев в верхних ярусах леса расположены совершенно произвольно. Когда же солнце сильно припекает, они располагаются почти вертикально, чтобы их освещенность была как можно меньше. Листья от перегрева спасает также усиленное испарение. Энергия солнечного излучения превращается в листьях во внутреннюю энергию органических веществ, которые служат пищей как для самих растений, так и для всех живущих на Земле животных организмов.

Энергетические процессы в клетке. Энергия квантов солнечного излучения, использованная зелеными растениями в процессе фотосинтеза, днем превращается в химическую энергию универсального энергетического вещества АТФ – аденозинтрифосфорной кислоты .Эта энергия в свою очередь во время темновой фазы фотосинтеза используется для синтеза органических соединений, из которых строится тело растения. В организме животного, которое питается растениями, органические соединения окисляются. Выделяющаяся при этом процессе энергия частично превращается в энергию молекул АТФ (55%), частично во внутреннюю энергию. В процессе жизнедеятельности клетки молекулы АТФ расщепляются. За счет выделяющейся при этом энергии и происходят все процессы в клетке: передача нервных импульсов, биосинтез веществ, мышечное сокращение, перенос веществ через мембраны и др. Молекулы АТФ обычно расщепляются до молекул АДФ – аденозиндифосфорной кислоты, – которые не выводятся из организма, а поступают на митохондрии (в клетках животных организмов) или хлоропласты (в клетках растительных организмов) и снова служат для синтеза молекул АТФ. Образование молекул АТФ в хлоропластах можно представить в виде такой схемы:

Процесс этот сложный и многоступенчатый, и его нельзя понимать так, что энергия кванта поглощенного света пошла на то, чтобы присоединить к молекуле АДФ молекулу фосфорной кислоты, аналогично тому, как в уравнении образования озона 3О2 + Е = 2О3 нельзя считать, что энергия поглощенного кванта пошла на то, чтобы три молекулы кислорода объединить в две молекулы озона. Энергия кванта поглощается молекулой кислорода, которая при этом распадается на атомы кислорода, причем присоединение атомов кислорода к молекуле O2 сопровождается выделением энергии (образование более сложных соединений из простых – экзотермический процесс). Схематическое уравнение синтеза глюкозы из углекислого газа (оксид углерода (IV) СO2) и воды также нельзя понимать буквально: энергия поглощенного в процессе фотосинтеза кванта света проходит множество промежуточных звеньев, прежде чем из «бедных» энергией молекул образуется органическое соединение.

Читайте также:  Основные точки зрения на время возникновения науки

Вспомним, как распределяется энергия, выделившаяся при окислении глюкозы, в клетках животных. 55% этой энергии аккумулируется в молекулах АТФ, остальные же 45% рассеиваются в окружающем пространстве. Почему природа пошла по такому нерентабельному пути? Почему клетка «не работает» по принципу тепловой машины? Энергия, выделившаяся при окислении глюкозы, сразу бы превращалась в другие виды энергии, минуя АТФ.

Клетка не может «работать» как тепловая машина, так как для этого она должна иметь слишком высокую температуру.

Известно, что КПД тепловой машины равен: η= (T1 – T2) / Т1 , где Т1 – абсолютная температура нагревателя, Т2 – абсолютная температура холодильника. Применительно к клетке Т1 – температура тела организма, а Т2 – температура окружающей его среды. Если считать, что КПД клетки должен быть равен хотя бы 0.3, а температуру окружающей среды принять равной 293 К, то для температуры клетки, т. е. организма, получается 438,5 К или 165,5°С. При такой температуре белок и другие органические соединения не смогли бы функционировать. А какая потеря энергии была бы вследствие теплообмена организма с окружающей средой! Да и регулировать запас энергии в клетке было бы значительно сложнее.

Чтобы понять, как он регулируется, вспомним, как мы себя ведем после быстрого бега. Мы часто дышим, при этом происходит усиленное потовыделение.

При усиленной мышечной работе во время бега организм резко расходует запас молекул АТФ, который при нормальном состоянии клетки ограничен (составляет около 0,4% от массы клетки). Чтобы этот запас пополнился, в клетках должно произойти интенсивное окисление глюкозы до оксида углерода (IV) и воды, которые должны быть выведены из организма. Поэтому, чтобы избавиться от оксида углерода (IV) и подать в каждую клетку побольше кислорода, который необходим для интенсивного окисления глюкозы, организм так часто дышит. Нам жарко, и мы покрываемся потом. Это тоже должно быть понятно. Ведь только 55% энергии, выделившейся при окислении глюкозы, идет на синтез молекул АТФ, остальные же 45% идут на нагревание организма. Летом это нагревание ни к чему, а что было бы с нами зимой, если бы образование молекул АТФ не сопровождалось рассеянием энергии?

Попробуем объяснить, почему на морозе, когда он делается чувствительным, люди начинают притопывать и подпрыгивать. Организму надо согреться. При всякой механической работе (в том числе при подпрыгивании) расходуется запас молекул АТФ. Расход молекул АТФ сопровождается их синтезом, а последний – выделением энергии, которая и идет на нагревание организма.

