Как работа связана с энергией

Формула потенциальной энергии

Определение

Потенциальной энергией называют часть механической энергии совокупности тел (тела), которая зависит от взаимного расположения частей системы (конфигурации) и положения во внешнем поле сил.

Потенциальная энергия определяется работой, совершаемой потенциальными силами, которые действуют на все части системы, если система переходит из исследуемой конфигурации к состоянию, в котором считают потенциальную энергию равной нулю.

А именно работа консервативных сил равна убыли потенциальной энергии. Начало отсчета потенциальной энергии делают произвольно. Эмпирически представляется возможным измерение только изменения потенциальной энергии.

Начало отсчета потенциальной энергии делают так, чтобы упрощалось решение конкретной задачи.

Потенциальная энергия является скаляром. Чаще всего потенциальную энергию обозначают: Ep,Wp, U.

Потенциальную энергию системы (Ep) можно разделить на внешнюю: (Epvnesh) и внутреннюю потенциальныеэнергии Epvnesh . Тогда:

где Epvnesh получается как результат воздействия на систему со стороны тел, которые в рассматриваемую систему не входят.Epvnutr – вызвана взаимодействием разных частей составляющих систему.

Epvnutr является функцией координат всех материальных точек системы;Epvnesh помимо координат может в явном виде зависеть от времени.

Выражения для потенциальной энергии

Потенциальная энергия материальной точки находящейся в потенциальном поле сил определяют формулой:

где Y – силовая функция, C – постоянная интегрирования.

Консервативная сила (), которая действует на материальную точку связана спотенциальной энергией соотношением:

где или – оператор Гамильтона (оператор набла).

В случае нестационарных консервативных сил потенциальная энергия материальной точки является функцией координат ивремени (Ep=Ep(x,y,z,t)).

Внутренняя потенциальная энергия системы – алгебраическая сумма потенциальных энергий (Ep(ik))взаимодействия всех пар точек системы:

где , –потенциальные силы с которыми взаимодействуютi–я и k-я точки системы. Если тело является твёрдым, то Epvnutr=const, тогда считают, что:

Частные случаи формул для потенциальной энергии

Потенциальная энергия упруго деформированного в случае линейного растяжения тела наx равна:

где k – коэффициент упругости.

Потенциальная энергия точки в поле гравитации Земли:

где m – масса материальной точки, M – масса Земли, R – радиус Земли. G – гравитационная постоянная.При этом полагают, что при потенциальная энергия равна нулю .

Потенциальная энергия тела поднятого над Землей на расстояние много меньшее, чем радиус Земли равна:

где m – масса тела, g- ускорение свободного падения, h — высота поднятия тела ( от некоторого условно нулевого уровня,где потенциальная энергия считается равной нулю).

Единицы измерения потенциальной энергии

Основной единицей измерения кинетической энергии (как и любого другого вида энергии) в системе СИ служит Дж (джоуль), в системе СГС – эрг. При этом: 1 дж = 107 эрг.

Примеры решения задач

Пример

Задание. Материальная точка перемещается в положительном направлении оси X (x>0)в поле консервативных сил, потенциальная энергия которых задана графиком (рис.1). Как изменится в процессе движения модуль ускорения?

Решение. Исходя из графика на рис.1 можно записать уравнение, которое свяжет потенциальную энергию и координату материальной точки в ходе перемещения:

где A – некоторая постоянная.

В качестве основы для решения задачи используем формулу, связывающую консервативную силы и потенциальную энергию:

Для движения по оси X, которое представлено в нашей задаче выражение (1.2) примет вид:

Соответственно (1.1) и (1.3) модуль силы, действующей на материальную точку равен:

По второму закону Ньютона модуль силы может быть найден как:

Значит, получим выражение для ускорения рассматриваемой материальной точки:

Ответ. Из полученного выражения для ускорения материально точки в заданном поле можно сделать вывод, что ускорение по модулю не изменяется.

Пример

Задание. Какую работу совершают над материальной точкой силы поля, если частица переходит из точки имеющей координаты (1;1;1) в точку с координатами (2;2;2). При этом потенциальная энергия частицы задана функцией: . Учтите, что потенциальная энергия задана в Дж, а координаты в метрах.

Решение. Потенциальная энергия определяется работой, совершаемой потенциальными силами, а именно работа консервативных сил равна убыли потенциальной энергии:

Используя условия задачи, найдем Ep1 и Ep2:

Получаем:

(Дж)

Ответ. (Дж)

Читать дальше: Формула силы притяжения.

Вы поняли, как решать? Нет?

Источник: https://www.webmath.ru/poleznoe/formules_21_6_potencialnaja_jenergija.php

Практикум по психотерапии (32)

Бейтсон подчеркивает еще один аспект конгруэнтности кодов в живых системах — аспект «дополнительной энергии». Дополнительная энергия связана с тем фактом, что во многих динамических системах (например, биологических и социальных) все элементы обладают собственным источником энергии. За счет этого система усложняется, поскольку энергия проходит через нее не по предсказуемому, механическому пути.

К примеру, бильярдные шары на столе не имеют собственной дополнительной энергии. В подобной системе энергия обеспечивается силой удара кия по одному из шаров. Распределение энергии по сталкивающимся шарам вполне предсказуемо.

Чтобы объяснить, как именно усложняется и теряет предсказуемость взаимодействие между элементами живой системы, обладающими собственными источниками энергии, Грегори Бейтсон проводил аналогию с кэрролловской Алисой, которая пыталась играть в крокет, используя ежика в качестве мяча, а фламинго — в качестве клюшки.

