В настоящее время можно составить научно обоснованную классификацию видов энергии и с ее помощью исследовать и оценить их всевозможные взаимопревращения. Взяв за основу критерий, включающий виды материи, формы ее движения и виды взаимодействия, выделяют следующие виды энергии.
1. Аннигиляционная энергия - полная энергия системы «вещество-антивещество», освобождающаяся при аннигиляции.
2. Ядерная энергия - энергия связи нейтронов и протонов в ядре, освобождающаяся при делении и синтезе ядер атомов.
3. Химическая энергия - энергия системы из двух или более реагирующих веществ. Эта энергия освобождается в результате перестройки электронных оболочек атомов и молекул при химических реакциях.
4. Гравитационная (гравистическая) энергия - потенциальная энергия ультраслабого взаимодействия всех тел, пропорциональная их массам.
5. Электростатическая энергия - потенциальная энергия взаимодействия электрических зарядов, т.е. запас энергии электрически заряженного тела, накапливаемый в процессе преодоления им сил электрического поля.
6. Магнитостатическая энергия - потенциальная энергия взаимодействия «магнитных зарядов», или запас энергии, накапливаемой телом при преодолении сил магнитного поля в процессе перемещения против действия этих сил.
7. Нейтриностатическая энергия - потенциальная энергия слабого взаимодействия «нейтринных зарядов», или запас энергии, накапливаемый в процессе преодоления сил Ь-поля - «нейтринного поля». Вследствие огромной проникающей способности нейтрино накапливать такую энергию практически невозможно.
8. Упругостная энергия - потенциальная энергия механически упруго измененного тела (сжатая пружина, газ), освобождающаяся при снятии нагрузки чаще всего в виде механической энергии.
9. Тепловая энергия - часть энергии теплового движения частиц, которая освобождается при наличии разности температур тела и окружающей среды.
10. Механическая энергия - кинетическая энергия свобод-нодвижущихся тел и отдельных частиц.
11. Электрическая (электродинамическая) энергия - энергия электрического поля.
1 2. Мезонная энергия - энергия движения мезонов (пионов) - квантов ядерного поля, путем обмена которыми взаимодействуют нуклоны.
1 3. Электромагнитная (фотонная) - энергия движения фотонов электромагнитного поля.
14. Гравидинамическая энергия (гравитонная) - энергия движения гипотетических квантов гравитационного поля - гравитонов.
1 5. Нейтринодинамическая энергия - энергия движения нейтрино.
Часто в особый вид выделяют биологическую энергию. Но биологические процессы - всего лишь особая группа физико-химических процессов, в которых участвуют те же виды энергии, что и в других. Обычно в растениях электромагнитная энергия солнечного излучения превращается в химическую, а в организмах животных химическая энергия пищи превращается в тепловую, механическую, электрическую, а иногда и в световую (электромагнитную). Поэтому правильнее говорить не о биологической энергии, а о биологических преобразователях энергии -растениях и животных.
Большинство специалистов считает, что пока нет оснований выделять в отдельный вид психическую энергию, так как неясно, каким материальным носителям, формам движения материи и видам взаимодействия можно сопоставить эту энергию. Однако ни один акт человеческой деятельности не может обойтись без мотивационного, а значит и «психоэнергетического» обеспечения, источником которого служит физико-химическая энергия организма.
В последнее время на основе изучения космических явлений, в частности, солнечной активности, теоретики предполагают существование «вакуумной энергии». Космический вакуум рассматривается ими как сверхплотная среда с мелкодисперсной структурой, а обычная материя - как разреженное состояние этой среды. При фантастической плотности в 1093 г/см3 между «зернами» вакуума действуют огромные гравитационные силы, и энергия вакуума оказывается как бы «запечатанной». Чтобы возбудить вакуум и освободить эту энергию, надо сжать материю до огромной плотности, что в земных условиях не представляется пока возможным.
Из всех видов энергии практическое использование имеют всего 10 видов: ядерная, химическая, упругостная, гравитационная, тепловая, механическая, электрическая, электромагнитная, электростатическая и магнитостатическая. При этом непосредственно используется всего четыре вида: тепловая (70-75%), механическая (около 20-22%), электрическая (около 3-5%) и электромагнитная (световая) - менее 1 %. Главным источником непосредственно используемых видов энергии служит пока химическая энергия минеральных органических веществ (уголь, нефть, природный газ и т.д.), запасы которой на Земле находятся на грани истощения. Поэтому остро стоит вопрос о новых источниках энергии и новых видах энергии, которые человек сможет использовать в своей деятельности.
Теперь вернемся к энтропии. И здесь обнаруживается, что энтропия не передает всего многообразия энергии. Ее виды немногочисленны и не совпадают с видами энергии. Основными видами энтропии являются: тепловая, структурная и информационная. С тепловой энтропией мы уже знакомы (это мера рассеяния энергии). Структурная энтропия служит мерой неупорядоченности строения систем. Так, если из строительных деталей собрать дом, то энтропия уменьшится, так как упорядоченность системы возрастет. Представление об информационной энтропии может дать следующий пример. При охлаждении газа до температуры абсолютного нуля он сначала переходит в жидкое состояние, а затем в твердое, т.е. переходит из неупорядоченного состояние во все более упорядоченное. Соответственно растет и информация о расположении частиц газа. В газообразном состоянии система беспорядочна, и судить о расположении частиц можно лишь на основе теории вероятности. В жидкости наблюдается ближний порядок - непосредственное окружение уже становится более определенным. Максимальная упорядоченность наблюдается в твердом состоянии, особенно при абсолютном нуле. В твердом состоянии известен и ближний и дальний порядок, т.е. становятся известными и дальние соседи. Максимальная упорядоченность соответствует и максимальной информированности и минимальной величине информационной энтропии. Таким образом, информация эквивалентна отрицательной энтропии, или, как называл ее Л. Бриллюэн, «негэнтропии». Отсюда информационная энтропия - это мера неопределенности информации.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему