Термодинамика - формы энергии и процессы ее преобразования в природных и технологических системах |
01-01-2021 |
По выражению современного американского ученого-эколога Ю. Г. Одум, экология - это «биология окружающей среды». Поскольку основной задачей современной биологии является познание жизни как особой формы движения энергии материи, то именно термодинамика имеет непосредственное отношение к экологии, является средством труда эколога. Более того, термодинамика - наука, без которой не может обойтись ни один химик, физик, технолог, экономист, медик и даже журналист. Именно эта наука дает возможность каждому образованному человеку понять реальный мир энергетических процессов и материальных преобразований в окружающей среде, живых организмах и производственных технологиях. Итак, термодинамика - наука о формах энергии, процессы ее взаимопревращения и изменения состояния естественных экологических и искусственно созданных технологических систем. Вопреки распространенному мнению о чрезвычайной «сложность» термодинамики она базируется на простых и очевидных выводах из наблюдений природы и на относительно несложных исследованиях реальных объектов и явлений, которые путем четких логических обобщений объединены в научную теорию, которая адекватно отражает фундаментальные законы природы. Энергия, теплота, температура и работа В любом учебнике или справочнике можно прочесть: «Энергия - обобщенная мера движения материи». Понятно, что надо было сказать точнее: не «мира», а характеристика, т.е. физическая величина движения, поскольку степени будет ее единица - джоуль. Итак, «энергия» не является объектом или явлением, а лишь его характеристикой? Именно такое определение мы дали в предыдущем разделе. С другой стороны, мы знаем, что энергию производят, передают, измеряют ее количество. Возникает вопрос: характеристику явления или же явление отражает термин «энергия»? Ответ таков: и первое, и второе зависимости от контекста и дефиниции его омонимов. К сожалению, в науке такие коллизии не единичны и это требует внимательности. Да и само явление «энергия» не простое. Относительно этого у физиков популярным выражение: «Гораздо легче измерить, чем точно знать, что измеряется». Однако по сознательного отношения ко всем разночтений термина «энергия» мы не несем существенных неудобств. В термодинамике энергия, тепло и работа являются характеристиками того же явления - движения материи в различных ее формах, величина которого по закону сохранения материи и энергии при преобразовании последнего в новую форму не меняется. Вспомним, что, забивая гвоздь в твердую древесину, мы замечали, что он нагревается. Это объясняют тем, что кинетическая энергия молотка (работа как форма движения) превращается в тепловую энергию гвоздя. Из школьного курса физики мы знаем, что теплота обусловлена движением атомов (или молекул). Так может температура является мерой энергии движения атомов? Если так, то зачем пользоваться двумя физическими величинами - «температура» и «энергия»? Что же, собственно, характеризует температура? Попробуем ответить на этот вопрос. Количественную характеристику температуры, которую измеряем термометром, мы фиксируем через другую физическую величину - длину.
Другие статьи по теме: Механизмы ведущих мостов
Суперкомпьютеры, доступные всем
Программный комплекс «sapr_100_w»
Гильзорезательные машины
Редукторы, вариаторы
Добавить комментарий: |