L'énergie cinétique est l'énergie de mouvement d'un corps. En conséquence, si nous avons un objet qui a au moins une certaine masse et au moins une certaine vitesse, alors il possède de l'énergie cinétique. Cependant, relativement différents systèmes référence, cette énergie cinétique pour un même objet peut être différente.

Exemple. Il y a une grand-mère qui, par rapport à la Terre de notre planète, est au repos, c'est-à-dire ne bouge pas et, disons, assise à un arrêt de bus, attendant son bus. Alors, par rapport à notre planète, son énergie cinétique est nulle. Mais si vous regardez la même grand-mère depuis la Lune ou depuis le Soleil, par rapport à laquelle vous pouvez observer le mouvement de la planète et, par conséquent, cette grand-mère, qui se trouve sur notre planète, alors la grand-mère aura déjà de l'énergie cinétique par rapport à ce qui est mentionné corps célestes. Et puis le bus arrive. Cette même grand-mère se lève rapidement et court prendre la place qui lui revient. Désormais, par rapport à la planète, elle n'est plus au repos, mais elle est plutôt en mouvement. Cela signifie qu’il possède de l’énergie cinétique. Et plus la grand-mère est grosse et rapide, plus son énergie cinétique est grande.

Il existe plusieurs types fondamentaux d’énergie – les principales. Je vais vous parler par exemple des mécaniques. Celles-ci incluent l'énergie cinétique, qui dépend de la vitesse et de la masse de l'objet, et l'énergie potentielle, qui dépend de l'endroit où vous prenez le niveau d'énergie potentielle zéro et de la position où se trouve cet objet par rapport au niveau d'énergie potentielle zéro. Autrement dit, l’énergie potentielle est une énergie qui dépend de la position d’un objet. Cette énergie caractérise le travail effectué par le champ dans lequel se trouve l'objet en le déplaçant.

Exemple. Vous portez une énorme boîte dans vos mains et tombez. La boîte est par terre. Il s'avère que votre niveau zéro d'énergie potentielle se situera donc au niveau du sol. Alors partie supérieure la boîte aura plus d'énergie potentielle car elle est plus haute que le sol et au-dessus du niveau d'énergie potentielle zéro.

Il est stupide de parler d'énergie sans évoquer la loi sur sa conservation. Ainsi, selon la loi de conservation de l'énergie, ces deux types d'énergie, qui décrivent l'état d'un objet, ne viennent de nulle part et ne disparaissent nulle part, mais se transforment seulement l'un dans l'autre.

Voici un exemple. Je tombe du haut d'une maison, ayant initialement une énergie potentielle par rapport au sol au moment précédant le saut, et mon énergie cinétique est négligeable, nous pouvons donc l'assimiler à zéro. J'arrache donc les pieds de la corniche et mon énergie potentielle commence à diminuer, à mesure que la hauteur à laquelle je me trouve diminue de plus en plus. Au même moment, en tombant, j'acquiers progressivement de l'énergie cinétique, à mesure que je tombe à une vitesse toujours croissante. Au moment de la chute, j'ai déjà une énergie cinétique maximale, mais l'énergie potentielle est nulle, ce genre de choses.

Désignant « action ». Vous pouvez appeler une personne énergique qui bouge, crée un certain travail, peut créer, agir. Les machines créées par l’homme, les êtres vivants et la nature possèdent également de l’énergie. Mais c'est dans vie ordinaire. De plus, il en existe une stricte qui a défini et désigné de nombreux types d'énergie - électrique, magnétique, atomique, etc. Cependant, nous allons maintenant parler de l'énergie potentielle, qui ne peut être considérée indépendamment de l'énergie cinétique.

Énergie cinétique

Cette énergie, selon les concepts de la mécanique, est possédée par tous les corps qui interagissent les uns avec les autres. Et dans dans ce cas nous parlons de sur le mouvement des corps.

Énergie potentielle

A=Fs=Ft*h=mgh, ou Ep=mgh, où :
Ep - énergie potentielle du corps,
m - poids corporel,
h est la hauteur du corps au-dessus du sol,
g est l'accélération de la chute libre.