Бейтсон указывал также, что если вы ударили по мячу, вы можете с достаточной точностью определить, куда он полетит, если рассчитаете угол удара, количество приложенной силы, трение поверхности и т. д. Однако если вы под тем же углом, с той же силой и на той же поверхности пнули собаку, гораздо сложнее будет предсказать, чем все это кончится, поскольку собака обладает собственной «дополнительной энергией».

Законы Ньютона лишь отчасти применимы к живым системам, каждый элемент которых обладает собственным источником энергии. Дополнительная энергия высвобождается скорее благодаря различиям и информации, чем как следствие силы, приложенной к системе. Чрезвычайно слабый стимул окружения способен высвободить огромный объем дополнительной энергии. Услышав свисток, голодная собака затрачивает огромное количество энергии, чтобы вернуться домой на обед.

Привлекательная дама, подмигнув своему поклоннику, придает ему немало энергии. Вспомните, как похищение Елены Троянской послужило причиной многолетней войны. Труды Карла Маркса подтолкнули многих людей к революции. Вообще, убеждения являются хорошим примером того, как информация мобилизует энергию. Многие специалисты по естественным наукам до сих пор ошибочно полагают, что живые системы функционируют механически, а не под действием дополнительной энергии.

Например, традиционная западная медицина ограничивается механическими аспектами терапии. Примером применения механического мышления к живым системам является понятие «рефлекторной дуги» Павлова. Многие социальные, политические и психологические проблемы, омрачающие нашу жизнь, также появились в результате применения механического мышления к живым системам. Коллатеральная энергия игнорируется и в тех случаях, когда ради социальных изменений используется сила, принуждение и манипуляция.

Некоторые люди склонны рассматривать с механистической точки зрения даже методы НЛП. Так, например, процесс установки якорей можно воспринимать либо в терминах механической причинно-следственной связи, либо как использование дополнительной энергии. Элементы любой техники НЛП не имеют ничего общего со сталкивающимися бильярдными шарами. Скорее, работа с людьми напоминает нам то, как Алиса играла в крокет.

Конгруэнтность кода в моделировании поведения

Значимость применения принципа конгруэнтности кода в моделировании поведения можно проиллюстрировать историей, которая произошла «в дни юности» НЛП. Бэндлер и Гриндер решили провести «Семинар по моделированию», во время которого планировали смоделировать работу Вирджинии Сатир. Согласно программе двухдневного семинара, в первое утро Вирджиния должна была работать с семьей, демонстрируя собственный подход к семейной терапии.

После полудня Бэндлер и Гриндер должны были размышлять над ее работой и заниматься описанием ряда ключевых лингвистических и поведенческих паттернов, использованных терапевтом в ходе сессии. На следующее утро Вирджинии предстояло работать с другой семьей, а вторая половина дня была отведена для заключительных выводов и замечаний. Как рассказывают, в первое утро Вирджиния отлично поработала с семьей.

После обеда Бэндлер и Гриндер пытались найти объяснение тому, как именно Вирджинии удавалось поставить «якоря» различным членам семьи с помощью невербальных ключей, вводить людей в различные состояния, создавать и стимулировать различные реакции у членов этой семьи. На следующее утро сессия со следующей семьей превратилась в какой-то кошмар.

Вирджиния была недовольна своей работой, семья осталась крайне неудовлетворенной, публика испытала разочарование и замешательство. Типичный вывод, который можно было сделать в этой ситуации, — «знать, что ты делаешь», опасно, поскольку это знание начинает мешать тебе. Однако понятие «конгруэнтности кода», предложенное Бейтсоном, позволяет дать инциденту другое толкование.

Бэндлер и Гриндер охарактеризовали действия Вирджинии механистически, в терминах причины и следствия, приписав терапевту контроль над ситуацией. Вероятнее всего, сама Вирджиния, осознавая это или нет, думала о себе иначе.

С этой точки зрения, ее неудачное поведение на второе утро было вызвано не только тем, что она сознавала собственные действия, но еще и тем, что код, использованный при моделировании этих действий, не был конгруэнтен структуре того, что происходило в действительности.

[Джон Гриндер рассказывает также, что, когда Бейтсон впервые прочел их с Бэндлером работу «Гипнотические техники Милтона Эриксона» (Hypnotic Techniques of Milton Erickson), он отодвинул книгу от себя со словами: «Дешевая эпистемология», — поскольку способ Эриксона использовать в работе языковые возможности был изложен слишком механистично.

] Вероятно, каждому из нас доводилось испытывать, как способность понимать и говорить о том, что до сих пор осуществлялось бессознательно и интуитивно, намного расширяла наши возможности, усиливала восхищение собой и тем мастерством, которого мы достигли. Вероятно, каждому знакомо и ощущение того, что знание о прежде не осознанных действиях способно вызывать своего рода застенчивость и помешать нашей работе.

Бейтсон сказал бы, что разница заключается в конгруэнтности кода, с помощью которого мы описываем собственные действия. Когда модель не конгруэнтна коду, происходит что-то вроде «забивания квадратного колышка в круглую дыру». Заметьте, что конгруэнтность кода никак не связана с «точностью» передачи содержания кода или модели. Код может быть абсолютно метафоричным и, тем не менее, «конгруэнтным» тому процессу, который он представляет. Значимым аспектом конгруэнтности кода является то, что взаимосвязи между элементами и событиями модели должны быть конгруэнтны взаимосвязям между элементами и событиями, составляющими моделируемую нами систему.

К титульной странице Вперед Назад

Источник: https://www.booksite.ru/localtxt/nlp/mod/eli/rov/ani/nlp/robert_dilts/32.htm

Сила энергии человека | Жизненная энергия человека

Каждому известно, что всем на свете движет энергия. Полноценная и счастливая жизнь зависит от внутренней, биологической энергии. Она отвечает за то, чтобы вы могли справляться со всеми задачами, как ежедневными, так и направленными на будущее. Сила энергии человека — это топливо, уровень которого нужно поддерживать и повышать.