На закрепление материала можно предложить учащимся следующие вопросы:

  1. Пуская кровь заболевшему матросу, корабельный врач Р. Майер обратил внимание на необычайно алый цвет венозной крови. Его наблюдения показали, что в жарких странах венозная кровь гораздо светлее, чем в северных. Как этот факт помог Майеру в открытии закона сохранения и превращения энергии?
  2. Сформулировав закон сохранения и превращения энергии, Майер привел 25 примеров в подтверждение его. Сможете ли вы привести большее число примеров?
  3. В известном произведении И. Ильфа и Е. Петрова «Двенадцать стульев» среди многих полезных советов можно найти и такой: «Дышите глубже, вы взволнованы». Попробуйте обосновать этот совет с точки зрения происходящих в организме процессов.
  1. Алексеев Г. Н. Энергия и энтропия.- М.: Знание, 1978.
  2. Второв П. П., Дроздов Н. Н. Рассказы о биосфере.- М.: Просвещение, 1980.
  3. Кричевский И. Р., Петрянов И. В. Термодинамика для многих.- М.: Педагогика, 1975.
  4. Радунская И. Предчувствия и свершения.- М.: Детская литература, 1978.
  5. Франкфурт У. И. Закон сохранения и превращения энергии.- М.: Наука, 1978.
  6. Ильченко В.Р.Перекрестки физики, химии и биологии.- М.: Просвещение, 1986.

источник

В своей повседневной деятельности человек использует самую разную энергию: тепловую, механическую, ядерную, электромагнитную, и т.д. Однако пока будем рассматривать только одну ее форму – механическую. Тем более что с точки зрения истории развития физики, она начиналась с изучения механического движения, сил и работы. На одном из этапов становления науки был открыт закон сохранения энергии.

При рассмотрении механических явлений используют понятия кинетической и потенциальной энергии. Экспериментально установлено, что энергия не исчезает бесследно, из одного вида она превращается в другой. Можно считать, что сказанное в самом общем виде формулирует закон сохранения механической энергии.

Сначала надо отметить, что в сумме потенциальная и кинетическая энергии тела называются механической энергией. Далее необходимо иметь в виду, что закон сохранения полной механической энергии справедлив при отсутствии внешнего воздействия и дополнительных потерь, вызванных, например, преодолением сил сопротивления. Если какое-то из этих требований нарушено, то при изменении энергии будут происходить ее потери.

Самый простой эксперимент, подтверждающий указанные граничные условия, каждый может провести самостоятельно. Поднимите мячик на высоту и отпустите его. Ударившись об пол, он подскочит и потом опять упадет на пол, и опять подскочит. Но с каждым разом высота его подъема будет меньше и меньше, пока мяч не замрет неподвижно на полу.

Что мы видим в этом опыте? Когда мяч неподвижен и находится на высоте, он обладает только потенциальной энергией. Когда начинается падение, у него появляется скорость, и значит, появляется кинетическая энергия. Но по мере падения высота, с которой началось движение, становится меньше и, соответственно, становится меньше его потенциальная энергия, т.е. она превращается в кинетическую. Если провести расчёты, то выяснится, что значения энергии равны, а это означает, что закон сохранения энергии при таких условиях выполняется.

Однако в подобном примере есть нарушения двух ранее установленных условий. Мяч движется в окружении воздуха и испытывает сопротивление с его стороны, пусть и небольшое. И энергия затрачивается на преодоление сопротивления. Кроме того, мяч сталкивается с полом и отскакивает, т.е. он испытывает внешнее воздействие, а это второе нарушение граничных условий, которые необходимы, чтобы закон сохранения энергии был справедлив.

В конце концов скачки мяча прекратятся, и он остановится. Вся имеющаяся первоначальная энергия окажется потраченной на преодоление сопротивления воздуха и внешнего воздействия. Однако кроме превращения энергии окажется выполненной работа по преодолению сил трения. Это приведёт к нагреванию самого тела. Зачастую величина нагрева не очень значительная, и ее можно определить только при измерении точными приборами, но подобное изменение температуры существует.

Кроме механической, есть и другие виды энергии – световая, электромагнитная, химическая. Однако для всех разновидностей энергии справедливо, что из одного вида возможен переход в другой, и что при таких превращениях суммарная энергия всех видов остаётся постоянной. Это является подтверждением всеобщего характера сохранения энергии.

Здесь надо учесть, что переход энергии может означать и её бесполезную потерю. При механических явлениях свидетельством этого будет нагрев окружающей среды или взаимодействующих поверхностей.

Таким образом, простейшее механическое явление позволило нам определить закон сохранения энергии и граничные условия, обеспечивающие его выполнение. Была установлено, что осуществляется преобразование энергии из имеющегося вида в любой другой, и выявлен всеобщий характер упомянутого закона.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: При сдаче лабораторной работы, студент делает вид, что все знает; преподаватель делает вид, что верит ему. 9351 — | 7298 — или читать все.

195.133.146.119 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

источник

Фундаментальный смысл закона сохранения энергии раскрывается теоремой Нётер. Согласно этой теореме каждый закон сохранения однозначно соответствует той или иной симметрии уравнений, описывающих физическую систему. В частности, закон сохранения энергии эквивалентен однородности времени, то есть независимости всех законов, описывающих систему, от момента времени, в который система рассматривается.