Deux types d'énergie potentielle

L'énergie potentielle est de deux types :

1. Énergie dans la position relative des corps. Une pierre suspendue a une telle énergie. Il est intéressant de noter que le bois ordinaire ou le charbon ont également un potentiel énergétique. Ils contiennent du carbone non oxydé qui peut s'oxyder. Pour faire simple, le bois brûlé peut potentiellement chauffer l’eau.

2. Énergie de déformation élastique. Les exemples incluent ici une bande élastique, un ressort comprimé ou un système « os-muscle-ligament ».

L'énergie potentielle et l'énergie cinétique sont interdépendantes. Ils peuvent se transformer l'un en l'autre. Par exemple, si une pierre est vers le haut, lorsqu’elle se déplace, elle possède d’abord de l’énergie cinétique. Lorsqu'il atteint un certain point, il gèle pendant un moment et gagne de l'énergie potentielle, puis la gravité le tire vers le bas et l'énergie cinétique réapparaît.

Énergie cinétique et potentielle.

Énergie cinétique d'un corps est une mesure de son mouvement mécanique et est déterminé par le travail qui doit être effectué pour provoquer un mouvement donné du corps. Si une force F agit sur un corps au repos et le fait bouger avec une vitesse v, alors elle fonctionne et l'énergie du corps en mouvement augmente de la quantité de travail dépensée. Ainsi, le travail effectué par la force F sur un chemin qui corps passé pendant le temps d'augmentation de la vitesse de 0 à v, va augmenter l'énergie cinétique du corps, c'est-à-dire dA = dT .

Utiliser la notation scalaire de la deuxième loi de Newton F = mdv/dt et multiplier les deux côtés de l'égalité par le déplacement ds, nous obtenons

Parce que

Ainsi, pour un corps de masse T, se déplacer à grande vitesse v,énergie cinétique

D'après la formule (12.1), il ressort clairement que l'énergie cinétique dépend uniquement de la masse et de la vitesse du corps, c'est-à-dire que l'énergie cinétique du système est fonction de l'état de son mouvement.

Lors de la dérivation de la formule (12.1), il a été supposé que le mouvement était considéré dans un référentiel inertiel, car autrement il serait impossible d'utiliser la loi de Newton. Dans différents systèmes de référence inertiels se déplaçant les uns par rapport aux autres, la vitesse du corps et, par conséquent, son énergie cinétique ne seront pas les mêmes. Ainsi, l'énergie cinétique dépend du choix du référentiel.

Énergie potentielle- une partie de l'énergie mécanique totale du système, déterminée par la position relative des corps et la nature des forces d'interaction entre eux.

Supposons que l'interaction des corps s'effectue à travers des champs de force (par exemple, un champ de forces élastiques, un champ forces gravitationnelles), caractérisé par le fait que le travail effectué par les forces agissant lors du déplacement d'un corps d'un
position à une autre, ne dépend pas de la trajectoire le long de laquelle ce mouvement s'est produit, mais dépend uniquement des positions initiale et finale. De tels champs sont appelés potentiels et les forces qui y agissent sont appelées conservatrices. Si le travail effectué par une force dépend de la trajectoire du mouvement du corps d’un point à un autre, alors ces forces sont dites dissipatives ; un exemple en est les forces de friction.

Un corps, étant dans un champ de forces potentiel, a une énergie potentielle P, qui est déterminée jusqu'à une constante arbitraire. Cependant, cela ne se reflète pas dans les lois physiques, puisqu'elles incluent soit la différence des énergies potentielles dans deux positions du corps, soit la dérivée de P par rapport aux coordonnées. Par conséquent, l'énergie potentielle d'une certaine position du corps est considérée comme égale à zéro (un niveau de référence zéro est choisi) et l'énergie des autres positions est mesurée par rapport au niveau zéro.

L'énergie potentielle d'un corps est généralement déterminée par le travail qui serait effectué par des forces externes agissant sur lui, surmontant les forces conservatrices d'interaction, le faisant passer de l'état final, où l'énergie potentielle est nulle, à une position donnée. Le travail des forces conservatrices appliquées à un corps est égal à la variation de l'énergie potentielle de ce corps, prise avec le signe opposé, c'est-à-dire

puisque le travail est effectué en raison de la perte d’énergie potentielle.