В связи с этим возникает немало вопросов: как увеличить невидимый энергетический объем? Что будет, если он ослабеет? Как повысить это значение, чтобы жизнь била ключом каждый день. Ответы на эти вопросы заключают в себе секрет успеха и здоровья, как физического, так и психологического.

Что такое внутренний стимул жизни человека? С точки зрения философии — это сила, которая движет всей нашей жизнью, дает возможность осуществлять задуманное и радоваться каждому дню. Принцип жизненных источников можно свести к биохимии, характеризуя ее как обобщенность всех необходимых компонентов для правильного протекания физиологических процессов.

В целом организм получает топливо из еды, но внутренняя энергия — это более сложная структура, которая имеет много нюансов. Мы постоянно слышим разговоры о «духовной пище». Многие мыслители считают, что именно она является источником получения силы и желания жить. На основе мнений философов и биофизиков можно сделать вывод, что энергия жизни — важное явление, без которого никто не может существовать.

Больше всего о внутренней энергетике говорят те, кто занимается эзотерикой, йогой и духовными практиками, схожими с индуизмом. В этом мировоззрении внутренняя сила — это вполне осязаемая вещь, которую мы получаем от окружающей среды. Солнце, земля, растения и люди, все, что находится вокруг нас, делится частичкой себя.

Согласно более точным наукам для полноценного и здорового существования недостаточно удовлетворять только физиологические потребности. Нужна подпитка других внутренних потоков. Это обстоятельство значительно отличает нас от зверей. Сильный дух и энергетика позволяют добиваться любых целей. Потому важно укреплять и повышать свой внутренний уровень энергии.

Определить, что ваш духовный уровень истонченный и слабый очень просто. Есть ряд верных признаков, указывающих на это.

Вялость и сонливость в течении дня, несмотря на достаточное время сна.
Потеря концентрации при выполнении задачи, которая требует каких-либо усилий. Даже самые простые занятия могут казаться невыполнимыми.
Апатия и склонность к частым депрессиям.
Частые вспышки злости и агрессии в ответ на любой ментальный или телесный контакт.
Уныние без видимых на то причин, отсутствие чувства юмора.
Повышенная склонность к тревогам и волнениям.

ЭТО ИНТЕРЕСНО: На каком расстоянии от забора можно ставить электрический столб

Если вы находите у себя эти симптомы — значит пора пополнить уровень заряда. К слову, определить ваш внутренний потенциал и склонность к истощению энергетики можно с помощью ДНК-исследования. Достижения ученых в этой области позволяют читать информацию, заложенную в нас на генетическом уровне. Энергия тела человека тоже относится к этим данным. Первую классификацию жизненная энергия получила благодаря древним философским и религиозным учениям, особенно индуизму. Эти труды выделили семь основных тел сознания и организма:

Физическое. То, что мы видим, глядя на себя в зеркало.
Эфирное. Здесь и заключается жизненная энергетика.
Астральное. В этой сфере расположены наши эмоции.
Ментальное. Место, где зарождается любая мысль.
Кармическое. Определение судьбы и последствий поступков.
Буддхическое. Душа каждого из нас.
Атмическое. Уровень духа и жизненные цели.

Все тела нашего существования связаны между собой. Только гармоничное развитие каждой стороны дадут возможность быть счастливым и полноценным членом любого общества. В современном мире очень много факторов, которые могут разрушать энергетические устои личности. Нужно прилагать усилия, чтобы противостоять этим влияниям негатива. Все мы устроены так, что можем получать подпитку практически из всего, что нас окружает. Вопрос только в том, чтобы уметь отделять полезные ресурсы от вредных и губительных. Это умение стоит развивать в себе каждый день. Тогда энергия тела человека будет достаточно крепкой, чтобы справляться со всеми жизненными аспектами. Это касается не только препятствий, для восприятия положительных эмоций также очень важна здоровая энергетика. Восполнять недостающее количество единиц силы нужно вдумчиво. В первую очередь помните, что взаимосвязь между физической и ментальной стороной личности очень крепкая. Чтобы дать тонус физическому телу — нужна хорошая еда. Для подсознания и нервной системы тоже нужна еда, но иного характера.

Не верьте тем, кто говорит, что для любого достаточно только солнечного света чтобы существовать. Любой физический организм нуждается в еде. Но к питанию нужно относится серьезно и без фанатичности. Помните, человек должен есть чтобы жить, а не жить чтобы есть.

Пищеварительная система не должна быть перегруженной, чтобы не мешать вам чувствовать себя легко и быть здоровым. Питайтесь часто, но небольшими порциями. Отдавайте предпочтение кашам, свежим овощам и фруктам, морской рыбе. Эти продукты дают быструю подпитку для организма. Более плотная еда, как мясо, орехи и бобовые насыщают на более долгое время. Их стоит есть перед длительными поездками или делами, которые не дадут вам времени для перекуса.

Сон

В идеале каждый должен спать 7-8 часов в сутки. Но будем честными, мало кому доступна такая роскошь. Слишком быстрый и напряженный ритм жизни лишает нас такой важной вещи как здоровый сон. Это негативно сказывается на энергетических потоках внутри человека. В результате организм не успевает восстановить все ресурсы, израсходованные за день.

Эту ситуацию мы сами часто усугубляем просмотрами фильмов и сериалов вместо полноценного сна. Такое поведение приводит к тревожности, раздражительности и повышенной склонности к стрессам.