Вывод этого утверждения может быть произведён, например, на основе лагранжева формализма [1] . Если время однородно, то функция Лагранжа, описывающая систему, не зависит явно от времени, поэтому полная её производная по времени имеет вид:

Здесь — функция Лагранжа, — обобщённые координаты и их первые и вторые производные по времени соответственно. Воспользовавшись уравнениями Лагранжа, заменим производные на выражение :

Перепишем последнее выражение в виде

Сумма, стоящая в скобках, по определению называется энергией системы и в силу равенства нулю полной производной от неё по времени она является интегралом движения (то есть сохраняется).

В ньютоновской механике формулируется частный случай закона сохранения энергии — Закон сохранения механической энергии, звучащий следующим образом [2]

Полная механическая энергия замкнутой системы тел, между которыми действуют только консервативные силы, остаётся постоянной.

Проще говоря, при отсутствии диссипативных сил (например, сил трения) механическая энергия не возникает из ничего и не может исчезнуть никуда.

Классическим примером этого утверждения являются пружинный или математический маятники с пренебрежимо малым затуханием. В случае пружинного маятника в процессе колебаний потенциальная энергия деформированной пружины (имеющая максимум в крайних положениях груза) переходит в кинетическую энергию груза (достигающую максимума в момент прохождения грузом положения равновесия) и обратно [3] . В случае математического маятника [4] аналогично ведёт себя потенциальная энергия груза в поле силы тяжести.

Закон сохранения механической энергии может быть выведен из второго закона Ньютона [5] , если учесть, что в консервативной системе все силы, действующие на тело, потенциальны и, следовательно, могут быть представлены в виде

,

где — потенциальная энергия материальной точки ( — радиус-вектор точки пространства). В этом случае второй закон Ньютона для одной частицы имеет вид

,

где — масса частицы, — вектор её скорости. Скалярно домножив обе части данного уравнения на скорость частицы и приняв во внимание, что , можно получить

Путём элементарных операций это выражение может быть приведено к следующему виду

Отсюда непосредственно следует, что выражение, стоящее под знаком дифференцирования по времени, сохраняется. Это выражение и называется механической энергией материальной точки. Первый член в сумме отвечает кинетической энергии, второй — потенциальной.

Этот вывод может быть легко обобщён на систему материальных точек [2] .

В термодинамике исторически закон сохранения формулируется в виде первого принципа термодинамики:

Изменение внутренней энергии термодинамической системы при переходе её из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил над системой и количества теплоты, переданного системе, и не зависит от способа, которым осуществляется этот переход

Количество теплоты, полученное системой, идёт на изменение её внутренней энергии и совершение работы против внешних сил

В математической формулировке это может быть выражено следующим образом:

,

где введены обозначения — количество теплоты, полученное системой, — изменение внутренней энергии системы, — работа, совершённая системой.

Закон сохранения энергии, в частности, утверждает, что не существует вечных двигателей первого рода, то есть невозможны такие процессы, единственным результатом которых было бы производство работы без каких-либо изменений в других телах [6] .

В гидродинамике идеальной жидкости закон сохранения энергии традиционно формулируется в виде уравнения Бернулли: вдоль линий тока остаётся постоянной сумма [7]

Здесь введены следующие обозначения: — скорость потока жидкости, — тепловая функция жидкости, — ускорение свободного падения, — координата точки в направлении силы тяжести. Если внутренняя энергия жидкости не меняется (жидкость не нагревается и не охлаждается), то уравнение Бернулли может быть переписано в виде [8]

где — давление жидкости, — плотность жидкости. Для несжимаемой жидкости плотность является постоянной величиной, поэтому в последнем уравнении может быть выполнено интегрирование [8] :

В электродинамике закон сохранения энергии исторически формулируется в виде теоремы Пойнтинга [9] [10] (иногда также называемой теоремой Умова—Пойнтинга [11] ), связывающей плотность потока электромагнитной энергии с плотностью электромагнитной энергии и плотностью джоулевых потерь. В словесной форме теорема может быть сформулирована следующим образом:

Изменение электромагнитной энергии, заключённой в неком объёме, за некий интервал времени равно потоку электромагнитной энергии через поверхность, ограничивающую данный объём, и количеству тепловой энергии, выделившейся в данном объёме, взятой с обратным знаком.

Математически это выражается в виде (здесь и ниже в разделе использована Гауссова система единиц)

где — некий объём, — поверхность, ограничивающая этот объём,

— плотность электромагнитной энергии, — вектор Пойнтинга,

— плотность тока, — напряжённость электрического поля, — индукция электрического поля, — напряжённость магнитного поля, — индукция магнитного поля.

Этот же закон математически может быть записан в дифференциальной форме:

В нелинейной оптике рассматривается распространение оптического (и вообще электромагнитного) излучения в среде с учётом многоквантового взаимодействия этого излучения с веществом среды. В частности, широкий круг исследований посвящён задачам так называемых трёх- и четырёхволновоого взаимодействий, в которых происходит взаимодействие соответственно трёх или четырёх квантов излучения. Поскольку каждый отдельный акт такого взаимодействия подчиняется законам сохранения энергии и импульса, существует возможность сформулировать достаточно общие соотношения между макроскопическими параметрами взаимодействующих волн. Эти соотношения носят название соотношений Мэнли — Роу.