Parce que le travail dA est le produit scalaire de la force F et du déplacement dr, alors l'expression (12.2) peut s'écrire

Par conséquent, si la fonction P(r) est connue, alors (12.3) détermine complètement la force F en amplitude et en direction. Dans le cas des forces conservatrices

ou sous forme vectorielle

où le symbole grad P désigne la somme

(12.5)

où je, j, k sont des vecteurs unitaires des axes de coordonnées. Le vecteur défini par l'expression (12.5) est appelé le gradient du scalaire P. Pour cela, avec la notation grad P, la notation Ñ P (« nabla ») désigne un vecteur symbolique appelé opérateur de Hamilton ou. opérateur nabla :

(12.6)

La forme spécifique de la fonction P dépend de la nature du champ de force. Par exemple, l'énergie potentielle d'un corps de masse m élevé à une hauteur h au-dessus de la surface de la Terre est égal à

, (12.7)

Où h- hauteur, mesurée à partir du niveau zéro, pour laquelle P 0 = 0. L'expression (12.7) découle directement du fait que l'énergie potentielle est égale au travail de la gravité : lorsqu'un corps tombe d'une hauteur hà la surface de la Terre.

L'origine étant choisie arbitrairement, l'énergie potentielle peut avoir une valeur négative (l'énergie cinétique est toujours positive !). Si l'on prend l'énergie potentielle d'un corps allongé à la surface de la Terre comme nulle, alors l'énergie potentielle d'un corps situé au bas du pouf (profondeur h"),

Dans le paragraphe précédent, il a été constaté que lorsque des corps interagissant les uns avec les autres par la force d'élasticité ou de gravité effectuent un travail, la position relative des corps ou de leurs parties change. Et lorsque le travail est effectué par un corps en mouvement, sa vitesse change. Mais lorsque le travail est terminé, l’énergie des corps change. De là, nous pouvons conclure que l'énergie des corps interagissant par élasticité ou par gravité dépend de la position relative de ces corps ou de leurs parties. L'énergie d'un corps en mouvement dépend de sa vitesse.

L’énergie que possèdent les corps en raison de leur interaction les uns avec les autres est appelée énergie potentielle. L’énergie que possèdent les corps suite à leur mouvement est appelée énergie cinétique.

Par conséquent, l'énergie possédée par la Terre et le corps situé à proximité est l'énergie potentielle du système Terre-corps. Par souci de concision, il est d'usage de dire que cette énergie est possédée par le corps lui-même, situé près de la surface de la Terre.

L'énergie d'un ressort déformé est aussi de l'énergie potentielle. Elle est déterminée par la disposition relative des spires du ressort.

L'énergie cinétique est l'énergie du mouvement. Un corps qui n’interagit pas avec d’autres corps peut posséder de l’énergie cinétique.

Les corps peuvent avoir à la fois de l’énergie potentielle et de l’énergie cinétique. Par exemple, un satellite terrestre artificiel possède de l’énergie cinétique parce qu’il se déplace et de l’énergie potentielle parce qu’il interagit avec la force. gravité universelle avec la Terre. Un poids en chute possède également de l’énergie cinétique et potentielle.

Voyons maintenant comment calculer l'énergie dont dispose un corps dans un état donné, et pas seulement sa variation. À cette fin, il est nécessaire de sélectionner un état spécifique parmi différents états d'un corps ou d'un système de corps, avec lequel tous les autres seront comparés.

Appelons cet état « l’état zéro ». Alors l'énergie des corps dans n'importe quel état sera égale au travail effectué

lors du passage de cet état à l’état bullet. (Évidemment, à l'état zéro l'énergie du corps est égale à celle d'une balle.) Rappelons que le travail effectué par la gravité et la force élastique ne dépend pas de la trajectoire du corps. Cela dépend uniquement de ses positions initiale et finale. De même, le travail effectué lorsque la vitesse d’un corps change dépend uniquement de la vitesse initiale et finale du corps.