Чтобы не допустить подобных последствий, выделяйте как минимум 4 дня в неделю, когда вы будете спать не менее 7 часов. Откажитесь от использования любой цифровой техники за час до сна. Лучше это время потратить на чтение книги, духовные упражнения или йогу. Так вы сможете более четко настроиться на отдых, который принесет необходимое расслабление и телу, и подсознанию.

Прогулки и спорт

Кислород, поступающий в организм, помогает ускорить все обменные процессы. Это же касается и обновления внутренней энергии. Потому очень важно давать своему телу достаточно воздуха. Возьмите за правило устраивать ежедневные прогулки в парке. Уделяйте этому занятию не менее 30-40 минут. Очень правильно выходить на такой променад вечером, это даст дополнительный отдых и возможность оставить весь негатив за пределами дома.

Занятия спортом помогаю значительно развивать не только физическую силу, но и самодисциплину. Это очень важно для поддержания высокого уровня внутренней гармонии. Выбирайте тот вид спорта, к которому у вас есть предрасположенность. Помните, что выбирать бег если вас тянет к плаванию в корне неправильно.

Медитация

Лучший способ познать свое тело и привести в порядок внутреннюю гармонию — это медитация. Ее принцип заключается в том, чтобы научится руководить своими мыслями. Обретя это умение вы сможете ограждать себя от любого нежелательного влияния извне. Кроме этого, происходит урегулирование конфликтов, которые могут происходить внутри, где энергия пересекается с остальными аспектами личности. Умение договориться с собой не менее важно, чем взаимодействовать с другими.

Упражнения для восстановления энергии человека

Восполнить утраченную энергетику можно с помощью особых упражнений. Почти все они взяты из йоги, поскольку именно она считается лучшим средством регулировки энергетических потоков.

Дыхание «треугольник». Нужно сделать вдох, задержать дыхание на несколько секунд и спокойно выдохнуть. Постепенно увеличивайте время задержки дыхания, но следите, чтобы это не причиняло дискомфорта.
Дыхательное упражнение Бхастрика. Сделайте глубокий вдох и резкий выдох, после вдохните как вы дышите обычно и снова резко выдохните. Чередуйте эти действия, всего нужно выполнить 30 вдохов-выдохов. После наберите максимальное количество воздуха через нос и задержите дыхание так надолго, как только сможете. Выдыхать после этого следует очень медленно.
Представьте спокойный и солнечный день. Поднимите руку и заставьте почувствовать себя, как солнце опускается в вашу ладонь. Сосредоточьте внимание на ощущение тепла и ласки от солнечных лучей. Она становится жидкой, а после снова поднимается в небо. Уделите этому упражнению не менее минуты.
Закройте глаза и представьте, что вы стоите босиком на прохладной земле. Из нее выходят потоки силы, которые по вашим ногам поднимаются и наполняют все тело. Оно начинает светится. Закрепите эту картинку в воображении и побудьте в таком состоянии как можно дольше.

Избегайте энергетических вампиров

угроза вашей внутренней силы — это энергетические вампиры. Этот тип людей привык получать недостающие ресурсы от других. Часто это происходит бессознательно, но не редкость и вполне осознанный незримый вампиризм. Важно научится выделять таких особей и сводить общение с ними до минимума.

Явный признак энергетического вампира — ему хорошо рядом с теми, кому плохо. Если в обычной обстановке это ничем не примечательные люди, то стоит им оказаться рядом с источником всплеска энергии, их самих наполняет внутренний свет. Самую сильную подпитку для них дает гнев, страх, психологическая боль. Общение с ними утомляет и истощает.

Заключение

Важно следить за уровнем своей внутренней энергетики. Она напрямую связана с физическим и психологическим здоровьем. Недостаточное количество этого ресурса приводит к развитию новых болезней и обострению хронических. Контролируя уровень наполненности жаждой жить, любой способен менять свою судьбу и будущее. Успех и благополучие невозможны для того, кто запустил или растратил все энергетические потоки.

Источник: https://mygenetics.ru/blog/neyrogenetika/sila-energii-cheloveka/

Первый закон термодинамики = Закон сохранения энергии, внутренняя энергия, тепло, работа, энтальпия, энтропия

Энергия не может быть создана или уничтожена (закон сохранения энергии), она лишь переходит из одного вида в другой в различных физических процессах. Отсюда следует, что внутренняя энергия изолированной системы остается неизменной.
Количество теплоты, полученное системой, идет на изменение ее внутренней энергии и совершение работы против внешних сил.
Изменение внутренней энергии системы при переходе ее из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданной системе и не зависит от способа, которым осуществляется этот переход.
Изменение внутренней энергии неизолированной термодинамической системы равно разности между количеством теплоты, переданной системе, и работой, совершенной системой над внешними силами.

Первый закон термодинами гласит, что энергия не может быть создана или уничтожена. Таким образом, энергия системы (замкнутой) — постоянна.

Тем не менее, энергия может быть передана от одного элемента системы другому. Рассмотрим замкнутую систему, изолированную от остальных. Передача энергии между различными подсистемами в ней может быть описана как :

E1 = E2
- где
- E1 = начальная энергия
- E2 = конечная энергия

Внутрення энергия (в термодинамике) включает :

Кинетическую энергию движения атомов
Потенциальную энергию хранящуюся в химических связях
Гравитационную энергию системы

Первый закон является основой для термодинамической науки и инженерного анализа.