Читайте также:  С точки зрения аристотеля политика была

В качестве примера рассмотрим явление сложения частот света: генерацию в нелинейной среде излучения с частотой , равной сумме частот двух других волн и . Этот процесс является частным случаем трёхволновых процессов: при взаимодействии двух квантов исходных волн с веществом они поглощаются с испусканием третьего кванта. Согласно закону сохранения энергии, сумма энергий двух исходных квантов должна быть равна энергии нового кванта:

Из этого равенства непосредственно следует одно из соотношений Мэнли — Роу:

,

которое, собственно, и выражает тот факт, что частота генерируемого излучения равна сумме частот двух исходных волн.

В релятивистской механике вводится понятие 4-вектора энергии-импульса (или просто четырёхимпульса) [12] . Его введение позволяет записать законы сохранения канонического импульса и энергии в единой форме, которая к тому же является лоренц-ковариантной, то есть не меняется при переходе из одной инерциальной системы отсчёта в другую. Например, при движении заряженной материальной точки в электромагнитном поле ковариантная форма закона сохранения имеет вид

,

где — канонический четырёхимпульс частицы, — четырёхимпульс частицы, — энергия частицы, — четырёхвектор потенциала электромагнитного поля , — электрический заряд и масса частицы, — собственное время частицы.

Также важным является тот факт, что даже при невыполнении закона сохранения энергии-импульса (например, в открытой системе) сохраняется модуль этого 4-вектора, с точностью до размерного множителя имеющий смысл энергии покоя частицы [12] :

В квантовой механике также возможно формулирование закона сохранения энергии для изолированной системы. Так, в шредингеровском представлении при отсутствии внешних переменных полей гамильтониан системы не зависит от времени и можно показать [13] , что волновая функция, отвечающая решению уравнения Шредингера, может быть представлена в виде:

Здесь — волновая функция системы, — совокупность переменных, от которых зависит состояние системы в данном представлении, — собственные функции и собственные значения оператора Гамильтона, — постоянная Планка, — некоторые постоянные комплексные коэффициенты, характеризующие состояние системы. По определению средней энергией квантовой системы, описываемой волновой функцией, называется интеграл

где — гамильтониан системы. Несложно видеть, что этот интеграл не зависит от времени:

где также использовано свойство ортонормированности собственных функций гамильтониана [14] . Таким образом, энергия замкнутой системы сохраняется.

Следует, однако, отметить, что по сравнению с классической механикой у квантового закона сохранения энергии имеется одно существенное отличие. Дело в том, что для экспериментальной проверки выполнения закона необходимо провести измерение, представляющее собой взаимодействие исследуемой системы с неким прибором. В процессе измерения система, вообще говоря, более не является изолированной и её энергия может не сохраняться (происходит обмен энергией с прибором). В рамках классической физики, однако, это влияние прибора всегда может быть сделано сколь угодно малым, в то время как в квантовой механике имеются фундаментальные ограничения на то, насколько малым может быть возмущение системы в процессе измерения. Это приводит к так называемому принципу неопределённости Гейзенберга, который в математической формулировке может быть выражен в следующем виде:

,

где имеет смысл среднеквадратичного отклонения измеренного значения энергии от среднего значения при проведении серии измерений, — продолжительность взаимодействия системы с прибором в каждом из измерений.

В связи с наличием этого фундаментального ограничения на точность измерений в квантовой механике часто говорят о законе сохранения средней энергии (в смысле среднего значения энергии, полученного в результате серии измерений).

Являясь обобщением специальной теории относительности, общая теория относительности пользуется обобщением понятия четырёхимпульса — тензором энергии-импульса. Закон сохранения формулируется для тензора энергии-импульса системы и в математической форме имеет вид [15]

где точка с запятой выражает ковариантную производную.

В общей теории относительности закон сохранения энергии, строго говоря, выполняется только локально. Связано это с тем фактом, что этот закон является следствием однородности времени, в то время как в общей теории относительности время неоднородно и испытывает изменения в зависимости от наличия тел и полей в пространстве-времени. Следует отметить, что при должным образом определённом псевдотензоре энергии-импульса гравитационного поля можно добиться сохранения полной энергии гравитационно взаимодействующих тел и полей, включая гравитационное [16] . Однако на данный момент не существует общепризнанного способа введения энергии гравитационного поля, поскольку все предложенные варианты обладают теми или иными недостатками. Например, энергия гравитационного поля принципиально не может быть определена как тензор относительно общих преобразований координат [17] .

Философские предпосылки к открытию закона были заложены ещё античными философами. Ясную, хотя ещё не количественную, формулировку дал в «Началах философии» (1644) Рене Декарт [18] :

Когда одно тело сталкивается с другим, оно может сообщить ему лишь столько движения, сколько само одновременно потеряет, и отнять у него лишь столько, насколько оно увеличит своё собственное движение.

