proatom.ru - сайт агентства ПРоАтом
Журналы Атомная стратегия 2017 год
  Агентство  ПРоАтом. 20 ЛЕТ с атомной отраслью!              
Навигация
· Главная
· Все темы сайта
· Каталог поставщиков
· Контакты
· Наш архив
· Обратная связь
· Опросы
· Поиск по сайту
· Продукты и расценки
· Самое популярное
· Ссылки
· Форум
Журнал
Журнал Атомная стратегия
Подписка на электронную версию
Журнал Атомная стратегия
Атомные Блоги





Обсудим?!
ОЯТ не перерабатывать! Только захоранивать, не нарушая оболочек твэлов
Согласен
Согласен с оговорками
Не согласен

Результаты
Другие опросы
Подписка
Подписку остановить невозможно! Подробнее...
Задать вопрос
Наши партнеры
PRo-движение
АНОНС
PRo Погоду

Сотрудничество
Редакция приглашает региональных представителей журнала «Атомная стратегия» и сайта proatom.ru. Информация: (812) 438-32-77, E-mail: pr@proatom.ru Савичев Владимир.
PRo Рекламу

[30/06/2017]     К вопросу об энергии и законе её сохранения

М.М.Богословский, доктор биол. наук, вед. науч. сотрудник Военно-медицинской академии им. С.М.Кирова

Казалось бы, какие могут быть вопросы по энергии и закону её сохранения, который входит в сокровищницу мировой науки, а потому не может подвергаться никакому сомнению. С другой стороны известно, что наука не стоит на месте, т.к. она накапливает новые факты, появляются новые теории и гипотезы, а с ними и новые знания о Природе и её законах. Кроме того, старые знания проверяются, уточняются и заменяются новыми.



О понятии «энергия»

Интерес к проблеме энергии связан со всё более увеличивающимся расхождением между старыми представлениями о ней и новыми знаниями о Природе, В то же время удивительно, что после слов Нобелевского лауреата Р.Фейнмана  о том, что в современной ему физике неизвестно, что такое энергия (Фейнман Р. и соавт., 2007), прошло уже более 50 лет, но за эти годы так и не был выяснен физический смысл этого понятия (Бурлачков В.К., 2012, с.64). Масло в огонь продолжает подливать формула Эйнштейна E=mc2, умозрительно связавшая энергию с массой тела и скоростью света.

Для начала следует ответить на вопрос, как современная наука понимает термин энергия. Согласно последнему отечественному словарю-справочнику по физике «Энергия – скалярная физическая величина, являющаяся универсальной количественной мерой движения и взаимодействия всех форм материи» (Платунов Е.С. и соавт., 2014). В этом же словаре отмечается важное свойство энергии – её способность к преобразованию, которое проявляется «в виде работы тех или иных сил».  Близкое к этому определение даётся в энциклопедии по физике под ред. Ю.В. Прохорова, изданной в 2003 году: «Энергия – общая количественная мера движения и взаимодействия всех видов материи. Энергия не возникает из ничего и не исчезает, она может только переходить из одной формы в другую».

К сожалению, у этих формулировок выявляется ряд неточностей:

1)  Энергия причислена к скалярным величинам. Авторы упустили, что она может иметь не только численное значение, но быть и векторной величиной. Без векторного приложения энергии не может быть силы, которая заставляет  камень, пулю, ракету и.д. лететь, а транспорт двигаться в заданном направлении. В этих и других подобных случаях из скалярной величины энергия переходит в векторную.

2) Существенным недостатком этой и других формулировок определения энергии является то, что в них не указывается то, что она не только является мерой  движения и взаимодействия всех форм материи, но и сама она материальна, т.е. представляет определенную форму материи. Эта поправка особенно важна сегодня, когда повсеместно наблюдается попытка стереть границы материального и сверхъестественного, сблизить материалистическое и религиозное восприятие мира, стереть их границы.

3) Энергия не только способна к преобразованию, но её преобразование являются её непременным свойством, атрибутом.

4) Энергия не только представляет форму материи, но без неё материя существовать не может, энергия это природное средство существования материи.

