Néhányat kérdeznék az energiáról?

Az energia egy állapotjelző, és mint ilyen nem alkotja semmi. Ahogy mondjuk a hőmérsékletet, nyomást, stb. sem alkotja semmi, hanem ezek leírások amiket mi adunk rendszerekről.

Az elektromos energia nem elektronokból áll, sőt nincs is rá szüksége. Elméletben. Persze a gyakorlatban szinte mindig az elektronokkal van összefüggésben, mert az a könnyen hozzáférhető mozgékony töltéshordozó a világunkban, de ettől még egy teljesen elektron nélküli rendszerben is van elektromágnesesség és elektromos energia.

"Valamint hogyan keletkezik mozgás, ha meggyújtunk egy fát, akkor nagyon kis hőenergia van kezdetben, de nagyon nagy lesz ha belobbant a fa így mozgás jön létre a részecskék gyorsan mozognak és hőenergia keletkezik a fából de az anyag megmarad korom formájában mert nem semmisül meg. De akkor honnan keletkezhet a mozgási (hő, energia) a fa égetésekor Pl.?"

Onnan, hogy a hamuban (és a távozó gázokban) alacsonyabb energiájú kötések vannak az atomok között, mint a fában. Ez az energiakülönbség okozza a tüzet. Tehát itt kémiai kötések energiakülönbsége alakul át hővé.

Nagyon jó kérdéseket tettél fel. Nem tudom hogy hanyadikos vagy, de megpróbálok úgy válaszolni hogy tudományos is legyen, de ne is legyen túl bonyolult...

Nem áll az energia úgy alkotórészecskékből mint egy anyag. Ez egy tulajdonság vagy állapot vagy hogy is mondjam.

Mozgási energiát nyílván mozgás adja, elektromos energiát pedig a feszültség, hőenergia a részecskék mozgási sebességével áll kapcsolatban, elektrmágneses hullámok energiája pedig annak a frekvenciájával.

"Vagy mi az a feszültség?"

A feszültség maga a töltéskülönbség. Az egyik oldalon sok elektronod (vagy kevés protonod) van, másik oldalon kevés elektronod (vagy sok protonod).

A fizikában vannak olyan mennyiségek, amik ki akarnak egyenlítődni, az egyik ilyen az épp a feszültség.

Vagy másik (talán érthetőbb példa) erre a hőmérséklet, ami egy idő után szintén szétoszlik, kiegyenlítődik a rendszerben. Itt a feszültségnek felel meg a hőmérséklet (ezek egyenlítődnek ki), illetve az elektromos töltésnek felel meg a belső energia (ezeknek a különbsége "hajtja" a kiegyenlítődés folyamatát). Van még pár ilyen mennyiség a fizikában, ami pont ugyanígy működik, ezt az Onsager egyenlet írja le, de ez már egyetemi anyag.

"De akkor hogyan alakíthatunk át mozgási energiát mondjuk elektromossá, ha az elektomosnak elektronokra van szüksége?"

Mondjuk dinamóval vagy generátorra. Ezeket megtekered, és elektromos áram keletkezik. Ennek a működésének nagyon egyszerűen valami olyasmi a lényege, hogy ha mondjuk vas és egy mágnes egymás mellett mozog, akkor a mágnes vonzza/taszítja az elektronokat, így a vas szerkezén belül töltéseltolódás lesz. Töltéseltolódás = feszültség = elektromos áram keletkezett.

"És a mozgás hogyan konvertálódik anyaggá, ha az elektron részecske.?"

Mint írtam, az áramunk nem attól van hogy van egy anyag, hanem hogy feszültség van benne a töltéseltolódás (azaz töltéskülönbség) miatt.

"Valamint hogyan keletkezik mozgás, ha meggyújtunk egy fát, akkor nagyon kis hőenergia van kezdetben, de nagyon nagy lesz ha belobbant a fa így mozgás jön létre a részecskék gyorsan mozognak és hőenergia keletkezik a fából de az anyag megmarad korom formájában mert nem semmisül meg."

Ennek kémiai okai vannak, aminek nem megyek bele a részleteibe. Az a lényeg, hogy egy fa áll különböző molekulákból (a molekulák pedig főleg C, H, O, atomokból). Az égés az oxigénnel való egyesülést jelent, így keletkezik a C-ből egy csomó CO2, a H-ból egy csomó H2O, a korom pedig nagyrészt "sima" C, meg az ami hátramarad.

Az égés során tehát új molekulák keletkeznek, az atomok tehát új kötésekbe rendeződnek. Ezek a kötések alacsonyabb energiával bírnak. (A kémiai kötésekben ugye az atomnak az elektronjai vesznek részt). Ha egy elektron alacsonyabb energiaállapotba kerül, akkor azzal az energiakülönbséggel megegyező energiájú foton keletkezik (hiszen az energia nem vész el!). Ez azért lehet így, mert a foton egy olyan érdekes részecske, aminek nincs tömege, csak egy "energiacsomag"!

