28Вн́утрішня ене́ргія тіла
Вн́утрішня ене́ргія тіла кр (позначається як E або U) — повна енергіятермодинамічної системиза винятком їїкінетичної енергіїяк цілого іпотенціальної енергіїтіла в полі зовнішніх сил. Внутрішня енергія складається з кінетичної енергії хаотичного рухумолекул, потенціальної енергії взаємодії між ними івнутрішньомолекулярної енергії.
Внутрішня енергія є однозначною функцією рівноважного станусистеми. Це означає, що кожний раз, коли система опиняється в даному рівноважному стані, її внутрішня енергія приймає властиве цьому стану значення, незалежно від передісторії системи. Отже, зміна внутрішньої енергії при переході з одного стану в інший буде завжди дорівнювати різниці значень в цих станах, незалежно від шляху, по якому здійснювався перехід. Внутрішню енергію тіла не можна виміряти напряму. Можна визначити тільки зміну внутрішньої енергії:
,
де
—кількість
теплоти, передана термодинамічній
системі,
—робота,
виконана над термодинамічною системою[1]
або:
,
де
,
робота виконана термодинамічною
системою.
Пе́рший зако́н термодина́міки — одне з основних положень термодинаміки, є, по суті, законом збереженняенергіїу застосуванні дотермодинамічних процесів. Перший закон термодинаміки сформульований в середині19 століттяв результаті робітСаді Карно,Юліуса фон Маєра,Джеймса Прескотта ДжоуляіГермана фон Гельмгольца. Перший початок термодинаміки часто формулюють як неможливість існуваннявічного двигуна1-го роду, який здійснював би роботу, не черпаючи енергію з якого-небудь джерела.Перший закон термодинаміки
Зміна внутрішньої енергіїзакритої системи, яка відбувається врівноважному процесіпереходу системи із стану 1 в стан 2, дорівнює сумі роботи, зробленої над системою зовнішніми силами, і кількості теплоти, наданої системі: ΔU = A' + Q. Робота здійснена системою над зовнішніми тілами в процесі 1->2 (Назвемо її просто А) A=-A', тоді закон приймає вигляд:
.
Кількість теплоти, що надається системі, витрачається на зміну внутрішньої енергіїсистеми і на здійснення системою роботи проти зовнішніх сил.
Для елементарної кількості теплотиδQ; елементарної роботи δA і малої зміни dU внутрішньої енергії перший закон термодинаміки має вигляд:
Вíчний двиѓун (perpetuum mobile) — ідеальний двигун, задуманий так, що, будучи запущеним один раз, буде працювати постійно і не вимагатиме додаткового надходження енергії. Подібний пристрій вступає в протиріччя з двома законамитермодинаміки:
енергіяне може бути ні створена, ні зруйнована (закон збереження енергії)
теплотане може перетікати від холоднішого об'єкта до теплішого.
У результаті всім реальним двигунам потрібне постійне постачання енергією, і жодна теплова машина не може перетворювати все тепло в корисну роботу.
Історично розрізняють різни типи вічних двигунів.
Вічний двигун першого роду за задумом повинен був би виконувати роботу, не отримуючи енергії. Він суперечить закону збереження енергії
30. ЭНЕРГЕТИЗМ – философское учение, в основе которого лежит представление об энергии как субстанциальной и динамической первооснове мира. Получило развитие в конце 19 – нач. 20 в. преимущественно в трудах ученых-естественников. Наиболее известным и последовательным теоретиком энергетизма был немецкий ученый В.Оствальд. Согласно ему, «все явления природы могут быть подчинены понятию энергии». Понятие материи Оствальд заменил понятием «комплекса различных энергий, подчиненных пространству»; при этом пространство рассматривалось как энергия потенциальная. Философская система Оствальда имела сенсуалистский характер, а ощущение интерпретировалось как разница кинетических энергий. Отсутствие ощущений означало равенство этой разницы нулю. В этике регулятором у Оствальда служит «энергетический императив», где «этическое» синонимично «минимальным энергетическим потерям», в т.ч. и потерям ментальной энергии, что близко к идее экономии умственной работы Э.Маха.
Истоки энергетизма восходят к естественно-научным открытиям сер. 19 в., прежде всего к закону сохранения энергии. Само введение термина «энергетизм», равно как и первое рассмотрение энергии как основы всех взаимодействий, принадлежит М.Дж.Ранкину, который, опираясь на закон сохранения и превращения энергии, развил в 1855 общую теорию, названную им «наукой энергетики». В ней все физические явления трактуются через изменения актуальной и потенциальной энергии. Другим предшественником Оствальда считается Э.Хельма, который в 1887 написал обзор развития понятия энергии, где также подчеркивалась ее основополагающая роль. Энергетический подход к взаимодействию человека и природы развивал С.И.Подолинский.
В физике к интенциям энергетизма близки как идея эквивалентности массы и энергии в специальной теории относительности А.Эйнштейна, так и корпускулярно-волновой дуализм Л. де Бройля, а также идея всеобъемлющей континуалистской теории взаимодействий без дополнительных допущений ad hoc, выразившаяся в теории бутстрепа Дж.Чью.
В середине XIX в. в физике было обосновано один из ее важнейших принципов - принцип сохранения энергии. Он дал возможность с единого взгляда объяснить многие физических процессов, которые к тому считались существенно разными и независимыми друг от друга. В физике возник чрезвычайно эффективный метод познания, который называется энергетическим (термодинамическим или феноменологическим) и широко применялся во второй половине XIX в. в описательной (феноменологической) термодинамике.
Таким образом, попытки подать энергию как фундаментальную философскую категорию безосновательное и не выдерживает критики. Понятие энергии не преодолевает противоположности материи и сознания, а, наоборот, является попыткой запутать, завуалировать эти противоположности. Неправомерные попытки также физической точки зрения подать энергию единственным объектом физического исследования, они являются результатом метафизической абсолютизации роли энергетического метода в физическом исследовании.
Труды А. Эйнштейна и М. Смолуховского по изучению броуновского движения окончательно доказали реальное существование атомов и молекул. В. Оствальд, который за несколько лет до этого объявил, что через 50 лет атомы будут только в «пыли библиотек», вынужден был признать реальное существование их - в «пыли библиотек» оказался энергетизм, а не атомы.