Базируется на возможных типах обмена (энергии), ниже приведены 3 типа систем:

пред — изолированные системы (isolated systems): отсутствует обмен элементами системы или энергией
закрытые системы (closed systems): отсутствует обмен элементами системы, но присутствует некоторый обмен энергией
открытые системы (open systems): возможен обмен как элементами системы, так и энергией

Первый закон термодинамики помогает использовать ключевые концепции внутренней энергии (internal energy), тепла (heat), и работы системы (system work). которые широко используются в описании тепловых систем (heat engines).

Внутренняя энергия ( Internal Energy) — Внутренняя энергия определяется как энергия случайных, находящихся в неупорядченном движении молекул. Энергия молекул находится в диапазоне от высокой, необходимой для движения, до заметной лишь с помощью микроскопа энергии на молекулярном или атомном уровне. Например, у стакана с водой комнатной температы, стоящего на столе нет, на первый взгляд, никакой энергии: ни кинетической, ни потенциальной относительно стола. Но, с помощью микроскопа становится заметна «бурлящая» масса быстро двигающихся молекул. Если выплеснуть воду из стакана, эта микроскопическая энергия не обязательно заметно изменится, когда мы усредним добавленную кинетическую энергию на все молекулы воды.
Тепло — Тепло может быть определено, как энергия, передаваемая от объекта с более высокой температурой к объекту с менее высокой температурой. Сам по себе объект не обладает «теплом»; соответствующий термин для микроскопической энергии объекта — внутренняя энергия. Внутренняя энергия может увеличиваться путем переноса энергии к объекту от объекта, имеющего температуру выше — этот процесс называется нагревом.
Работа — Когда работа совершается термодинамической системой (чаще всего это газ, который совершает работу), то работа совершенная газом при постоянном давлении определяется как : W = p dV, где W — работа, p — давление, а dV -изменение объема. В случаях когда давление не является постоянным, работа может быть представлена интегральным образом, как площадь поверхности под кривой в координатах давление, объем, которые представляют происходящий процесс.

Изменение внутренней энергии системы равно теплу (добавленному системе) минус работа, совершенная системой

dE = Q — W
- где
- dE = изменение внутренней энергии
- Q = добавленное тепло
- W =работа системы

1й закон не дает информации о характере процесса и не определяет конечного состояния равновесия. Интуитивно мы понимаем, что энергия переходит от объекта с более высокой температурой к объекту с менее высокой температурой. Таким образом, 2й закон нам нужен для получения информации о характере процесса.

Энтальпия —

это «термодинамический потенциал » используемый в химической термодинамике реакций и не циклических процессов.
однозначная функция состояния термодинамической системы при независимых параметрах энтропии и давления, связана с внутренней энергией соотношением, приведенным ниже.
это свойство вещества, указывающее количество энергии, которую можно преобразовать в теплоту.

Энтальпия определяется как:

H = U + PV
- где
- H = энтальпия
- U = внутренняя энергия
- P = давление
- V = объем системы

При постоянном давлении изменение энтальпии равно количеству теплоты, подведенной к системе, поэтому энтальпию часто называют тепловой функцией или теплосодержанием. В состоянии термодинамического равновесия энтальпия системы минимальна.
Энтальпия является точно измеряемым параметром, когда определены способы выражения трех других поддающихся точному определению параметров формулы выше.

Энтропия.

Термин «энтропия» — величина, характеризующая степень неопределенности системы. Однако, в термодинамике это понятие используется для определения связанной энергии системы. Энтропия определяет способность одной системы влиять на другую. Когда объекты пересекают нижнюю границу энергетического уровня необходимого для воздействия на окружающую среду, энтропия возрастает. Энтропия тесно связана со вторым законом термодинамики.

Энтропия (обычно обозначается S), функция состояния термодинамической системы, изменение которой dS в равновесном процессе равно отношению количества теплоты dQ, сообщенного системе или отведенного от нее, к термодинамической температуре Т системы.

в символьном виде записывается, как

dS=(dQ)/T
- где
- dS — изменение энтропии термодинамической системы
- dQ — количество теплоты, сообщенное системе
- T — термодинамическая температура системы

Неравновесные процессы в изолированной системе сопровождаются ростом энтропии, они приближают систему к состоянию равновесия, в котором S максимальна (закон неубывания энтропии). Для вселенной в целом энтропия возрастает.

Источник: https://dpva.ru/Guide/GuidePhysics/GuidePhysicsHeatAndTemperature/Thermodynamics/TheFirstLawOfThermodynamics/

Энергия внутри нас

Теплопередача. Примеров процесса теплопередачи множество — нагревание чайника на плите, оконного подоконника в солнечный день и т.п. Однако никакая работа здесь не совершается.

Изменение внутренней энергии тела без совершения работы называется теплопередачей (или теплообменом). Существует три вида теплопередачи: теплопроводность, конвекция и излучение.

Теплопроводность — это процесс теплообмена между телами (или частями тела) при их непосредственном контакте. Теплопроводность вещества зависит от его агрегатного состояния, пористости и других качеств. Ручки чайников, кастрюль делают из пластмассы, так как она обладает плохой теплопроводностью. Мех животных из-за плохой теплопроводности предохраняет их от охлаждения зимой и перегрева летом.

Конвекция представляет собой теплопередачу нагретыми потоками жидкости или газа от одних участков занимаемого ими объёма в другие. Конвекция невозможна в твёрдых телах. Примеры проявления конвекции: циркуляция воздуха в отапливаемой комнате, центральное водяное отопление, ветры, морские течения и т. д.

Теплообмен при излучении осуществляется на расстоянии посредством электромагнитных волн, которые излучает любое нагретое тело. Так, вся энергия, получаемая Землёй от Солнца, передается путём лучеиспускания. Тепло от костра передаётся человеку путём излучения энергии, так как теплопроводность воздуха мала, а конвекционные потоки направлены вверх.