Аналогичную точку зрения выразил в XVIII веке М. В. Ломоносов [19] . В письме к Эйлеру он формулирует свой «всеобщий естественный закон» (5 июля 1748 года), повторяя его в диссертации «Рассуждение о твердости и жидкости тел» (1760) [20] [21] :

Все перемены, в натуре случающиеся, такого суть состояния, что сколько чего у одного тела отнимется, столько присовокупится к другому, так ежели где убудет несколько материи, то умножится в другом месте… Сей всеобщий естественный закон простирается и в самые правила движения, ибо тело, движущее своею силою другое, столько же оные у себя теряет, сколько сообщает другому, которое от него движение получает [22] .

Одним из первых экспериментов, подтверждавших закон сохранения энергии, был эксперимент Жозефа Луи Гей-Люссака, проведённый в 1807 году. Пытаясь доказать, что теплоёмкость газа зависит от объёма, он изучал расширение газа в пустоту и обнаружил, что при этом его температура не изменяется. Однако, объяснить этот факт ему не удалось [19] .

В начале XIX века рядом экспериментов было показано, что электрический ток может оказывать химическое, тепловое, магнитное и электродинамическое действия. Такое многообразие подвигло М. Фарадея выразить мнение, заключающееся в том, что различные формы, в которых проявляются силы материи, имеют общее происхождение, то есть могут превращаться друг в друга [23] . Эта точка зрения, по своей сути, предвосхищает закон сохранения энергии.

Первые работы по установлению количественной связи между совершённой работой и выделившейся теплотой были проведены Сади Карно [23] . В 1824 году им была опубликована небольшая брошюра «Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу» (фр. Réflexions sur la puissance motrice du feu et sur les machines propres а développer cette puissance [24] ), которая вначале не получила большой известности, и была случайно обнаружена Клапейроном через 10 лет после издания. Клапейрон придал изложению Карно современную аналитическую и графическую форму и переопубликовал работу под тем же названием в журнале «Journal de l’Ecole Polytechnique». Позднее была также перепечатана в «Анналах Поггендорфа». После ранней смерти Карно от холеры остались дневники, которые были опубликованы его братом. В них, в частности, Карно пишет [25] :

Тепло не что иное, как движущая сила, или, вернее, движение, изменившее свой вид. Это движение частиц тела. Повсюду, где происходит уничтожение движущей силы, возникает одновременно теплота в количестве, точно пропорциональном количеству исчезнувшей движущей силы. Обратно: при исчезновении теплоты всегда возникает движущая сила

La chaleur n’est autre chose que la puissance motrice, on plutòt que le mouvement qui a changé de forme. C’est un mouvement dans les pasrticules des corps. Partout où il y a destruction de puissance motrice, il y a, en mème temps, production de chaleur en quantité précisément proprortionnelle à la quantité de puissance motrice détruit. Réciproquement, partout où il y a destruction de chaleur, il y a production de puissance motrice

Доподлинно неизвестно, какие именно размышления привели Карно к этому выводу, но по своей сути они являются аналогичными современным представлениям о том, что совершённая над телом работа переходит в его внутреннюю энергию, то есть теплоту. Также в дневниках Карно пишет [26] :

По некоторым представлениям, которые у меня сложились относительно теории тепла, создание единицы движущей силы требует затраты 2,7 единицы тепла

D’après quelqeus idées je me suis formées sur la théorie de la chaleur, la production d’une unité de puissance motrice nécessite la destruction de 2,70 unités de chaleur

Однако, ему не удалось найти более точное количественное соотношение между совершённой работой и выделившимся теплом.

Количественное доказательство закона было дано Джеймсом Джоулем в ряде классических опытов. Он помещал в сосуд с водой соленоид с железным сердечником, вращающийся в поле электромагнита. Джоуль измерял количество теплоты, выделявшееся в результате трения в катушке, в случаях замкнутой и разомкнутой обмотки электромагнита. Сравнивая эти величины он пришёл к выводу, что выделяемое количество теплоты пропорционально квадрату силы тока и создаётся механическими силами. Далее Джоуль усовершенствовал установку, заменив вращение катушки рукой на вращение, производимое падающим грузом. Это позволило связать величину выделяемого тепла с изменением энергии груза [19] [27] :

количество теплоты, которое в состоянии нагреть 1 фунт воды на 1 градус по Фаренгейту, равно и может быть превращено в механическую силу, которая в состоянии поднять 838 фунтов на вертикальную высоту в 1 фут

The quantity of heat capable of raising the temperature of a pound of water by one degree of Farhenheit’s scale is equal to, and may be converted into, a mechanical force capable of raising 838 lb. to the perpendicular height of one foot.

Эти результаты были изложены на физико-математической секции Британской ассоциации в его работе 1843 года «О тепловом эффекте магнитоэлектричества и механическом значении тепла» [28] .

В работах 1847—1850 годов Джоуль даёт ещё более точный механический эквивалент тепла. Им использовался металлический калориметр, установленный на деревянной скамье. Внутри калориметра находилась ось с расположенными на ней лопастями. На боковых стенках калориметра располагались ряды пластинок, препятствовавшие движению воды, но не задевавшие лопасти. На ось снаружи калориметра наматывалась нить с двумя свисающими концами, к которым были прикреплены грузы. В экспериментах измерялось количество теплоты, выделяемое при вращении оси из-за трения. Это количество теплоты сравнивалось с изменением положения грузов и силой, действующей на них.