К этому добавим одно важное свойство энергии – хотя она и не возникает из ничего, но она обладает важнейшим свойством вырабатываться и накапливаться, в результате чего исходное количество энергии может многократно увеличиваться. Это позволяет создавать запас энергии, чем люди пользуются в своей повседневной жизни и промышленном производстве. Накопление энергии происходит и в Природе, например, при образовании звёзд, а в земных условиях при накапливании атмосферного электричества, при накапливании кинетической энергии, обусловленной давлением тектонических плит, что приводит к появлению цунами и извержению вулканов.

В целом энергия существует в нескольких видах:

1) в виде кинетической энергии. Согласно словарю-справочнику Е.С.Платунов с соавт. (2014), кинетическая энергия – это «положительная скалярная физическая  величина, являющаяся мерой механического движения материальной точки и пропорциональная  произведению её массы m на квадрат скорости V движения в выбранной инерциальной системе отсчёта»;

2) помимо кинетической, выделяют потенциальную энергию, которую назвали «энергией консервативного взаимодействия» (Цеплин Е.Е., Цеплина, 2009);

3) полная энергия. Это понятие используется в термодинамике – энергия суммы  внутренней энергии системы, кинетической энергии системы и потенциальной энергии системы во внешних силовых полях;

4) сторонники теории Эйнштейна различают также «энергию покоя», под которой они понимают собственную «релятивистскую энергию тела» в той инерциальной системе отсчёта, в которой тело неподвижно. Она представлена уравнением Е0 = m0с2, где m0 – масса покоя, с – скорость света в вакууме (Физика. Энциклопедия, 2003);

5) в виде составной части материи, находящейся в разных агрегатных состояниях (твердом, жидком, газообразном, плазменном и др.);

6) в виде частиц, представленных в рассеянном виде или в виде потока (выбросов, излучений) материальных частиц, состоящих из отдельных известных науке частиц и частиц, объединённых в физические поля или в сгустки плазмы – т.н. черной материи;

7) в виде рассеянных, но взаимосвязанных неустановленных пока наукой субчастиц, создающих «пустое» космическое пространство и составляющих «праматерию» Вселенной (Розенталь И.Л., Чернин А.Д., 2002) или «нечто», претендующее на статус онтологического базиса материи (Бухалов И.П., 2007). Авторы, не вникающие в физическую суть этого пространства, называют его эфиром (Эйнштейн А., 1921),  космическим эфиром (Мезенцев Л.Н., 2010), гравитационным эфиром (ВолеговА.И.,2011), нерелятивистским эфиром (Ацюковский В.А., 2003; Бураго С.Г., 2005; Блинов В.Ф., 2007), физическим вакуумом (Косинов Н.В., 2011; Оханова А.М., Зимина Т.И., 2016) и др. В последнее время опубликовано много работ, в которых признаётся существование материального эфира с очень большим количеством энергии и массой, неизмеримо большей, чем в известных нам до этого всех телах Вселенной (Ильин В.И., 1999; Заказчиков А.И., 2001; Бураго С.Г., 2005  и др.).

Уже эти данные показывают, что формулировка понятия энергия, представленная в справочнике по физике Е.С. Платунова и соавт. (2014), нуждается в исправлении.

В современной физике утвердилось мнение о связи энергии с массой тела (Физика. Энциклопедия, 2013). Составители этой  энциклопедии сообщают, что «теория относительности показала (показать – не значит доказать  - МБ), что энергия тела неразрывно связана с его массой». В подтверждение приводится скандальная формула E=mc2, которая связывает энергию не только с массой тела, но и скоростью света. Если буквально следовать этой формуле, то получается, что если тело (его масса) не обладает скоростью света (скорость света равна нулю), то у этого тела нет массы!!!

Энергия тела действительно связана с его массой, однако это объясняется вовсе не тем, что она, якобы, связана со скоростью света, а тем, что энергия является атрибутом, т.е. непременным свойством материи. Вымышленная связь массы тела со скорость света учитывая, что свет представляет собой электромагнитный спектр - последовательность монохроматических излучений, каждому из которых соответствует определенная длина волны электромагнитного колебания, является грубейшей ошибкой и профанацией физики! Отказ от ложного представления о массе, увеличивающейся со скоростью тела, начался ещё с конца 60-х годов ХХ века (Taylor E., Wheeler J., 1966) и активно продолжается в наше время (Adler C.,1987; Окунь Л.Б., 2008; Бурлачков В.К., 2012 и др.). Даже последовательный сторонник теории относительности Л.Б. Окунь (2008) написал: «Пришла пора прекратить обманывать всё новые поколения школьников и студентов, внушая им, что возрастание массы с увеличением скорости – это экспериментальный факт».