Способ 2

Механическая работа. Изменение внутренней энергии тела происходит под действием силы трения. Как мы поступаем, когда зимой на улице замерзают руки? Мы трём их, то есть совершаем работу над руками и они нагреваются, а значит, увеличивается их внутренняя энергия.

Внутренняя энергия тела может измениться, если тело деформировать. Например, ударить, надавить, сжать, скрутить, растянуть и т. д. При этом изменяются расстояния между частицами, из которых оно состоит, следовательно, изменяется потенциальная энергия взаимодействия частиц.

При неупругих деформациях, кроме того, изменяется температура тела, то есть изменяется скорость отдельных частей тела (следовательно, и кинетическая энергия движения частиц).

Например, если кусок алюминиевой проволоки быстро изгибать в одном и том же месте то в одну, то в другую сторону, то это место нагреется.

Источник: https://oyla.xyz/article/energia-vnutri-nas

Кинетическая и потенциальная энергии

Энергия — важнейшее понятие в механике. Что такое энергия. Существует множество определений, и вот одно из них.

Что такое энергия?

Энергия — это способность тела совершать работу.

Кинетическая энергия

Рассмотрим тело, которое двигалось под действием каких-то сил изменило свою скорость с v1→ до v2→. В этом случае силы, действующие на тело, совершили определенную работу A.

Работа всех сил, действующих на тело, равна работе равнодействующей силы.

Fр→=F1→+F2→

A=F1·s·cosα1+F2·s·cosα2=Fрcosα.

Установим связь между изменением скорости тела и работой, совершенной действующими на тело силами. Для простоты будем считать, что на тело действует одна сила F→, направленная вдоль прямой линии. Под действием этой силы тело движется равноускоренно и прямолинейно. В этом случае векторы F→, v→, a→, s→ совпадают по направлению и их можно рассматривать как алгебраические величины.

Работа силы F→ равна A=Fs. Перемещение тела выражается формулой s=v22-v122a. Отсюда:

A=Fs=F·v22-v122a=ma·v22-v122a

A=mv22-mv122=mv222-mv122.

Как видим, работа, совершенная силой, пропорционально изменению квадрата скорости тела.

Определение. Кинетическая энергия

Кинетическая энергия тела равна половине произведения массы тела на квадрат его скорости.

EK=mv22.

Кинетическая энергия — энергия движения тела. При нулевой скорости она равна нулю.

Теорема о кинетической энергии

Вновь обратимся к рассмотренному примеру и сформулируем теорему о кинетической энергии тела.

Теорема о кинетической энергии

Работа приложенной к телу силы равна изменению кинетической энергии тела. Данное утверждение справедливо и тогда, когда тело движется под действием изменяющейся по модулю и направлению силы.

A=EK2-EK1.

Таким образом, кинетическая энергия тела массы m, движущегося со скоростью v→, равна работе, которую сила должна совершить, чтобы разогнать тело до этой скорости.

A=mv22=EK.

Чтобы остановить тело, нужно совершить работу

A=-mv22=-EK

Потенциальная энергия

Кинетическая энергия — это энергия движения. Наряду с кинетической энергией есть еще потенциальная энергия, то есть энергия взаимодействия тел, которая зависит от их положения.

Опиши задание

Например, тело поднято над поверхностью земли. Чем выше оно поднято, тем больше будет потенциальная энергия. Когда тело падает вниз под действием силы тяжести, эта сила совершает работу. Причем работа силы тяжести определяется только вертикальным перемещением тела и не зависит от траектории.

Важно!

Вообще о потенциальной энергии можно говорить только в контексте тех сил, работа которых не зависит от формы траектории тела. Такие силы называются консервативными.

Примеры консервативных сил: сила тяжести, сила упругости.

Когда тело движется вертикально вверх, сила тяжести совершает отрицательную работу.

Рассмотрим пример, когда шар переместился из точки с высотой h1 в точку с высотой h2.

При этом сила тяжести совершила работу, равную

A=-mg(h2-h1)=-(mgh2-mgh1).

Эта работа равна изменению величины mgh, взятому с противоположным знаком.

Величина ЕП=mgh — потенциальна энергия в поле силы тяжести. На нулевом уровне (на земле) потенциальная энергия тела равна нулю.

Определение. Потенциальная энергия

Потенциальная энергия — часть полной механической энергии системы, находящейся в поле консервативных сил. Потенциальная энергия зависит от положения точек, составляющих систему.

Можно говорить о потенциальной энергии в поле силы тяжести, потенциальной энергии сжатой пружины и т.д.

Работа силы тяжести равна изменению потенциальной энергии, взятому с противоположным знаком.

A=-(EП2-EП1).

Ясно, что потенциальная энергия зависит от выбора нулевого уровня (начала координат оси OY). Подчеркнем, что физический смысл имеет изменение потенциальной энергии при перемещении тел друг относительно друга. При любом выборе нулевого уровня изменение потенциальной энергии будет одинаковым.

При расчете движения тел в поле гравитации Земли, но на значительных расстояниях от нее, во внимание нужно принимать закон всемирного тяготения (зависимость силы тяготения от расстояния до цента Земли). Приведем формулу, выражающую зависимость потенциальной энергии тела.

EП=-GmMr.

Здесь G — гравитационная постоянная, M — масса Земли.

Потенциальная энергия пружины

Представим, что в первом случае мы взяли пружину и удлинили ее на величину x. Во втором случае мы сначала удлинили пружину на 2x, а затем уменьшили на x. В обоих случаях пружина оказалась растянута на x, но это было сделано разными способами.

При этом работа силы упругости при изменении длины пружины на x в обоих случаях была одинакова и равна

Aупр=-A=-kx22.

