Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья об истории научного понятия энергии. Историю того, как люди используют энергию, см . В разделе Энергия .

Слово энергия происходит от греческого ἐνέργεια ( energeia ), которое появляется впервые [ когда? ] в работах Аристотеля 4 века до н.э. (OUP V, 240, 1991) (включая Physics, Metaphysics, Nicomachean Ethics [1] и De Anima [2] ).

Томас Янг - первый, кто использовал термин «энергия» в современном понимании, в 1802 году.

Возникла современная концепция энергии [ когда? ] из идеи vis viva (живой силы), которую Лейбниц определил как произведение массы объекта и его скорости в квадрате [ требуется полная цитата ] ; он считал, что total vis viva сохраняется. Чтобы объяснить замедление из-за трения, Лейбниц утверждал, что тепло состоит из случайного движения составных частей материи - точка зрения, описанная Бэконом в Novum Organon для иллюстрации индуктивных рассуждений и разделяемая Исааком Ньютоном , хотя это было бы более столетия. пока это не было общепринятым.

Эмили маркиза дю Шатле в своей книге Institutions de Physique («Уроки физики»), опубликованной в 1740 году, объединила идею Лейбница с практическими наблюдениями Гравезанда, чтобы показать, что «количество движения» движущегося объекта пропорционально его массе. и квадрат скорости (а не сама скорость, как учил Ньютон - то, что позже было названо импульсом ).

В 1802 году на лекциях в Королевском обществе Томас Янг был первым, кто использовал термин «энергия» в его современном смысле вместо « vis viva» . [3] В публикации этих лекций 1807 года он писал:

Произведение массы тела на квадрат его скорости может быть правильно названо его энергией. [4]

Гюстав-Гаспар Кориолис описал « кинетическую энергию » в 1829 году в ее современном понимании, а в 1853 году Уильям Ренкин ввел термин « потенциальная энергия ».

В течение нескольких лет спорили о том, является ли энергия веществом ( калорийностью ) или просто физической величиной. [ требуется полная ссылка ]

Термодинамика [ править ]

Развитие паровых двигателей [ когда? ] требовал от инженеров разработки концепций и формул, которые позволили бы им описывать механическую и термическую эффективность своих систем. Такие инженеры, как Сади Карно , физики, такие как Джеймс Прескотт Джоуль , математики, такие как Эмиль Клапейрон и Герман фон Гельмгольц , и любители, такие как Юлиус Роберт фон Майер, все внесли свой вклад в представление о том, что способность выполнять определенные задачи, называемые работой, каким-то образом связаны к количеству энергии в системе. В 1850-х годах профессор естественной философии из Глазго Уильям Томсони его союзник в инженерной науке Уильям Рэнкин начал заменять старый язык механики такими терминами, как «фактическая энергия», « кинетическая энергия » и « потенциальная энергия ». [5] Уильям Томсон ( лорд Кельвин ) объединил все эти законы в законы термодинамики , что способствовало быстрому развитию объяснений химических процессов с использованием концепции энергии Рудольфом Клаузиусом , Джозией Уиллардом Гиббсом и Вальтером Нернстом . Это также привело к математической формулировке концепции энтропии Клаузиусом и к введению законовлучистая энергия от Йозефа Стефана . Ренкин ввел термин «потенциальная энергия». [5] В 1881 году Уильям Томсон заявил перед аудиторией, что: [6]

Само название энергия , хотя впервые использованное в его нынешнем значении доктором Томасом Янгом примерно в начале этого столетия, стало использоваться практически только после того, как определяющая его доктрина ... была поднята с простой формулы математической динамики до положения теперь он придерживается принципа, пронизывающего всю природу и направляющего исследователя в области науки.

В течение следующих тридцати лет эта недавно развивающаяся наука носила различные названия, например, динамическая теория тепла или энергетика , но после 1920-х годов стала известна как термодинамика , наука о преобразованиях энергии.