 Как уже было отмечено, материи без энергии не существует, хотя бы потому, что её составными частями являются элементарные частицы, сами по себе обладающие определенной энергией, за счёт которой они существуют, движутся и вступают во взаимодействие друг с другом. Кроме того, часть материальных тел, не движущихся по отношению к инерциальной системе координат (например, камень на поверхности Земли), движется по отношению к другим инерциальным системам координат (Солнечной системе и системе Нашей галактики).

Связь энергии с массой тела имеет неожиданный аспект – если у тела нет энергии, у него нет и  массы, а, значит, тело, как материальный объект не существует. Правда, массу тела здесь следует понимать не так, как об этом сказано в современных учебниках физики и энциклопедиях по физике, а так, как это понимал Ньютон. Массой он называл количество  вещества и дал ему следующее определение: «Масса тела  есть мера количества материи, пропорциональная  его объему и плотности» (Ньютон И., 1989).  Современный ему уровень развития науки не позволил найти другого способа оценки массы тела, как определение её в фунтах, как и вес.

С понятием энергии тесно связано представление о её вечности и бесконечной дальности распространения. Энергия Метагалактики, несмотря на эволюционные и инволюционные изменения Вселенной,  вечна, как и сама материя, и в этом закон сохранения энергии абсолютно верен.  В противном случае придётся предположить, что энергия и материя откуда-то берется, что невозможно без привлечения сверхъестественных сил. Но тогда мы вступаем в область религиозной веры, символом которой являются слова Тертуллиана  (ок. 160 – после 220 н.э.) «Верую, ибо абсурдно!».

Ошибка сторонников существования вечного движения после получения телом импульса состоит в том, что оно представляет всего лишь математическую абстракцию. Да, тело, получив импульс движения, может двигаться вечно, но при одном непременном условии – если энергия движения ни на что не расходуется, прежде всего, на преодоление препятствий, мешающих этому движению. Это следует из закона сохранения энергии: если энергия не тратится на работу по преодолению препятствий во время этого движения, то она сохраняется и тело может двигаться бесконечно долго. Т.о., тело может двигаться бесконечно долго, если оно движется в нематериальной среде, т.е. не состоящей из материи, к тому же если на это тело не воздействуют никакие физические поля (прежде всего, гравитационные) и космические излучения. Но такие условия в Природе не существуют, т.к. сегодня всё большее признание находит представление, что космическая среда (упомянутый выше эфир или космический вакуум) материальна. К тому же, она содержит довольно много космической пыли (из газо-пылевых облаков и образовались космические тела, в том числе наша Земля).

В дополнение к сказанному, эта космическая среда постоянно  «прошивается» различными космическими частицами. К тому же, преодолевая сопротивление этой среды, тело постоянно расходует часть своей кинетической энергии на образование тепла, что всегда сопровождает трение движущегося тела о среду. Всё вместе это тормозит движение космических тел, какого бы размера они ни были.

Кроме того, есть ещё одна причина уменьшения кинетической энергии тела, приводящая к постепенному замедлению его движения – действие закона концентрации и рассеивания энергии (Богословский М.М., 2016). В соответствии с первым законом термодинамики, энергия, будучи сосредоточенной в одном месте, стремится равномерно распределиться (рассеяться) в окружающем пространстве. Простым примером этого широко известного явления является потеря батарейками и аккумуляторами, не подключенных к потребителю,  электрической энергии, т.к. электроны постепенно уходят в окружающую среду, рассеиваются в ней. Так же, как теряет свою энергию любое нагретое тело - чайник, планета, звезда и т.д.

Кроме того, идея вечного безинерционного движения противоречит общепризнанной теории Большого взрыва – ведь разбегание галактик, которое когда-то началось, не может продолжаться вечно: оно сначала должно замедлится, а потом сменится «схлопыванием» Вселенной.  После чего начнется новый цикл.