Первым осознал и сформулировал всеобщность закона сохранения энергии немецкий врач Роберт Майер [19] . При исследовании законов функционирования человека у него возник вопрос, не изменится ли количество теплоты, выделяемое организмом при переработке пищи, если он при этом будет совершать работу. Если количество теплоты не изменялось бы, то из того же количества пищи можно было бы получать больше тепла путём перевода работы в тепло (например, через трение). Если же количество теплоты изменяется, то, следовательно, работа и тепло должны быть как-то связаны между собой и с процессом переработки пищи. Подобные рассуждения привели Майера к формулированию закона сохранения энергии в качественной форме [23] :

Движение, теплота, и, как мы намерены показать в дальнейшем, электричество представляют собой явления, которые могут быть сведены к единой силе, которые изменяются друг другом и переходят друг в друга по определенным законам

Ему же принадлежит обобщение закона сохранения энергии на астрономические тела. Майер утверждает, что тепло, которое поступает на Землю от Солнца, должна сопровождаться химическими превращениями или механической работой на Солнце:

Всеобщий закон природы, не допускающий никаких исключений, гласит, что для образования тепла необходима известная затрата. Эту затрату, как бы разнообразна она ни была, всегда можно свести к двум главным категориям, а именно, она сводится либо к химическому материалу, либо к механической работе

Свои мысли Майер изложил в работе 1841 года «О количественном и качественном определении сил» [29] , которую послал сначала в ведущий на тот момент журнал «Annalen der Physik und Chemie», где она была отклонена главным редактором журнала Иоганном Поггендорфом, после чего статья была опубликована в «Annalen der Chemie und Pharmacie», где оставалась незамеченной до 1862 года, когда её обнаружил Клаузиус.

Рассуждения Майера и опыты Джоуля доказали эквивалентность механической работы и теплоты, показав, что количество выделяемой теплоты равно совершённой работе и наоборот, однако, формулировку в точных терминах закону сохранения энергии первым дал Герман Гельмгольц [23] . В отличие от своих предшественников, Гельмгольц связывал закон сохранения энергии с невозможностью существования вечных двигателей [30] . В своих рассуждениях он шёл от механистической концепции устройства материи, представляя её как совокупность большого количество материальных точек, взаимодействующих между собой посредством центральных сил. Исходя из такой модели, Гельмгольц свёл все виды сил (позднее получивших название видов энергии) к двум большим типам: живым силам движущихся тел (кинетической энергии в современном понимании) и силам напряжения (потенциальной энергии). Закон сохранения этих сил был им сформулирован в следующем виде [31] :

Читайте также:  Сказка репка с точки зрения физики

Во всех случаях, когда происходит движение подвижных материальных точек под действием сил притяжения и отталкивания, величина которых зависит только от расстояния между точками, уменьшение силы напряжения всегда равно увеличению живой силы, и наоборот, увеличение первой приводит к уменьшению второй. Таким образом, всегда сумма живой силы и силы напряжения постоянна.

In allen Fällen der Bewegung freier materieller Puncte unter dem Einfluss ihrer anziehenden und abstossenden Kräfte, deren Intensitäten nur von der Entfernung abhängig sind, ist der Verlust an Quantität der Spannkraft stets gleich dem Gewinn an lebendiger Kraft, und der Gewinn der ersteren dem Verlust der letzteren. Es ist also stets die Summe der vorhandenen lebendigen und Spannkräfte constant.

В этой цитате под живой силой Гельмгольц понимает кинетическую энергию материальных точек, а под силой напряжения — потенциальную. Мерой произведённой работы Гельмгольц предложил считать половину величины mq² (где m — масса точки, q — её скорость) и выразил сформулированный закон в следующей математической форме [31] :

понимая под и скорости тела в положениях и соответственно, а под — «величину силы, которая действует по направлению r» и «считается положительной, если имеется притяжение, и отрицательной, если наблюдается отталкивание…» [30] Таким образом, главным нововведением Гельмгольца стало введение понятия потенциальных сил и потенциальной энергии, что позволило в дальнейшем обобщить закон сохранения энергии на все разделы физики. В частности, опираясь на закон сохранения энергии, он вывел закон электромагнитной индукции Фарадея.