Cela ne fait aucune différence quel état des corps choisir comme zéro. Mais dans certains cas, le choix de l’état zéro s’impose. Par exemple, lorsqu’on parle de l’énergie potentielle d’un ressort déformé élastiquement, il est naturel de supposer que le ressort non déformé est à l’état zéro. L'énergie d'un ressort non déformé est nulle. L’énergie potentielle du ressort déformé sera alors égale au travail que ce ressort ferait s’il se trouvait dans un état non déformé. Lorsqu'on s'intéresse à l'énergie cinétique d'un corps en mouvement, il est naturel de prendre pour zéro l'état du corps dans lequel sa vitesse est nulle. Nous obtenons l’énergie cinétique d’un corps en mouvement si nous calculons le travail qu’il effectuerait s’il s’arrêtait complètement.

Il en va tout autrement lorsqu'il s'agit de l'énergie potentielle d'un corps élevé à une certaine hauteur au-dessus de la Terre. Cette énergie dépend bien entendu de la hauteur d’élévation du corps. Mais il n’existe pas de choix « naturel » de l’état zéro, c’est-à-dire de la position du corps à partir de laquelle sa hauteur doit être comptée. Vous pouvez choisir comme zéro l'état du corps lorsqu'il se trouve au sol d'une pièce, au niveau de la mer, au fond d'un puits, etc. Il est seulement nécessaire de les compter lors de la détermination de l'énergie d'un corps à différentes hauteurs. hauteurs à partir d'un même niveau dont la hauteur est prise nulle. Alors la valeur de l'énergie potentielle du corps à une hauteur donnée sera égale au travail qui serait effectué lorsque le corps passerait de cette hauteur au niveau zéro.

Il s'avère que, selon le choix de l'état zéro, l'énergie d'un même corps a différentes significations! Il n’y a aucun mal à cela. En effet, pour calculer le travail effectué par un corps, il faut connaître la variation d’énergie, c’est-à-dire la différence entre deux valeurs d’énergie. Et cette différence ne dépend en rien du choix du niveau zéro. Par exemple, afin de déterminer à quel point le sommet d’une montagne est plus haut qu’une autre, peu importe d’où la hauteur de chaque sommet est mesurée. Il est seulement important qu'elle soit mesurée à partir du même niveau (par exemple, à partir du niveau de la mer).

La variation de l'énergie cinétique et potentielle des corps est toujours égale en valeur absolue au travail effectué par les forces agissant sur ces corps. Mais il existe une différence importante entre les deux types d’énergie. La variation de l'énergie cinétique d'un corps lorsqu'une force agit sur lui est en effet égale au travail effectué par cette force, c'est-à-dire qu'elle coïncide avec lui tant en valeur absolue qu'en signe. Cela découle directement du théorème sur

énergie cinétique (voir § 76). Le changement dans l'énergie de réchauffement des corps est égal au travail effectué par les forces d'interaction, uniquement en valeur absolue, et en signe il lui est opposé. En fait, lorsqu’un corps affecté par la gravité descend, un travail positif est effectué et l’énergie potentielle du corps diminue. Il en va de même pour un ressort déformé : lorsqu'un ressort étiré se contracte, la force élastique effectue un travail positif et l'énergie potentielle du ressort diminue. Rappelons qu'un changement dans une quantité est la différence entre la valeur ultérieure et précédente de cette quantité. Par conséquent, lorsque le changement d’une quantité augmente, ce changement a un signe positif. A l’inverse, si une quantité diminue, sa variation est négative.

Exercice 54

1. Dans quels cas un corps a-t-il de l'énergie potentielle ?

2. Dans quels cas un corps possède-t-il de l'énergie cinétique ?

3. Quelle énergie possède un corps en chute libre ?

4. Comment l'énergie potentielle d'un corps affecté par la gravité change-t-elle à mesure qu'il se déplace vers le bas ?

5. Comment l'énergie potentielle d'un corps affecté par la force élastique ou la gravité changera-t-elle si, après avoir suivi une trajectoire, le corps revient à son point de départ ?

