S 71    ЭНЕРГИЯ    972

этом известна сила, действующая на тело, то работа непосредственно вычисляется как произведение силы на перемещение тела и на косинус угла между направлениями силы и перемещения. Работа, производимая внешними силами над телом, численно равна приросту механич. Э. тела, если знак работы положителен, и убыла механич. Э. тела, если знак работы отрицателен. Численное равенство работы и Э. позволяет измерять их в одинхи техжэ единицах: эргах, джоулях и т.д.

Э. часто определяют как способность совершать работу. Эго определение Э. неудовлетворительно в том отношении, что оно основано на другом понятии, в свою очередь требующей определения, именно—на понятии работы; между тем понятие работы является болѳэ узким понятием по сравнению с Э. При превращениях форм движения одни виды Э. убывают или совершенно исчезают, а за их счёт возникают другие видыЭ. Энергии разных видов измеряются в различных единицах (напр., механич. Э.—в килогро л-мѳграх, теплота—в калориях, электрич. Э — в джоулях и т. д.); между единицами раз точных видов Э. существуют эквивалентные соотношения, т. е. каждая единица Э. одного вида, превращаясь, создаёт вполне определённое и постоянноэ количество единиц Э. другого вида. Так, установлено, что для получения 1 большой калории тепла необходимо затратить 427 к гм механич. работы. Благодаря наличию таких эквивалентных соотношений в теоретических расчётах можно выражать все виды Э. в каких-либо одних единицах. При суммировании различных видов Э. их необходимо выразить в единицах определённого вида, умножая количество единиц каждого вида Э. на соответствующий эквивалент. Весь накопленный наукой опыт доказывает, что эквивалентные соотношения между различными видами Э. постоянны и нѳ зависят от характера и направления превращений Э. В этом находит свое количественное выражение упомянутый выше закон сохранения и превращения Э. Этот закон гласит, что в процессах, совершающихся в природе, Э. не теряется и не возникает из ничего, а только переходит из одного вида в другой в определённых постоянных соотношениях. В замкнутой системе тел, взаимодействиями к-рой с другими системами можно пренебречь, вся Э., или сумма всех видов Э., остаётся при всех изменениях в системе постоянной (отсюда возникло понятие о запасе Э.). Если бы эквивалентные соотношения зависели от способа и направления превращений Э., то можно было бы придумать такое устройство, в к-ром Э. возникала бы из ничего. В самом деле, если при переходе из одного состояния в накоѳ-либо другое состояние, напр., при превращении механич. Э. системы в тепловую, за счёт а кгм механич. работы образовалось бы Ъ калорий тепла,"а при обратно .і процессе, при превращении тепла в механич. энергию, эти Ъ калорий тепла производили бы не такое же количество (а кгм) работы, то в результате этого или обратного ему кругового процесса Э. выигрывалась бы; в таком случае можно было бы построить машину, к-рая, непрерывно проделывая такой круговой процесс, т. е. последовательно превращая друг в друга теплоту и механич. движение, доставляла бы неограниченное количество Э. Такая неосуществимая машина получила название «перпетуум мобилѳ» (рег-petuum mobile)—вечный двигатель. Многие изобретатели до открытия закона сохранения и превращения Э. делали попытки сконструировать «перпетуум мо зиле», потратив впустую много сил и средств.

Закон сохранения и превращения Э. является самым общим законом физики и всего естествознания. В нём находит своё конкретное физич. выражение идея единства мира, материальности мира, к-рая еще древними материалистами формулировалась в виде положения: ex nihilo nihil fit, nil fit ad nihi-lum (из ничего ничто не происходит, ничто не пропадает в ничто). Согласно этому закону, все явления природы представляют собой различные превращения движущейся материи из одной формы в другую; движение материи не возникает из ничего и не пропадает в ничто, оно лишь меняет свою форму. Наука в своём развитии открывает новые, ранее неизвестные формы движения материи и, следовательно, новые виды Э.; поэтому и закон сохранения и превращения Э. по мере развития науки изменяет своё конкретное содержание и форму. Однако по сути своей этот закон остаётся незыблемой основой естествознания. В этом смысле Энгельс называет ' его основным, «абсолютным» законом природы; в этом смысла отрицание закона означает признаниэ создаваемости и уничто-жаемости движения материи, иначе говоря, означает отрицание материализма и признание идеализма и мистики. Первая и притом наилучшая формулировка закона сохранения Э. принадлежит гениальному русскому учёному Михаилу Васильевичу Ломоносову.В своей работе, названной «Рассуждение о твердости и жидкости тел» (1760), он говорит: «Все перемены в натуре случающиеся такого суть состояния, что сколько чэго у одного тэла отнимется, столько присовокупится к другому... Сей всеобщей естественной закон простирается и в самые правила движения, ибо тело, движущее своею силою другое, столько же оныя у себя теряет, сколько сообщает другому, которое от него движение получает» (см. Ломоносов, Избранные философские сочинения, 1940, стр. 193). В зачаточной форме закон сохранения и превращэния Э. содержится уже в положении

о невозможности механического «перпетуум мобиле», установленном еще Галилеем,—положении, послужившем ему исходным пунктом при выводе закона инерции. Это же положение, но уже применённое не к одному телу, а к системе тел, легло в основу вывода законов упругого удара, открытых Гюйгенсом. Гюйгенс нашёл, что при упругом ударе сохраняется живая сила (кинетич. Э.) взаимодействующих тел (термин «живая сила» введён Лейбницем). Так была найдена первая мера Э.—мера механической (кинетической) Э- В начале 19 в. в механику вводится понятие работы и потенциальной Э. и формулируется (Р. Майер—в 1842, несколько позднее—Джоуль и Гельмгольц) в общей форме закон превращения Э. в механике. В течение всей второй половины 18 в. и первых 40 лет 19 в. в физике господствовало убеждение, что все нзмѳханич. явления обязаны своим существованием действию независимых друг от друга особых начал т. н. невесомых субстан-




Запрещено использование материалов в коммерческих целях.
Вся информация представлена только для ознакомления.