 

О законе сохранения энергии

Важнейшим свойством энергии является её способность переходить из одной формы в другую, что отражено в законе о сохранении энергии, сформулированном почти триста лет назад. В 1748 году М.В. Ломоносов писал: «Все перемены, в натуре случающиеся, такого суть состояния, что сколько у одного тела отнимается, 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». Его обоснование было дано в письме Ломоносова от 16 (5 ст.ст.) июля 1748 года, адресованном математику Леонарду Эйлеру.  Замечательно, что под движением Ломоносов понимал не только механическое перемещение, но и тепловое; по сути дела, он высказывал мысль о переходе одних форм движения в другие.

Однако с развитием физики и техники формулировка законов Природы, в том числе и закона сохранения энергии, все более и более уточняется, а его действие даже ограничивается.  Так, в одном из уточнений этого закона говорится, что он действует только  в замкнутой, да ещё макроскопической системе. В словаре-справочнике Е.С. Платунова с соавт. (2014) сказано: «Универсальный закон сохранения и превращения энергии – фундаментальный закон сохранения, в котором утверждается, что полная энергия изолированной (замкнутой) макроскопической системы остаётся постоянной при всех изменениях и превращениях, происходящих внутри системы». Более того, там же говорится, что этот закон значительно отличается от закона сохранения механической энергии, которая составляет лишь часть полной энергии тела. Отсюда следует, что авторы различают энергию тела и полную энергию тела. «Полная энергия включает в себя все известные формы движения материи. В частности, наряду с механической, в неё включаются все составляющие энергии теплового движения микрочастиц, все разновидности энергии взаимосвязей между электронами и нуклонами вещества, а также энергия элементарных частиц».

Пояснение к понятию замкнутая система. Она имеется:

1) в небольшом ограниченном пространстве – колбе, цилиндре и т.д. из которого энергия  выхода не имеет;

2) в колоссальном бесконечном  условно ограниченном пространстве, которым является Метагалактика.

Первой системы в Природе не существует, она искусственная, создаётся человеком, поэтому строить на её основании всемирный закон сохранения энергии некорректно. А ведь именно на основании этой системы и был сформулирован закон сохранения энергии. Вторая система в Природе существует и только к ней может быть применен закон сохранения энергии в классической формулировке. При этом все частные потери энергии, которые с ней могут происходить, компенсируются огромными масштабами  Метагалактики, в которой происходит обмен потоками энергии.

Приведенные в формулировке слова о том, что энергия переходит из одной формы в другую, подразумевают, что как в Природе, так и в жизни человека, она никуда не девается, не уменьшается, ни на что не расходуется. Однако, если бы энергия только и делала, что бесконечно переходила из одной формы в другую, и при этом её количество сохранялось неизменным, то человечество не знало бы с ней проблем, не тратило бы огромные деньги на её получение, поиски энергоносителей, не было бы многих войн и напряженных международных отношений. Включив электроплитку или мотор, они бы могли пользоваться ими бесконечно. Но так не бывает! Ошибочность приведенной формулировки связана с тем, что в ней отсутствует указание на то, что имеющееся количество энергии расходуется на выполнение каких-либо работ (механических, тепловых и др.), что вынуждает эту энергию постоянно пополнять.

Из сказанного следует, что существующая в энциклопедиях, справочниках и учебниках формулировка этого закона не верна. Классическая формулировка  сохранения энергии не учитывает одного очень важного обстоятельства, без которого она неверна.  Если в замкнутом пространстве находящаяся в нём энергия используется для совершения какой-либо работы, то потраченная на неё энергия никуда не переходит, будучи израсходованной, она просто исчезает. Кроме того, так как любое превращение энергии связано с работой, то часть энергии, пошедшая на её превращение, тоже исчезает. Т.о., даже и в этом случае классический закон сохранения энергии не верен. 

Если принять во внимание, что энергия материальна, а материя, состоящая из молекул, атомов и элементарных частиц, сама по себе неуничтожима, то приходится поинтересоваться, во что она превращается, что с ней происходит.

