Естественные науки
Что входит в E=m0*c^2 / вся энергия вещества?
Величина E = m0*c^2 выражает количество энергии покоя, но что под собой подразумевает энергия покоя? Как я понимаю у тела может быть несколько видов энергии: 1) энергия за счет наличия массы вещества (электронов и нуклонов) 2) энергия связи нуклонов (дефект массы, за счет которой нуклоны соединены вместе) 3) энергия связи атомов (за счет атомы соединены в молекулы) 4) энергия связи молекул (за счет которой есть связи между молекулами в твердом веществе / кристаллическая решетка) 5) тепловая / внутренняя энергия U за счет наличия температуры. Колебания (для твердого в-ва) / движение (для газообр. в-ва) молекул и их взаимодействия 6) полная энергия. W = W_кин + W_пот 6.1) потенциальная энергия за счет нахождения тела как целого в потенциальном поле. 6.2) кинетическая энергия движения тела как целого. Для покоящегося тела W_кин = 0. Наш случай. 7) энергия получаемая телов за счет нахождения его в электрическом поле 8) энергия получаемая телов за счет нахождения его в магнитном поле 7) еще какие-то виды ??? Входят ли все эти виды энергии в m0*c^2 или m0*c^2 означает только энергия за счет наличия массы покоя и ядерных сил на уровне ядра. Т.е. 1. E_абсолютно_вся = m0*c^2 = сумма(i_вид_энергии) или все таки 2. E_абсолютно_вся = m0*c^2 + сумма(i_вид_энергии_кроме) i_вид_энергии - i-й вид энергии i_вид_энергии_кроме - i-й вид энергии кроме энергии за счет наличия нуклонов/электронов и ядерных связей которые влияют на конечную массу. E_абсолютно_вся - количество энергии при полном исчезновении вещества как такового (остывание, остановка, исчезновения всех пот. полей, разрушение всех связей и частиц и т.п.) и превращении его в ЭМ-волны (фотоны). Соответственно если верен 1-й вариант, то мы имеем что при изменении температуры, происхождение хим реакции, помещением тела в потенциальное поле (электрическое, растяжение сжатие например пружины, гравитационное и т.п.) изменяется его масса. (изменяется "сумма(i_вид_энергии)" --> изменяется значение "m0*c^2" согласно уравнению) Если да, тогда еще один вопросик, действительно ли что масса тела так же зависит от температуры и количества химических связей, нахождение его в электро-магнитном поле и т.п., точно так же как она зависит от гравитации и наличия скорости, согласно ОТО? Если 2-й вариант, то что конкретно входит в m0*c^2?
"...Величина E = m0*c^2 выражает количество энергии покоя, но что под собой подразумевает энергия покоя?.. "
В величину энергии покоя входят все виды энергии, исключая потенциальную энергию взаимодействия с внешним полем и кинетическую энергию движения тела как целого.
"...E_абсолютно_вся - количество энергии при полном исчезновении вещества как такового (остывание, остановка, исчезновения всех пот. полей, разрушение всех связей и частиц и т. п. ) и превращении его в ЭМ-волны (фотоны)... "
При полной аннигиляции, теоретически, можно извлечь из вещества в поле всю энергию покоя аннигилировавших объектов.
"...Если да, тогда еще один вопросик, действительно ли что масса тела так же зависит от температуры... "
Принцип эквивалентности (!) массы и энергии покоя (!):
Eo = m*c².
При нагреве тела увеличивается величина внутренней энергии, потому и эквивалентная масса самую малость возрастает по грубой формуле, приведенной ниже:
Т. е. , m(экв. ) = (Eo + c*m*dT)/c².
"...и количества химических связей... "
При образовании атомами стабильных молекул часть энергии покоя атомов в свободном состоянии переходит в энергию химических связей (E = Eo - k*q²/r + Eсв.) . Т. е. , эквивалентная масса уменьшается, так как энергия покоя молекулы меньше, чем сумма энергий покоя атомов из-за того, что энергия кулоновского взаимодействия вносит отрицательный вклад, что по грубой формуле для можно прикинуть:
m(экв. ) = (Eo - k*q²/r)/c².
Но по сравнению с дефектом масс нуклонов это изменение массы пренебрежимо мало, так как энергия химической связи молекул намного меньше, чем энергия ядерной связи нуклонов.
"...точно так же как она зависит от гравитации и наличия скорости, согласно ОТО?.. "
Масса свободно движущейся частицы в рамках СТО - инвариант. Аналогично - и в случае с ОТО.
См. ответ по ссылке.
В величину энергии покоя входят все виды энергии, исключая потенциальную энергию взаимодействия с внешним полем и кинетическую энергию движения тела как целого.
"...E_абсолютно_вся - количество энергии при полном исчезновении вещества как такового (остывание, остановка, исчезновения всех пот. полей, разрушение всех связей и частиц и т. п. ) и превращении его в ЭМ-волны (фотоны)... "
При полной аннигиляции, теоретически, можно извлечь из вещества в поле всю энергию покоя аннигилировавших объектов.
"...Если да, тогда еще один вопросик, действительно ли что масса тела так же зависит от температуры... "
Принцип эквивалентности (!) массы и энергии покоя (!):
Eo = m*c².