Величина Eупр=kx22 называется потенциальной энергией сжатой пружины. Она равна работе силы упругости при переходе из данного состояния тела в состояние с нулевой деформацией.

Источник: https://zaochnik.com/spravochnik/fizika/zakony-sohranenija-v-mehanike/kineticheskaja-i-potentsialnaja-energii/

Что такое пищевая энергия

Получаемая энергия должна покрывать индивидуальный расход энергии, соответствующий массе тела, телосложению, физической активности и хорошему здоровью. Дополнительная энергия нужна детям – для роста, беременным – для откладывания в тканях, кормящим матерям – для производства молока.

Суточный расход энергии состоит из следующих компонентов:

Расход энергии на базовый (основной) обмен веществ (PAV), то есть расход энергии в состоянии покоя, или базовый расход энергии нужен для дыхания, работы сердца, поддержания температуры тела и других жизненно необходимых функций.
Расход энергии на пищеварение и усвоение пищи – количество энергии, необходимое для переваривания пищи и усвоения содержащихся в ней питательных веществ.
Расход энергии в связи с физической деятельностью

Расход энергии измеряется в килоджоулях [кДж] (1 кДж = 0,24 ккал; 1 ккал = 4,184 кДж). В Эстонии для расчетов энергетической ценности и рекомендаций преимущественно используют килокалории.

Расход энергии в среднем больше у мужчин, чем у женщин. Это обусловлено в основном различиями между полами в росте и телосложении. Исходя из уровня физической активности (PAL), фактическая потребность в энергии двух людей одного пола, возраста и одинаковых параметров может сильно различаться.

PAL 1,4 – сидячая работа, минимум физической активности в свободное время
PAL 1,6 – сидячая работа с легкой физической деятельностью, минимум физической активности в свободное время
PAL 1,8 – работа, требующая как стояния, так и активного движения, в свободное время физическая активность также высокая

Уровень физической активности подавляющего большинства людей 1,4; у более подвижных – 1,6. И только немногие (особо активные в спорте) люди достигают уровня 1,8.

Расход энергии (преимущественно PAV) увеличивают или сокращают следующие факторы:

холодная или жаркая среда, генетические особенности,
гормональный статус (напр., концентрация в крови гормонов щитовидной железы и роста),
активность симпатической нервной системы,
психологическая обстановка,
прием лекарственных препаратов и
многие болезненные состояния.

Расход энергии на базовый обмен веществ

Расход энергии на базовый обмен веществ (PAV) – индивидуальный расход энергии в состоянии полного умственного и физического покоя в термически нейтральной среде через 12 часов после последнего приема пищи. Расход энергии в состоянии покоя, который измеряется в более мягких условиях, чем расход энергии на базовый обмен веществ, как правило, на 5 процентов выше.

Средний расход энергии сокращается во время сна: расход энергии на базовый обмен веществ во время сна на 10 % меньше, чем PAV в состоянии бодрствования.

Несмотря на небольшие систематические различия, расход энергии во время сна, расход энергии на базовый обмен веществ (PAV) и расход энергии в состоянии покоя плотно коррелируют между собой, и эти понятия часто используют как синонимы.

Повседневный расход энергии сильно зависит от массы тела и, в частности, от сухой (без жира) массы тела. Связь жировой массы с расходом энергии положительная, хотя расход энергии на единицу массы жира заметно меньше, чем расход энергии сухой массы тела. Поэтому индивидуальные различия в расходе энергии между двумя людьми одного веса лучше объясняются связью с сухой массой, чем с массой жира.

Сухая масса включает массу скелетных мышц и органов. Расход энергии на базовый обмен веществ на килограмм у органов намного выше, чем у скелетных мышц. У взрослых PAV органов составляет 70–80 % расхода энергии в состоянии покоя, но сами органы составляют всего 5 % массы тела.

Поэтому большая сухая масса сильнее влияет на расход энергии на базовый обмен веществ, а значимость скелетных мышц для расхода энергии в состоянии покоя невелика.

Индивидуальный расход энергии сухой массы колеблется примерно на 2,1 МДж (ок. 500 ккал) в день, что характеризует масштаб различий PAV при одинаковой сухой массе. Основными причинами различий в расходе энергии на базовый обмен веществ являются индивидуальная генетическая карта, телосложение, концентрации гормонов, энергетический баланс и физическая форма.

Расход энергии на переваривание и усвоение пищи

Расход энергии, необходимой для переваривания и усвоения пищи, повышается после еды и зависит от состава пищи. После приема пищи расход энергии на несколько часов повышается, но в основном (до 90 %) в течение четырех часов после еды.

Расход энергии на переваривание и усвоение пищи у людей, питающихся сбалансированной смешанной пищей, обычно составляет в среднем 10 % повседневного расхода энергии, – около 5% энергии, получаемой из белков, и около 20 % энергии, получаемой из жиров.

При употреблении углеводов расход энергии на переваривание и усвоение пищи составляет 10 %, но этот показатель может повыситься до 20% при избыточном потреблении глюкозы, когда этот избыток используется для производства жиров.

Расход энергии в связи с физической деятельностью

Физическая активность – это любое телодвижение, производимое скелетными мышцами и требующее дополнительного расхода энергии по сравнению с расходом на базовый обмен веществ. Подвижные занятия – подвид физической активности, представляющий собой добровольные действия, положительно влияющие на физическое, психологическое и социальное благополучие.

Дневной уровень физической активности (PAL) – общий расход энергии сверх базового обмена веществ, который характеризует весь суточный расход энергии организма. Определенный таким образом уровень физической активности связан с повседневным расходом энергии и массой тела.