Возникнув в 1850-х годах, когда были разработаны первые два закона термодинамики , наука об энергии с тех пор разделилась на ряд различных областей, таких как биологическая термодинамика и термоэкономика , чтобы назвать пару; а также связанные с ним термины, такие как энтропия , мера потери полезной энергии или мощности , поток энергии в единицу времени и т. д. В последние два столетия использование слова энергия в различных «ненаучных» занятиях , например, общественные науки, духовность и психология, получили распространение в популярной литературе.

Сохранение энергии [ править ]

В 1918 году было доказано, что закон сохранения энергии является прямым математическим следствием трансляционной симметрии величины, сопряженной с энергией, а именно времени . [ необходимая цитата ] То есть энергия сохраняется, потому что законы физики не различают разные моменты времени (см . теорему Нётер ).

В течение 1961 года лекции [7] для студентов в Калифорнийском технологическом институте , Ричард Фейнман , знаменитый учитель физики и лауреате Нобелевской премии , сказал о концепции энергии:

Есть факт или, если хотите, закон, регулирующий природные явления, которые известны на сегодняшний день. Нет никаких известных исключений из этого закона - насколько мы знаем, это точно. Закон называется сохранением энергии ; в нем говорится, что существует определенная величина, которую мы называем энергией, которая не изменяется во многих изменениях, которым подвергается природа. Это самая абстрактная идея, потому что это математический принцип; там сказано, что есть числовая величина, которая не меняется, когда что-то происходит. Это не описание механизма или чего-то конкретного; Просто странный факт, что мы можем вычислить какое-то число, и когда мы закончим наблюдать, как природа выполняет свои уловки и снова вычисляет число, это то же самое.

-  Лекции Фейнмана по физике

См. Также [ править ]

  • Хронология термодинамики, статистической механики и случайных процессов
  • История физики
  • История принципа сохранения энергии
  • История термодинамики
  • Руководство к научному познанию знакомых вещей , книга Эбенезера Кобэма Брюера, опубликованная около 1840 года, в которой представлены объяснения общих явлений.
  • Теория калорийности

Ссылки [ править ]

  1. ^ Аристотель, «Никомахов этика», 1098a, в Персее
  2. ^ Потенциальность и актуальность
  3. ^ Смит, Кросби (1998). Наука об энергии - культурная история физики энергетики в викторианской Британии . Издательство Чикагского университета . ISBN 0-226-76420-6.
  4. ↑ Томас Янг (1807). Курс лекций по натурфилософии и механическим искусствам , с. 52.
  5. ^ a b Смит, Кросби (1998). Наука об энергии - культурная история физики энергии в викторианской Британии . Издательство Чикагского университета. ISBN 0-226-76421-4.
  6. ^ Томсон, Уильям. (1881). «Об источниках энергии, доступных человеку для производства механического воздействия». BAAS Rep . 51: 513-18 (Цитата: стр. 513); PL 2 : 433-50.
  7. ^ Фейнман, Ричард (1964). Лекции Фейнмана по физике; Том 1 . США: Аддисон Уэсли . ISBN 0-201-02115-3.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Hecht, Евгений. « Историко-критический анализ потенциальной энергии: действительно ли ПЭ реален? » The Physics Teacher 41 (ноябрь 2003 г.): 486–93.
  • Хьюз, Томас. Сети власти. Электрификация в западном обществе, 1880-1930 гг. (Johns Hopkins UP, 1983).
  • Мартинас, Каталин. «Аристотелевская термодинамика», Термодинамика: история и философия: факты, тенденции, дебаты (Веспрем, Венгрия, 23–28 июля 1990 г.), 285–303.
  • Мендоза, Э. «Очерк истории ранней термодинамики». Физика сегодня 14.2 (2009): 32–42.
  • Мюллер, Инго. История термодинамики (Берлин: Springer, 2007)

Внешние ссылки [ править ]

  • Журнал истории энергетики / Revue d'histoire de l'énergie (JEHRHE)
  • Хронология истории энергетики для детей