При нагреве тела увеличивается величина внутренней энергии, потому и эквивалентная масса самую малость возрастает по грубой формуле, приведенной ниже:
Т. е. , m(экв. ) = (Eo + c*m*dT)/c².
"...и количества химических связей... "
При образовании атомами стабильных молекул часть энергии покоя атомов в свободном состоянии переходит в энергию химических связей (E = Eo - k*q²/r + Eсв.) . Т. е. , эквивалентная масса уменьшается, так как энергия покоя молекулы меньше, чем сумма энергий покоя атомов из-за того, что энергия кулоновского взаимодействия вносит отрицательный вклад, что по грубой формуле для можно прикинуть:
m(экв. ) = (Eo - k*q²/r)/c².
Но по сравнению с дефектом масс нуклонов это изменение массы пренебрежимо мало, так как энергия химической связи молекул намного меньше, чем энергия ядерной связи нуклонов.
"...точно так же как она зависит от гравитации и наличия скорости, согласно ОТО?.. "
Масса свободно движущейся частицы в рамках СТО - инвариант. Аналогично - и в случае с ОТО.
См. ответ по ссылке.
Энергия покоя, как инвариантная характеристика тела, подразумевает отсутствие движения тела, как целого, и отсутствие внешних полей.
Соответственно если верен 1-й вариант, то мы имеем ...изменяется его масса.
Да.
Если да, тогда еще один вопросик, действительно ли что масса тела так же зависит от температуры и количества химических связей, нахождение его в электро-магнитном поле и т. п. , точно так же как она зависит от гравитации и наличия скорости, согласно ОТО?
От температуры и хим. связей масса зависит. Но масса тела не зависит от скорости и гравитации - это инвариант. От скорости зависит кинетическая энергия. Часто ее представляют в виде эквивалентной массы, вводя понятие "релятивистской массы". Объясняется это тем, что в ОТО интенсивность гравитационного взаимодействия определяется тензором энергии-импульса тела (и только им, а не массой напрямую) , в то время как в классической теории гравитации принято считать, что интенсивность гравитационного взаимодействия определяется массой (и это оправдано, т. к. в нерелятивистской физике энергия, не связанная с массой покоя, пренебрежимо мала) .
Что касается Вашей классификации видов энергии, то она весьма сумбурна. Скажем, пп. 7 и 8 сформулированы неправильно. При нахождении во внешнем поле (в том числе и потенциальном) тело не "получает" какую-то энергию, а эта энергия характеризует взаимодействие тела с полем, т. е. эта энергия характеризует не тело само по себе, а конфигурацию "тело + внешнее поле" в целом.
Соответственно если верен 1-й вариант, то мы имеем ...изменяется его масса.
Да.
Если да, тогда еще один вопросик, действительно ли что масса тела так же зависит от температуры и количества химических связей, нахождение его в электро-магнитном поле и т. п. , точно так же как она зависит от гравитации и наличия скорости, согласно ОТО?
От температуры и хим. связей масса зависит. Но масса тела не зависит от скорости и гравитации - это инвариант. От скорости зависит кинетическая энергия. Часто ее представляют в виде эквивалентной массы, вводя понятие "релятивистской массы". Объясняется это тем, что в ОТО интенсивность гравитационного взаимодействия определяется тензором энергии-импульса тела (и только им, а не массой напрямую) , в то время как в классической теории гравитации принято считать, что интенсивность гравитационного взаимодействия определяется массой (и это оправдано, т. к. в нерелятивистской физике энергия, не связанная с массой покоя, пренебрежимо мала) .
Что касается Вашей классификации видов энергии, то она весьма сумбурна. Скажем, пп. 7 и 8 сформулированы неправильно. При нахождении во внешнем поле (в том числе и потенциальном) тело не "получает" какую-то энергию, а эта энергия характеризует взаимодействие тела с полем, т. е. эта энергия характеризует не тело само по себе, а конфигурацию "тело + внешнее поле" в целом.
Оля Онуфриева
41 616
Похожие вопросы
- По какой формуле правильно считать энергию частицы?? ? нашел два варианта: E=m*C^2 E=m*V^2/2 ЗАРАНЕЕ СПАСИБО! )
- Почему Скорость света нельзя преодолеть, если E=m*c^2 говорит что это возможно?
- Кто-нибудь знает как понимать E=m*c^2
- Кто-нибудь может объяснить почему в знаменитой формуле: E=m*c^2
- Во время атомного взрыва высвобождается вся внутренняя энергия вещества, или только её малая часть?
- E=mc^2. Почему энергия зависит от скорости света? Постоянной величины.
- Я не могу понять, если E=mc^2 то почему вещество при излучении фотона не теряет массу? Только при расчеплении ядра
- Почему фотон называют безмассовой частицой, когда его массу можно вычислить по формуле m=e/c^2
- E=m*c*с. Следовательно массу можно рассчитать поделив киловатты на скорость света в квадрате? массу топлива в генера
- Математика Известно, что а^2+b^2 = 1, c^2+d^2 = 1. Доказать, что |ас - bd| ≤1.