Субстанциональная теория энергии
Феномен энергии, как представляется, до настоящего времени остается не проясненным и несколько мистифицированным.
Ричард Фейнман с соавторами указывают: «Важно понимать, что физике сегодняшнего дня неизвестно, что такое энергия» [Фейнман и др., 1974].
Как отметил В. А. Вышинский: «Энергия в познании окружающего мира является ключевым понятием, которое далеко неоднозначно трактуется в современных исследованиях» [Вышинский, 2019: 31].
Существование энергии в виде энергии как таковой, нельзя считать общепринятым в канонической физике. Истоки этого неприятия коренятся с некоторой путанице, связанной с термином «флогистон».
1. Гипотеза о флогистоне, теплороде
Все началось с гипотезы о флогистоне, теплороде. Термин флогистон был введен около 1700 г. Под флогистоном понимался невесомый флюид, некая особая субстанция, «материя огня», «горючая материя», которая находятся в веществе и выделяются при его горении.
Ряд авторов полагают – теория флогистона «опровергнута наукой». Однако, Александр Горбов отметил: «...Как указал первый Крум Броун, а позднее развил Одлинг ...теорию флогистона можно считать верной и теперь, если отождествить флогистон с энергией; тогда выделение флогистона указывает на экзо-, а поглощение его — на эндотермичность реакции; эта сторона явлений оказывается, таким образом, верно подмеченной Сталем» [Горбов, 1902]
При таком понимании флогистон – это тепловая и световая энергия, выделяющаяся при реакции горения (окисления). То есть при сжигании вещества излучаются кванты тепловой и световой энергии. Например, при соединении кислорода с водородом (углеродом и др.), высвобождается часть «химической» энергии атомов, участвующих в реакции, она преобразуется в тепловую и световую энергию и излучается в виде тепловой световой энергии.
2. Определение понятия энергии
Энергия – это субстанция, представляющая собой потенциал температуры, движения, работы, взаимодействия.
Энергия существует в виде порций, квантов магнитной, электрической, тепловой, световой, ультрафиолетовой, рентгеновой и гамма энергии.
Кванты различных видов энергии различаются величиной энергии, содержащейся в них.
Энергия, относится к числу первоначальных понятий, не требует определения, измеряется прямо, непосредственно, в величинах энергии – калориях.
Возможно, самой простой и понятой формой энергии является тепловая энергия, кванты инфракрасного излучения.
Температура– удельное количество (тепловой) энергии в теле.
Сила (работа) – это ВСЕГДА процесс расходования, использования энергии.
Время может рассматриваться как показатель расходования энергии тем или иным объектом [Ильясов, 2015].
Кинетическая и потенциальная энергия– на самом деле это накопленная или ранее использованная энергия.
3. Преобразование одного вида энергии в другой
Факты преобразования одного вида энергии в другой широко известны, вот некоторые из них:
Электрическая энергия может преобразовываться в тепловую, световую, ультрафиолетовую и рентгенову энергии. Например, при прохождении электроэнергии через спираль лампы накаливания, спираль излучает кванты тепловой, световой и ультрафиолетовой энергии.
Это происходит вследствие того, что вещество спирали накапливает в себе некоторое избыточное количество электрической энергии, а потом преобразует и излучает ее в виде квантов световой и тепловой энергии.
Вакуумная трубка определенной конструкции (рентгенова трубка), при прохождении тока через нее, излучает кванты рентгеновой энергии. Вероятно это происходит вследствие того, что часть движущихся от анода катионов (избыточно заряженных атомов) притягивается стенкой трубки, атомы стекла получают от катионов электрическую энергию, накапливают ее. преобразуют и излучают в виде квантов рентгеновой энергии.
Тепловая энергия может преобразовываться в электрическую и световую энергии.
Тепловая энергия прямо преобразуется в электрическую термоэлектрическими источниками тока, термо-электрогенераторами (феномен термо-электрической эмиссии).
\\Сторонники гипотезы о существования электронов называют этот процесс «термоэлектронная эмиссия» [Физический…, 1983].
Вещество (металл) в результате нагревания накапливает определенное количество тепловой энергии, потом преобразует и излучает ее виде квантов электрической энергии.
Также, возможно, в случае трибоэлектричества, в теле, которое нагревается, при трении, тепловая энергия преобразуется в электрическую.
Тепловая энергия также прямо преобразуется в световую. Например, при нагревании, железа, оно начинает излучат кванты световой энергии - красного, оранжевого и др. цветов.
Световая энергия может преобразовываться в электрическую (фотоэффект) и тепловую – световое излучение нагревает тела.
4. Выводы:
Если признать, что энергия относится к исходным, первичным, основным величинам, то ситуация прояснится. Тогда:
1) для описания энергии не требуется формула, т.к. энергия сама первичная, основная величина – это от нее надо «производить» формулы.
2) термин энергия не требует определения и измерения через другие величины, величина энергии измеряется прямо, непосредственно, в единицах измерения энергии – калориях.
3) сила (работа) определяется как количество затраченной, использованной энергии (а не наоборот).
Остается загадкой, почему каноническая физика не рассматривает энергию как основную величину, хотя для этого есть главное эмпирическое основание – величина энергии может измеряться прямо, и понятными, известными методами.
Ссылки
Вышинский В. А. Что такое энергия // Sciences of Europe # 42, (2019). Р. 31-41
Горбов А. И. Флогистон // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона. Т. XXXVI. 1902. С. 138-144.
Ильясов Ф. Н. Энергия как потенциал температуры, движения, работы, взаимодействия. М.: ИЦ Орион. 2023, июль. Препринт.
Ильясов Ф. Н. Время как израсходованный потенциал существования. Web-Институт исследований природы времени. 2015.
Кравец Т. П. Эволюция учения об энергии (1847 – 1947) // Успехи физических наук. 1948. Ноябрь. Т. XXXVI, вып. 3. С. 338-358.
Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М.. Фейнмановские лекции по физике. М.: Мир, Т. 1, 1974. С.73.
Физический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия. 1983.