Если мы, к примеру, тратим кинетическую энергию на забивание гвоздя в дерево, то затраченная энергия расходуется на преодоление сопротивления дерева, в которое входит гвоздь, а её ничтожная часть – от 1 до 5% переходит в тепловую энергию. Входя в дерево, гвоздь уплотняет и разрушает его структуру, что нарушает его атомно-молекулярное строение, вызывает сдвиг электронных орбит и потерю  части электронов, тем самым изменяя его энергетику. Т.о., в этом случае после передачи кинетической энергии объекту происходит не просто изменение атомно-молекулярной структуры тела, но и его частичное разрушение, приводящее к уменьшению его полной энергии. Основная часть кинетической энергии, которая потрачена на работу исчезает, а ничтожная её часть, перешедшая в тепловую энергию, рассеивается в материале и окружающем пространстве. Т.о., только эта ничтожная часть потраченной энергии сохраняется и не уничтожается, а большая её часть действительно исчезает, т.к. затрачивается (расходуется) на выполнение работы! В этом примере закон сохранения энергии действует в отношении только её ничтожной части! Но и эта ничтожная часть энергии - тепловая - сохраняется только теоретически, а фактически она тоже исчезает, бесследно растворяясь в окружающем пространстве.  Всё сказанное вынуждает уточнить формулировку обсуждаемого закона, исправить выявленные ошибки.

Для исправления этих ошибок, закон сохранения энергии нуждается в новой формулировке, например, такой:

Энергия представляет собой первооснову мироздания, материальную субстанцию, существующую как составная часть материального мира, эволюционирующую в пространстве совместно с формами вещества, находящегося в разных агрегатных состояниях. Энергия в её разных формах не возникает, и возникнуть не может. Как и материя, энергия Метагалактики обладает свойством неуничтожимости.  Однако в условиях человеческой деятельности энергия может не только уменьшаться по объёму, количеству и мощности, но и исчезать. Это происходит в том случае, когда энергия расходуется на совершение какой-либо работы.

Следует отметить, что обнаружение неточности классического закона сохранения энергии, подтверждает не признанное пока научной общественностью положение о том, что все законы Природы действуют при строго определенных условиях (факторах) и, если хотя бы один из них не действует, сам закон не «работает» (Богословский М.М., 2016).

 

Литература

1. Ацюковский В.А. Общая эфиродинамика. Моделирование структур вещества и полей на основе представлений о газоподобном эфире. М.: Энергоатомиздат, 2003 – 261 с.

2. Блинов В.Ф. Физика материи. – М.: Изд. ЛКИ/URSS, 2007. – 157 с. Богословский М.М. Закон инерции и понятие массы нуждаются в пересмотре//PRoAtom. 27 января 2017. – С.

3. Богословский М.М., Тихонов М.Н. Закон всемирного притяжения в XXI веке // Актуальные проблемы современной науки, 2016, №5. С.39-47.

4. Бураго С.Г. Круговорот эфира во Вселенной. М.: КомКнига, 2005. – 200 с.

5. Бурлачков В.К.     Энергия. Время. Информация: эволюция научных представлений Москва: URSS : ЛИБРОКОМ, 2012. - 234 с/

6. Бухалов И.П.  Инерция и гравитация: в поисках решения проблемы физическая модель инерции и гравитационных взаимодействий, ее обоснование и построение теории /И.П. Бухалов. - Москва : URSS, 2007. - 151 с.

7. Волегов А.И. О силах инерции и гравитации (концептуальные заметки на основе классической физики). – Москва, 2011. - 18 с.

8. Заказчиков А.И. Возвращение эфира. Фундаментальные вопросы физики. М.: Компания Спутник+, 2001. – 228 с.

9. Ильин В.И. Физика за гранью фантастики. М.: Аргументы и факты, 1999. – 104 с.

10. Косинов Н.В. Физический вакуум и гравитация // Физический вакуум и природа. 2011. № 4. – С.85 – 88.

11. Мезенцев Л.Н. Волны. Эффект Допплера. Новосибирск.: НИПКиПРО, 2010. – 254 с.

12. Окунь Л.Б. Формула Эйнштейна Е0 = mс2 . «Не смеется ли Господь Бог?» // Успехи физических наук. 2008. - Т.178, №5. – С. 552.

