Является ли энергия способностью выполнять работу?

Вот мой аргумент против этого, второй закон термодинамики, по сути, говорит о том, что нет теплового двигателя, который мог бы взять всю часть энергии, которая была передана ему теплом, и выполнить работу на каком-то объекте. Итак, если мы не можем взять 100% тепловую энергию объекта и использовать ее для работы, как насчет тепловой энергии, которая отбрасывается в окружающую среду, можем ли мы использовать всю эту энергию для работы над объектом? Нет, если предполагается, что энергия - это способность выполнять работу, это противоречие.

Стив Бирнс

«Способность выполнять работу», безусловно, является паршивым определением энергии.

Это «просто» паршивое определение или неправильное определение? Я думаю, что это может быть либо, в зависимости от того, как именно слово «способность» интерпретируется. Но если слова интерпретируются так, как они бы звучали в повседневной речи и повседневной жизни, я бы сказал, что это неверное определение.

ОБНОВЛЕНИЕ - Каково определение энергии, которая не является паршивой?

Это сложная проблема. Определение вещи, которая существует в реальном мире (как вы делаете в физике), совершенно отличается от определения концепции в аксиоматической структуре (как вы делаете в математике).

Например, как вы «определяете» гору Эверест? Ну, вы точно не определяете это, вы просто описываете это! Вы описываете, где он находится, вы описываете, как он выглядит, вы описываете, как он высок, и т. Д. Поскольку существует только одна гора, которая обладает всеми этими свойствами, вы получаете «определение».

Аналогично, если я начну описывать энергию (то есть перечислять различные свойства энергии), я в конечном итоге получу определение энергии (потому что ничто, кроме энергии, не обладает всеми этими свойствами). Вот оно:

Ниже приведены примеры энергии: кинетическая энергия, электрическая потенциальная энергия, гравитационная потенциальная энергия, .

Фундаментальные законы физики одинаковы в каждый момент времени - вчера они были такими же, как сегодня. Этот факт подразумевает, согласно теореме Нётер, что в нашей вселенной существует консервативное количество . Это количество энергии.

Специальная теория относительности соотносит энергию с массой / инерцией.

Общая теория относительности связывает энергию с кривизной пространства-времени.

В квантовой механике энергия системы является ее собственным значением по отношению к гамильтонову оператору.

Что бы я ни забыл или не научился .

Все эти свойства взаимосвязаны, и из них вытекает совершенно точное и однозначное понимание того, что такое энергия.

(Я уверен, что некоторые люди будут утверждать, что одна точка пули является фундаментальным определением энергии, в то время как другие точки пули являются «просто» производными последствиями. Но вы должны знать, что это несколько произвольное решение. То же самое верно даже в математике. Какие аспекты «дифференцируемого многообразия» являются частью его определения и какие аспекты доказаны теоремами? Различные учебники не согласятся.)

Но можете ли вы свести это понимание энергии в одно предложение «определение», которое является технически правильным и простым для понимания? Ну, я не могу, и я сомневаюсь, что любой на земле может.

Крис Гериг

Второй закон, пересмотренный (как вы сделали) с точки зрения эффективности Карно, просто говорит, что идеальным сценарием является то, что вся энергия преобразуется в работу, в то время как в действительности происходит некоторое нагревание. Так что это не противоречит энергии, являющейся способностью выполнять работу.

Ваша фраза «энергия - это способность выполнять работу» обоснована теоремой «работа-энергия», т.е. W = △ К Е W знак равно △ К Е , Если вы не начали с кинетической энергии, то сначала используйте Закон сохранения энергии.

Anonymous

Мне всегда нравилось и использовалось определение энергии Фейнмана, сформулированное в «Лекциях Фейнмана» (передо мной нет конкретной ссылки, но в первом томе главы о сохранении энергии). Фейнман определяет энергию как число, которое не изменяется, поскольку Природа подвергается ее процессам. Конечно, таких чисел довольно много, но, тем не менее, энергия является одним из таких чисел. Вы также можете найти книгу Энергия, Тонкое понятие: открытие блоков Фейнмана от Лейбница до Эйнштейна Дженнифер Куперсмит полезной ссылкой.

Пол Дж. Ганс

Ваше утверждение Второго Закона неверно. Ваша версия должна звучать так: «не существует теплового двигателя, который мог бы взять всю часть энергии, которая была передана ему теплом, и выполнять работу над некоторым объектом в циклическом процессе ». (Мои добавленные слова выделены курсивом.)

Это, безусловно, правда, что в нециклическом процессе все тепло может быть преобразовано в работу. Подумайте о расширении газа в цилиндре с подвижным поршнем, поднимающим вес.

Что касается определения энергии, то определение ее как способности выполнять работу, по-видимому, является настолько хорошим определением, насколько легко можно получить.