6. Comment le travail effectué par une source est-il lié au changement de son énergie potentielle ?

7. Comment l’énergie potentielle d’un ressort change-t-elle lorsqu’un ressort non contraint est étiré ? Est-ce qu'ils serrent ?

8. La balle est suspendue à un ressort et oscille. Comment l’énergie potentielle d’un ressort change-t-elle lorsqu’il monte et descend ?

L’énergie est ce qui rend la vie possible non seulement sur notre planète, mais aussi dans l’Univers. Cependant, cela peut être très différent. Ainsi, la chaleur, le son, la lumière, l'électricité, les micro-ondes, les calories sont différents typesénergie. Cette substance est nécessaire à tous les processus qui se déroulent autour de nous. Tout sur Terre reçoit la majeure partie de son énergie du Soleil, mais il existe d'autres sources. Le soleil transmet à notre planète autant que 100 millions de centrales électriques les plus puissantes en produiraient en même temps.

Qu’est-ce que l’énergie ?

La théorie avancée par Albert Einstein examine la relation entre la matière et l'énergie. Ce grand scientifique a pu prouver la capacité d’une substance à se transformer en une autre. Il s'est avéré que l'énergie est la plus facteur important l'existence des corps, et la matière est secondaire.

L’énergie est, dans l’ensemble, la capacité d’effectuer une sorte de travail. C'est elle qui est à l'origine du concept de force capable de déplacer un corps ou de lui conférer de nouvelles propriétés. Que signifie le terme « énergie » ? La physique est une science fondamentale à laquelle de nombreux scientifiques ont consacré leur vie différentes époques et pays. Aristote a également utilisé le mot « énergie » pour désigner l’activité humaine. Traduit de langue grecque« énergie » est « activité », « force », « action », « puissance ». La première fois que ce mot est apparu, c’était dans le traité d’un scientifique grec intitulé « Physique ».

Dans le sens désormais généralement accepté, ce terme a été introduit dans l'usage par le physicien anglais This événement marquant s'est produit en 1807. Dans les années 50 du XIXème siècle. Le mécanicien anglais William Thomson a été le premier à utiliser le concept d'« énergie cinétique » et, en 1853, le physicien écossais William Rankine a introduit le terme « énergie potentielle ».

Aujourd’hui, cette quantité scalaire est présente dans toutes les branches de la physique. C'est une mesure unique diverses formes mouvement et interaction de la matière. En d’autres termes, cela représente une mesure de la transformation d’une forme en une autre.

Unités de mesure et symboles

La quantité d'énergie est mesurée. Cette unité spéciale, selon le type d'énergie, peut avoir différentes désignations, par exemple :

W est l'énergie totale du système.
Q - thermique.
U - potentiel.

Types d'énergie

Dans la nature, il y en a beaucoup différents typesénergie. Les principaux sont :

mécanique;
électromagnétique;
électrique;
chimique;
thermique;
nucléaire (atomique).

Il existe d'autres types d'énergie : lumineuse, sonore, magnétique. DANS dernières années Un nombre croissant de physiciens penchent pour l’hypothèse de l’existence d’une énergie dite « sombre ». Chacun des types de cette substance répertoriés précédemment a ses propres caractéristiques. Par exemple, l’énergie sonore peut être transmise à l’aide d’ondes. Ils contribuent à la vibration des tympans des oreilles des personnes et des animaux, grâce à laquelle les sons peuvent être entendus. Lors de diverses réactions chimiques L'énergie nécessaire à la vie de tous les organismes est libérée. Tout carburant, nourriture, piles, batteries sont un stockage de cette énergie.

Notre étoile donne de l'énergie à la Terre sous forme d'ondes électromagnétiques. C'est la seule façon pour elle de surmonter l'immensité de l'Espace. Grâce à technologies modernes comme les panneaux solaires, nous pouvons l'utiliser avec le plus grand effet. L’énergie excédentaire inutilisée est accumulée dans des installations spéciales de stockage d’énergie. Outre les types d’énergie ci-dessus, les sources thermales, les rivières, les océans et les biocarburants sont souvent utilisés.