13. Оханова А.М., Зимина Т.И. Энергия вакуума как альтернативный источник  энергии // В сборнике: Современное состояние и перспективы улучшения экологии и безопасности жизнедеятельности Байкальского региона "Белые ночи-2016" сборник статей Международной научно-технической конференции: в 2 томах. 2016. С. 362-367.

14. Платунов Е.С., Самолетов В.А., Буравой С.Е., Прошкин С.С. Физика. Словарь-справочник. СПб: Изд. Политехнического университета, 2014. - 798 с.

15. Розенталь И.Л., Чернин А.Д. Вселенная и Метагалактика. Физический вакуум – первоматерия Вселенной. 2002. – 8 с.

16. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. – М.: Изд. ЛКИ/URSS. Т.1-2. 2007. С.74)

17. Физика. Энциклопедия / Под ред. Ю.В.Прохорова. – М.: Большая Российская энциклопедия, 2003. – 944 с.

18. Цеплин Е.Е., Цеплина С.Н. Краткий справочник по физике. Уфа, 2009. – 65 с.

19. Эйнштейн А. Эфир и принцип относительности. Петроград, Научное книжное издательство, 1921. – С.27.

20. Adler C. Does mass really depend on velocity, dad? // American Journal of Physics/- 1987. - Vol.55. – P.739-742.

21. Taylor E., Wheeler J. Spacetime Physics. – San Francisco: W.H. Freeman and Co., 1966. - 132 p.

 

 
Связанные ссылки
· Больше про Физики и Мироздание
· Новость от Proatom


Самая читаемая статья: Физики и Мироздание:
Про АТОМ

Рейтинг статьи
Средняя оценка: 1.74
Ответов: 98


Пожалуйста, проголосуйте за эту статью:

Отлично
Очень хорошо
Хорошо
Нормально
Плохо

опции

 Напечатать текущую страницу Напечатать текущую страницу

"Авторизация" | Создать Акаунт | 6 Комментарии | Поиск в дискуссии
Спасибо за проявленный интерес

Re: К вопросу об энергии и законе её сохранения (Всего: 0)
от Гость на 01/07/2017
Всё, белочка к Богословскому пришла....
Будь я Гордоном, я бы посетовал, что проблема ноокосмогенеза не затронута. А в остальном бред очень яркий


[ Ответить на это ]


Re: К вопросу об энергии и законе её сохранения (Всего: 0)
от Гость на 01/07/2017
Диагноз правильный. А что Вы думаете об этом: Н.В. Петров
Волновая энтропия: физический смысл с позиции закона сохранения жизни


[
Ответить на это ]


Re: К вопросу об энергии и законе её сохранения (Всего: 0)
от Гость на 02/07/2017
Если буквально следовать этой формуле, то получается, что если тело (его масса) не обладает скоростью света (скорость света равна нулю), то у этого тела нет массы!!!

----------------------------


Откуда такой вывод следует? Все что на ноль перемножается равно нулю, ну - в крайнем случае Е будет рано нулю, но никак не масса...


[
Ответить на это ]


Re: К вопросу об энергии и законе её сохранения (Всего: 0)
от Гость на 04/07/2017
"Энергия, являющаяся мерой движения материи, является сама одной из форм существования материи, только более тонкой (фотонной) по составу" - Н.В. Петров


[
Ответить на это ]


Re: К вопросу об энергии и законе её сохранения (Всего: 0)
от Гость на 02/07/2017
У нас шеф говорил по поводу таких вот идей: - Накопилось у тебя внутри, не держи в себе, приходи на семинар и вываливай!  (Извините за двусмысленность :)


[
Ответить на это ]


Re: К вопросу об энергии и законе её сохранения (Всего: 0)
от Гость на 10/07/2017
Выход электронов из батарейки - смелая мысль!


[ Ответить на это ]






Информационное агентство «ПРоАтом», Санкт-Петербург. Тел.:+7(812)438-3277
E-mail: info@proatom.ru, webmaster@proatom.ru. Разрешение на перепечатку.
Сайт построен на основе технологии PHP-Nuke. Открытие страницы: 0.11 секунды
Рейтинг@Mail.ru