Переход от понятия «живой силы» к понятию «энергии» произошёл в начале второй половине XIX века и был связан с тем, что понятие силы уже было занято в ньютоновской механике. Само понятие энергии в этом смысле было введено ещё в 1807 году Томасом Юнгом в его «Курсе лекций по естественной философии и механическому искусству» (англ. «A course of lectures on natural philosophy and the mechanical arts» ) [32] [33] . Первое строгое определение энергии дал Уильям Томсон в 1852 году в работе «Динамическая теория тепла» [23] [34] :

Под энергией материальной системы в определённом состоянии мы понимаем измеренную в механических единицах работы сумму всех действий, которые производятся вне системы, когда она переходит из этого состояния любым способом в произвольно выбранное нулевое состояние

«mechanical energy of a body in a given state,» will denote the mechanical value of the effects the body would produce in passing from the state in which it is given, to the standard state

Открытие закона сохранения энергии оказало влияние не только на развитие физических наук, но и на философию XIX века. С именем Роберта Майера связано возникновение так называемого естественно-научного энергетизма — мировоззрения, сводящего всё существующее и происходящее к энергии, её движению и взаимопревращению. В частности, материя и дух в этом представлении являются формами проявления энергии. Главным представителем этого направления энергетизма является немецкий химик Вильгельм Оствальд, высшим императивом философии которого стал лозунг «Не растрачивай понапрасну никакую энергию, используй её!» [35]

  1. Ландау, Л. Д., Лифшиц, Е. М. Механика. — Издание 4-е, исправленное. — М .: Наука, 1988. — С. 25. — 215 с. — («Теоретическая физика», том I). — ISBN 5-02-013850-9
  2. 12Савельев И. В. Глава 3. Работа и энергия // Курс общей физики. Механика. — 4-е изд. — М .: Наука, 1970. — С. 89—99. — ISBN 5-17-002963-2
  3. Савельев И. В. Глава 9. Колебательное движение // Курс общей физики. Механика. — 4-е изд. — М .: Наука, 1970. — С. 228—229. — ISBN 5-17-002963-2
  4. Савельев И. В. Глава 9. Колебательное движение // Курс общей физики. Механика. — 4-е изд. — М .: Наука, 1970. — С. 234—235. — ISBN 5-17-002963-2
  5. Сивухин Д. В. Общий курс физики. — М .: Наука, 1979. — Т. I. Механика. — С. 123—147. — 520 с.
  6. 12Сивухин Д. В. Общий курс физики. — Т. II. Термодинамика и молекулярная физика. — С. 37—41.
  7. Ландау, Л. Д., Лифшиц, Е. М. Гидродинамика. — М ., 1986. — С. 24—25. — («Теоретическая физика», том VI).
  8. 12Г. Ламб Гидродинамика. — М ., Л. : Гос. изд. технико-теоретической литературы, 1947. — С. 36—38. — 928 с. — 8000 экз.
  9. J. D. Jackson.Classical Electrodynamics. — 2nd Ed. — John Wiley & Sons, Inc., 1975. — С. 189—190. — 848 с. — ISBN 047143132X
  10. И. Е. Тамм §92. Теорема Пойнтинга. Поток энергии // Основы теории электричества. — 10-е изд., испр. — М .: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1989. — С. 346—351. — 504 с. — 25 500 экз. — ISBN 5-02-014244-1
  11. Сивухин Д. В. Общий курс физики. — М .: Наука, 1977. — Т. III. Электричество. — С. 364. — 688 с.
  12. 12Ландау, Л. Д., Лифшиц, Е. М. Теория поля. — Издание 7-е, исправленное. — М .: Наука, 1988. — С. 45—49. — («Теоретическая физика», том II). — ISBN 5-02-014420-7
  13. Д. И. Блохинцев. Основы квантовой механики. — 7-е изд., стер. — СПб. : Издательство «Лань», 2004. — С. 125—127. — 672 с. — 2000 экз. — ISBN 5-8114-0554-5
  14. Д. И. Блохинцев. Основы квантовой механики. — 7-е изд., стер. — СПб. : Издательство «Лань», 2004. — С. 94—97. — 672 с. — 2000 экз. — ISBN 5-8114-0554-5
  15. Ландау, Л. Д., Лифшиц, Е. М. Теория поля. — Издание 7-е, исправленное. — М .: Наука, 1988. — С. 352. — («Теоретическая физика», том II). — ISBN 5-02-014420-7
  16. Ландау, Л. Д., Лифшиц, Е. М. Теория поля. — Издание 7-е, исправленное. — М .: Наука, 1988. — С. 362—368. — («Теоретическая физика», том II). — ISBN 5-02-014420-7
  17. А. В. Петров.Законы сохранения в ОТО и их приложения. Конспект лекций.
  18. Кудрявцев П. С.Курс истории физики. — М .: Просвещение, 1974. — Т. I (глава VI). — С. 148.
  19. 1234100 великих научных открытий / Д. К. Самин. — М .: Вече, 2002. — С. 90—93. — 480 с. — 25 000 экз. — ISBN 5-7838-1085-1
  20. Михаил Васильевич Ломоносов. Избранные произведения в 2-х томах. М.: Наука. 1986
  21. Фигуровский Н. А. Очерк общей истории химии. От древнейших времен до начала XIX в. — М.: Наука, 1969
  22. В латинском тексте письма говорится о сохранении движения — в русском переводе речь идет о сохранении силы. В письме М. В. Ломоносов впервые объединяет в одной формулировке законы сохранения материи и движения и называет это «всеобщим естественным законом».
  23. 12345В. М. ДуковИстория формулировки закона сохранения энергии (рус.) // Физика : Учебно-методическая газета. — М .: Издательский дом «Первое сентября», 2002. — № 31/02.
  24. Sadi Carnot.Réflexions sur la puissance motrice du feu et sur les machines propres а développer cette puissance. — 1824. — 102 с. (русский перевод В. Р. Бурсиана и Ю. А. Круткова: Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу на сайте nature.web.ru)
  25. Sadi Carnot.Réflexions sur la puissance motrice du feu, et sur les machines propres à développer oette puissance. — Paris: Gauthier-Villar, Imprimeur-Libraire, 1878. — С. 94. — 102 с.
  26. Sadi Carnot.Réflexions sur la puissance motrice du feu, et sur les machines propres à développer oette puissance. — Paris: Gauthier-Villar, Imprimeur-Libraire, 1878. — С. 95. — 102 с.
  27. Donald S. L. Cardwell.James Joule: A Biography. — Manchester University Press, 1991. — С. 57. — 333 с. — ISBN 0-7190-3479-5
  28. James Prescott Joule.On the Calorific Effects of Magneto-Electricity, and on the Mechanical Value of Heat. — 1843. — 32 с.
  29. von J. R. MayerBemerkungen über die Kräfte der unbelebten Natur (нем.) // Annalen der Chemie und Pharmacie. — 1842. — Т. 42. — С. 233—240.
  30. 12Кудрявцев, П. С. Открытие закона сохранения и превращения энергии // Курс истории физики. — 2-е изд., испр. и доп. — М .: Просвещение, 1982. — 448 с.
  31. 12Hermann von Helmholtz.Über die Erhaltung der Kraft. — Berlin: Druck und Verlag von G. Reimer, 1847. — С. 17. — 72 с.
  32. Thomas Young.A course of lectures on natural philosophy and the mechanical arts: in two volumes. — London: Joseph Johnson, 1807. — Т. Vol. 1. — 796 с.
  33. Thomas Young.A course of lectures on natural philosophy and the mechanical arts: in two volumes. — London: Joseph Johnson, 1807. — Т. Vol. 2. — 738 с.
  34. William Thomson Kelvin.On the dynamical theory of heat. — 1852.
  35. Энергетизм // Философский энциклопедический словарь. — 2010.
  • Э. Шмутцер.Симметрии и законы сохранения в физике. — М .: Мир, 1974. — 160 с.
  • Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сэндс Глава 4. Сохранение энергии // Фейнмановские лекции по физике. Современная наука о природе. Законы механики, том 1. — М .: Мир, 1965. — С. 71—84. — 271 с.
  • Alan P. LightmanGreat ideas in physics: the conservation of energy, the second law of thermodynamics, the theory of relativity, and quantum mechanics. — 3rd Ed. — McGraw-Hill Professional, 2000. — 300 с. — ISBN 0071357386