Énergie mécanique

Ce type d’énergie est étudié dans la branche de la physique appelée « Mécanique ». Il est désigné par la lettre E. Il se mesure en joules (J). Quelle est cette énergie ? La physique mécanique étudie le mouvement des corps et leur interaction entre eux ou avec des champs extérieurs. Dans ce cas, l'énergie due au mouvement des corps est appelée cinétique (notée Ek), et l'énergie due aux champs externes est appelée potentielle (Ep). La somme du mouvement et de l'interaction est le total énergie mécanique systèmes.

Pour calculer les deux types, il y a règle générale. Pour déterminer la quantité d’énergie, il faut calculer le travail nécessaire pour transférer le corps de l’état zéro à l’état donné. De plus, plus il y a de travail, plus le corps aura d'énergie dans un état donné.

Séparation des espèces selon différentes caractéristiques

Il existe plusieurs types de partage d'énergie. Par différents signes il est divisé en : externe (cinétique et potentiel) et interne (mécanique, thermique, électromagnétique, nucléaire, gravitationnel). L'énergie électromagnétique, à son tour, est divisée en énergie magnétique et électrique, et l'énergie nucléaire en énergie d'interactions faibles et fortes.

Cinétique

Tout corps en mouvement se caractérise par la présence d’énergie cinétique. On l’appelle souvent la force motrice. L'énergie d'un corps en mouvement est perdue lorsqu'il ralentit. Ainsi, plus la vitesse est rapide, plus l’énergie cinétique est grande.

Lorsqu'un corps en mouvement entre en contact avec un objet immobile, une partie cinétique est transférée à ce dernier, le provoquant ainsi son déplacement. La formule de l’énergie cinétique est la suivante :

Ek = mv 2 : 2,
où m est la masse du corps, v est la vitesse de déplacement du corps.

En mots, cette formule peut s'exprimer ainsi : l'énergie cinétique d'un objet est égale à la moitié du produit de sa masse par le carré de sa vitesse.

Potentiel

Ce type d'énergie est possédé par des corps qui se trouvent dans une sorte de champ de force. Ainsi, le champ magnétique se produit lorsqu'un objet est exposé à un champ magnétique. Tous les corps sur Terre possèdent une énergie gravitationnelle potentielle.

Selon les propriétés des objets d'étude, ils peuvent avoir différents types d'énergie potentielle. Ainsi, les corps élastiques et élastiques capables de s'étirer ont une énergie potentielle d'élasticité ou de tension. Tout corps en chute qui était auparavant immobile perd son potentiel et acquiert une cinétique. Dans ce cas, l’ampleur de ces deux types sera équivalente. Dans le champ gravitationnel de notre planète, la formule de l'énergie potentielle aura la forme suivante :

E p = mhg,
où m est le poids corporel ; h est la hauteur du centre de masse corporelle au-dessus du niveau zéro ; g est l'accélération de la chute libre.

En mots, cette formule peut s'exprimer ainsi : l'énergie potentielle d'un objet en interaction avec la Terre est égale au produit de sa masse, de l'accélération de la gravité et de la hauteur à laquelle il se trouve.

Cette quantité scalaire est une caractéristique de la réserve d'énergie d'un point matériel (corps) situé dans un champ de force potentiel et utilisée pour acquérir de l'énergie cinétique grâce au travail des forces de champ. Parfois, on l'appelle fonction de coordonnées, qui est un terme du langrangien du système (la fonction de Lagrange du système dynamique). Ce système décrit leur interaction.

L'énergie potentielle est égale à zéro pour une certaine configuration de corps situés dans l'espace. Le choix de la configuration est déterminé par la commodité des calculs ultérieurs et est appelé « normalisation de l’énergie potentielle ».