Метаболический эквивалент (MET) – расход энергии во время какой-либо деятельности помимо базового обмена веществ, он зависит от физической активности в течение дня и от времени, затраченного на различную деятельность. Любой вид деятельности имеет свое значение МЕТ, и для расчета повседневного расхода энергии нужно подсчитать время, затраченное на разные виды деятельности.

Дневной расход энергии на физическую активность распределяется между деятельностью, связанной с работой, и рекреационной деятельностью. Последняя, в свою очередь, подразделяется на физическую и не физическую деятельность, имеющие разные степени интенсивности.

Деятельность, связанная с работой, также может быть разной интенсивности. Под физической инертностью понимается состояние, при котором расход энергии близок к уровню базового обмена веществ.

К таким состояниям обычно относятся сидение и лежание в состоянии бодрствования.

Расчет энергетической ценности пищи

Содержащаяся в пище энергия становится доступной с помощью обмена веществ, то есть метаболизма. Пищевая ценность продукта определяется в лаборатории – путем измерения количества тепла, выделенного его органическими компонентами в результате окисления.

Поскольку энергетическая ценность и перевариваемость питательных макроэлементов варьируется от продукта к продукту, в случае смешанной пищи удобно пользоваться стандартизированными средними значениями энергетической ценности и перевариваемости пищевых макроэлементов.

Принятые в Эстонии рекомендации по питанию основаны на следующих значениях энергетической ценности:

1 г белка = 4 ккал, т.е. 17 кДж
1 г жира = 9 ккал, т.е. 37 кДж
1 г углеводов = 4 ккал (1 г пищевых волокон 2 ккал), т.е. 17 кДж
1 г чистого алкоголя (не являющегося необходимым для организма пищевым веществом) 7 ккал, т.е. 29 кДж

Как уже известно, не вся получаемая с пищей энергия идет на покрытие энергетических потребностей организма. Объем доступной энергии различных питательных макроэлементов сильно колеблется, поскольку их метаболизм сам по себе требует разных количеств энергии. Кроме того, существуют большие различия в индивидуальном всасывании макроэлементов в зависимости от конкретной съеденной пищи, способа ее приготовления и кишечных факторов.

Потребность в энергии

Оценка потребности взрослых людей в энергии базируется на расходе энергии в состоянии покоя (PAV) и расходе энергии на определенный уровень физической активности (PAL).

При оценке потребности взрослых людей в энергии в Северных странах рекомендуется брать за основу массу тела, которая соответствует индексу массы тела 23 с учетом индивидуального роста.

Рекомендуемые значения потребности в энергии исходят из нормальной (здоровой) массы тела, ее стабильности и энергетического баланса. Но они не действуют в случае отрицательного или положительного баланса массы.

Средняя суточная потребность потребность в энергии для взрослых (ккал/сут.) при различной физической активности

Возраст	Приблизительный расход энергии на базовый обмен веществ (PAV)	Общая суточная потребность в энергии, ккал
г.	ккал/кг	ккал/сут.	Сидячий образ жизниPAL = 1,4	Умеренная активностьPAL = 1,6	Активный образ жизниPAL = 1,8
Мужчины (70±10 кг)
18–30	25	1750	2450	2800	3150
31–60	24,1	1655	2350	2700	3050
61–74*	20,2	1465	2000	2250	2550
Женщины (60±10 кг)
18–30	23	1390	1950	2200	2500
31–60	22,4	1320	1900	2150	2400
61–74*	20,2	1200	1700	1950	2200

PAV – основной обмен веществ, PAL – уровень физической активности

Источник: https://toitumine.ee/ru/energiya-i-potrebnost-v-pitatelnyh-veshhestvah/chto-takoe-pishhevaya-energiya

15 лучших примеров потенциальной энергии

Термин «потенциальная энергия» был придуман шотландским инженером-механиком Уильямом Рэнкином в 19 веке. Вскоре она стала одной из самых влиятельных переменных в формулах, описывающих нашу известную вселенную.

Что такое Потенциальная Энергия?

Потенциальная энергия — это энергия, накопленная внутри объекта. Эта накопленная энергия основана на состоянии, расположении или положении объекта.

В качестве альтернативы, вы можете представить ее как энергию, которая имеет «потенциал» для работы. При изменении состояния, расположения или положения объекта накопленная энергия высвобождается.

В то время как потенциальную энергию можно определить как скрытую энергию, накопленную в веществе в состоянии покоя, другая ее форма, называемая кинетической энергией, выражается веществом, находящимся в движении.

Типы потенциальной энергии

Существуют различные типы потенциальной энергии, каждый из которых связан с определенным типом силы.

Четыре основных типа:

Гравитационная Потенциальная Энергия: энергия в объекте, когда она удерживается вертикально на некоторой высоте.
Упругая потенциальная энергия: энергия, запасенная в объекте, когда он растягивается или сжимается.
Потенциальная электрическая энергия: энергия в объекте за счет его заряда.
Химическая потенциальная энергия: энергия, запасенная в химических связях вещества.

Каждый из них измеряется по-разному. Например, потенциальная энергия гравитации (PE) пропорциональна массе (m) объекта, силе тяжести (g) и высоте (h), на которой удерживается объект.

PE = m. g. h

Чем больше масса объекта и чем выше он удерживается, тем больше будет его потенциальная энергия. Как и все другие формы энергии, потенциальная энергия измеряется в килограммах-метрах в квадрате за секунду в квадрате (кг м2 / С2 ) или Джоуле (Дж).

Чтобы лучше объяснить этот феномен, мы собрали несколько интересных примеров потенциальной энергии, которую вы видите в своей повседневной жизни.