Wikimedia Foundation . 2010 .

ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ — первый закон термодинамики, в формулировке его первооткрывателей Н. Майера и Г. Гельмгольца гласящий, что при всех изменениях, происходящих в изолированной системе, общая энергия системы остается постоянной. Другая формулировка: при всех… … Экологический словарь

закон сохранения энергии — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN law of conservation of energyenergy lawenergy conservation law … Справочник технического переводчика

закон сохранения энергии — energijos tvermės dėsnis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. energy conservation law vok. Energieerhaltungssatz, m; Energiesatz, m rus. закон сохранения энергии, m pranc. loi de conservation d’énergie, f … Fizikos terminų žodynas

ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ И МАТЕРИИ — ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ И МАТЕРИИ, два тесно связанных между собой н очень близких по содержанию закона, лежащих в основании всего точного естествознания. Эти законы имеют чисто количественный характер и являются законами экспериментальными.… … Большая медицинская энциклопедия

ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ (ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ И ПРЕВРАЩЕНИЯ ЭНЕРГИИ) — общий закон природы, согласно которому (см.) любой (см.) при всех процессах, происходящих в системе, остаётся постоянной (сохраняется). При этом энергия не может исчезать бесследно или возникать из ничего, она может только превращаться из одной… … Большая политехническая энциклопедия

ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МАССЫ — важнейший закон химии, установленный в 1748 г. М. В. Ломоносовым, а позже и А. Л. Лавуазье. В соответствии с этим законом общая масса всех веществ, участвующих в хим. реакции, в ее начале равна их массе в конце, какие бы реакции ни происходили.… … Большая политехническая энциклопедия

ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МАССЫ — фундаментальный закон нерелятивистской ньютоновской механики, согласно которому масса вещества, поступающего в замкнутую систему, либо накапливается в ней, либо покидает ее, т. е. масса поступающего в систему вещества минус масса выходящего из… … Экологический словарь

Закон сохранения механической энергии — Начала термодинамики Статья является частью серии «Термодинамика». Нулевое начало термодинамики Первое начало термодинамики Второе начало термодинамики Третье начало термодинамики Разделы термодинамики Начал … Википедия

Закон сохранения — Законы сохранения фундаментальные физические законы, согласно которым при определённых условиях некоторые измеримые физические величины, характеризующие замкнутую физическую систему, не изменяются с течением времени. Некоторые из законов… … Википедия

Закон сохранения момента импульса — (закон сохранения углового момента) один из фундаментальных законов сохранения. Математически выражается через векторную сумму всех моментов импульса относительно выбранной оси для замкнутой системы тел и остается постоянной, пока на… … Википедия

источник