Энергия
Руководство для начинающих
Для кого эта книга?
E=mc2 – пожалуй, самая известная из всех физических формул. Так что же такое эта Е, энергия – самая главная и самая загадочная величина нашего мироздания? В этом вопросе вам поможет разобраться одноименная книга Вацлава Смила «Энергия». Как вы знаете, с момента Большого взрыва энергия нашей Вселенной неизменна. Меняется лишь ее форма. То есть мы смело можем сказать, что энергия внутри нас настолько же древняя, как сам космос. Благодаря этой книге вы узнаете, какие виды энергии бывают в нас и вокруг, как мы с ней взаимодействуем и как это меняет нашу жизнь и даже климат на планете Земля.
Узнайте, что такое энергия и как она влияет на всё вокруг вас.
О чем вы думаете, когда слышите слово «энергия»? Это то, что вы чувствуете, когда просыпаетесь после хорошего ночного сна? Это то, что вы получаете, когда едите шоколадный батончик? Или вам вспоминаются уроки физики и законы термодинамики?
Независимо от того, изобретали ли люди более эффективные охотничьи орудия, использовали быков для обработки почвы или учились сжигать ископаемое топливо, открытие новых способов использования энергии всегда было в основе нашей эволюции как вида. Это позволило нам становиться более эффективными и постоянно совершенствовать наши технологии.
Но у этой истории есть и обратная сторона. Сейчас мы подошли к тому моменту, когда наш спрос на энергию представляет серьезную угрозу для окружающей среды. К счастью, как мы узнаем из этой книги, существуют потенциальные альтернативные источники энергии, которые могут помочь нам удовлетворить постоянно растущий спрос на энергию.
Из этого обзора вы узнаете:
- что такое энергия на самом деле;
- как энергия помогла нам построить лучшее общество;
- и почему леопарды бегают быстрее волков?
Концепция энергии развивалась на протяжении веков.
Глядя на то, как мы используем слово «энергия», становится ясно, что большинство из нас не совсем уверены в том, что такое энергия на самом деле. Например, мы говорим, что харизматичные ораторы «заряжают толпу энергией», или что мы «чувствуем прилив энергии» после тщательной подготовки к предстоящему полумарафону.
Но все это в лучшем случае образные понятия. На самом деле, у нас не может быть больше энергии после нескольких часов напряженной работы. Итак, если не наука или физика, то что же дает нам представление об энергии?
Говоря об «энергии», мы используем широкий термин, который охватывает различные типы энергий. Этот термин происходит от греческого слова energeia придуманного Аристотелем, и означало оно движение, действие или работу. Сегодня энергия обычно рассматривается как способность выполнять работу, в таком случае, энергия – это наша способность влиять на изменения.
Эта работа может быть совсем простой. Допустим, вы сидите в комнате и смотрите в потолок. Хотя вы неподвижны, ваше тело работает – сердце качает кровь, желудок переваривает пищу и так далее. А для этого нужна энергия.
Первый закон термодинамики, утверждающий, что энергия не может быть ни создана, ни уничтожена, демонстрирует, что слово «энергия» часто является просто абстрактным понятием, которое описывает преобразование более разнообразных энергий.
Чтобы проиллюстрировать это, попробуйте очень быстро потереть руки. Вы заметите, что они становятся теплыми. Это произошло не потому, что ваши руки «зарядились энергией». Когда вы потираете руки, кинетическая энергия (движение) преобразуется в тепловую энергию (тепло), тем самым заставляя вас чувствовать тепло в руках.
Человечество – в том числе такие ученые, как Джоуль, Ватт и Эйнштейн – на протяжении веков изучало сущность энергии. На протяжении многих лет ученые создавали системы (например, международную систему единиц измерения) для лучшего понимания этих кажущихся мистическими энергий и того, как устроен наш мир.
Энергия – это действительно сложное понятие. И в дальнейшем обзоре мы покажем вам, какую роль играет энергия для всех живых существ на нашей планете.
Геотермальная энергия и солнечная радиация формируют саму планету.
Несмотря на огромные размеры нашей Вселенной, нам еще предстоит открыть внеземную жизнь. Отчасти это объясняется тем, что практически ни одна другая планета не похожа на нашу. Земля обладает рядом уникальных свойств, которые делают нашу планету пригодной для жизни, и все они обязаны своим существованием энергии.
Первая из этих энергий – солнечное излучение. Земля вращается вокруг Солнца на идеальном расстоянии, чтобы наша атмосфера была способна защитить нас от интенсивной солнечной радиации, но все же пропускает ее достаточно, чтобы способствовать чрезвычайно редкому сочетанию условий, которые обеспечивают жизнь (например, наш температурный диапазон, допускает существование воды в жидком и твердом виде).