Loi de conservation de l'énergie

L’un des postulats les plus fondamentaux de la physique est la loi de conservation de l’énergie. Selon lui, l'énergie n'apparaît de nulle part et ne disparaît nulle part. Il change constamment d'une forme à l'autre. En d’autres termes, seul un changement d’énergie se produit. Ainsi, par exemple, énergie chimique La batterie de la lampe de poche est convertie en énergie électrique, puis en lumière et en chaleur. Divers appareils électroménagers convertir l'électricité en lumière, en chaleur ou en son. Le plus souvent, le résultat final du changement est la chaleur et la lumière. Après cela, l’énergie va dans l’espace environnant.

La loi de l'énergie peut expliquer l'affirmation de nombreux scientifiques selon laquelle le volume total d'énergie dans l'Univers reste constamment inchangé. Personne ne peut à nouveau créer de l’énergie ou la détruire. Lors de la production d’un de ses types, les gens utilisent l’énergie du carburant, de l’eau qui tombe et d’un atome. Dans ce cas, un type se transforme en un autre.

En 1918, les scientifiques ont pu prouver que la loi de conservation de l'énergie est une conséquence mathématique de la symétrie de translation du temps - la valeur de l'énergie conjuguée. En d’autres termes, l’énergie est conservée parce que les lois de la physique ne diffèrent pas selon les moments.

Caractéristiques énergétiques

L'énergie est la capacité du corps à travailler. Dans les systèmes physiques fermés, il est conservé tout au long du temps (tant que le système est fermé) et représente l'une des trois intégrales additives du mouvement qui conservent leur valeur pendant le mouvement. Ceux-ci incluent : l'énergie, le moment L'introduction du concept d'« énergie » est appropriée lorsque système physique homogène dans le temps.

Énergie interne des corps

C'est la somme des énergies des interactions moléculaires et des mouvements thermiques des molécules qui le composent. Il ne peut pas être mesuré directement car il s’agit d’une fonction unique de l’état du système. Chaque fois qu'un système se trouve dans un état donné, son énergie interne a une valeur inhérente, quelle que soit l'histoire de son existence. Changement d'énergie interne pendant la transition d'un condition physique dans un autre, il est toujours égal à la différence entre ses valeurs dans les états final et initial.

Énergie interne du gaz

En plus des solides, les gaz contiennent également de l’énergie. Il représente l'énergie cinétique du mouvement thermique (chaotique) des particules du système, qui comprennent les atomes, les molécules, les électrons et les noyaux. Énergie interne le gaz parfait (modèle mathématique des gaz) est la somme énergies cinétiques ses particules. Dans ce cas, le nombre de degrés de liberté est pris en compte, c'est-à-dire le nombre de variables indépendantes qui déterminent la position de la molécule dans l'espace.

Chaque année, l’humanité consomme de plus en plus de ressources énergétiques. Le plus souvent, les hydrocarbures fossiles comme le charbon, le pétrole et le gaz sont utilisés pour obtenir l’énergie nécessaire à l’éclairage et au chauffage de nos maisons, au fonctionnement des véhicules et de divers mécanismes. Ils appartiennent à des ressources non renouvelables.

Malheureusement, seule une petite partie de l'énergie de notre planète provient de ressources renouvelables telles que l'eau, le vent et le soleil. À ce jour, ils densité spécifique dans le secteur de l'énergie, ce chiffre n'est que de 5 %. Les gens reçoivent 3 % supplémentaires sous forme d’énergie nucléaire produite dans les centrales nucléaires.

Ils disposent des réserves suivantes (en joules) :

énergie nucléaire - 2 x 10 24 ;
énergie du gaz et du pétrole - 2 x 10 23 ;
la chaleur interne de la planète est de 5 x 10 20.

Valeur annuelle des ressources renouvelables de la Terre :

énergie solaire - 2 x 10 24 ;
vent - 6 x 10 21 ;
rivières - 6,5 x 10 19 ;
marées marines - 2,5 x 10 23.

Ce n'est qu'avec une transition opportune de l'utilisation des réserves d'énergie non renouvelables de la Terre vers des réserves d'énergie renouvelables que l'humanité aura une chance de vivre une existence longue et heureuse sur notre planète. Pour mettre en œuvre des développements avancés, les scientifiques du monde entier continuent d'étudier attentivement les différentes propriétés de l'énergie.