Égés közben felszabaduló fotonok többsége pedig olyan energiájú hogy vagy sima (láthatatlan) hősugárzás, vagy látható fény.

Mindenesetre a fotonnak elnyelésének egyik módja (hősugárzás ettől hősugárzás hogy itt így történik az elnyelődés), hogy a foton energiája egyszerűen arra használódik fel, hogy az anyag részecskéi gyorsabban mozogjanak, tehát az anyag ami felveszi, magasabb hőmérsékletű lesz.

#3

?

Ezt kifejtenéd? Az energia skalár mennyiség, nekem mindenhol ezt tanították, és most az interneten sem találtam semmi ennek ellentmondó információt, és nem is lenne logikus.

A második válaszból sok mindent megtudhattál. Megpróbálom ugyanazt más szemszögből.

Az energia egy tulajdonság, vagy állapot. Ezért nem "alkotja" valami, hanem "hordozza". És a jellege attól függ, mi hordozza.

Mi alkotja? Ha szeretsz enni, azt a tulajdonságodat mi alkotja? Az eszed, agyad, beleid? Nyilván nem. Az egy olyan tulajdonság, amit sok tapasztalat alapján szereztél magadnak.

Az atomi szint sok mindent magyaráz, de csak akkor, ha kellő mértékben ismered. Különben félremagyaráz. Ennek az az oka, hogy a szaknyelv speciális, és egy szóhoz ezer ismert is tapad. Ha ezekből a lényegeseket nem ismered, mást fogsz érteni alatta (a saját tapasztalataid szerint). És egy ilyen bonyolult dologhoz sok szó kell, mind megannyi félreértésre okot adó.

Sokféle energia van, a hordozója jellegétől függően. Az elektromos például abból adódik, hogy egyes elemi részeknek töltésük van. A töltést szubatomi tulajdonságok magyarázzák. A töltésnek van egy hozzá tapadó tulajdonsága, az ellentétest vonzza, az azonost taszítja. Az elektromos energia ebből a tulajdonságból adódik. Ha sok elektron van egy helyen, azok "utálják" egymást, szét akarnak szaladni. Ez a "szétszaladási kényszer" a feszültség. Ha megadod a lehetőséget (egy vezetékkel), rögtön egy részük "távozik", ez az áram. Valójában nem egy konrét elektron "rohan el", hanem meglöki a mellette lévőt, az a következőt, és a hatás az, ami tovaterjed. A hullámzó víz se mozog (csak függőlegesen le föl), hanem a hatás mozog vízszintesen.

Mozgási energiából hogy lesz elektromos? Alkalmas eszközt elkezdünk forgatni. Az mozog. Benne töltés van. Meg az álló részben is. Egy adott pillanatban egy itteni és egy ottani elektron valamennyire lökné egymást odébb. Csakhogy kicsivel később már más pozícióban vannak egymáshoz (meg a többi elektronhoz) képest. Ez más mértékű taszítást is jelent, ráadásul az összes elektron ezt teszi. Így a mozgás miatt az elektronok változó mértékben folyamatosan mozognak. Ha most ügyesen egy vezetéket helyezünk el ott, akkor az aktuális ott mozgó elektron megtaszítja a vezeték elektronját. Az meg továbbadja. Ha jól szervezzük az egészet (megfelelő elektromosságtan tudással), akkor a mozgás miatt a vezetékben az a hatás tovaterjed, létrehoztuk az áramot, azaz a mozgásból elektromos energiát. Ezt röviden úgy mondjuk, hogy a mozgási energiát elektromos energiává alakítottuk. És persze megy ez fordítva is.

A gyufánál is a folyamatokat kell nézni. Az égés tulajdonképpen oxidáció, azaz egy kémiai folyamat. Itt bizonyos erre képes anyagok oxigén hatására más anyagokká alakulnak, közben pedig hő szabadul fel. Vagyis az átalakulás során olyan részecskék keletkeznek, amelyek nagyon gyorsak (kémiai energiából mozgási lett), és meglökik a levegőmolekulákat. A hő valójában bizonyos részecskék rendkívül gyors rezgése. A gyufa foszfortartalma (ami igen érzékeny a mozgásra) a súrlódás hatására meggyullad. Valójában két anyagot mozgatunk egymáson, az egyik részecskéi erős mozgásba kezdenek emiatt (meggyulladnak, hőt tárolnak). Ha ebből elegendő marad egy kis környezetben (például nem fúj a szél), akkor a szomszédos anyagrészek (mondjuk a gyufa fa része) is gyors mozgásba kezd a "lökdösődés" hatására. Közben a levegő oxigénjét magába építi, ami további gyors részecskéket szabadít fel. azok a szomszédos... - szóval elég gyorsan ég a gyufaszál, meggyújtja a papírt, annak már nagyobb a tömege, több mozgás, több oxigénelvonás, az aktiválja a rőzse vékony ágait, és hamarosan hatalmas tábortűz ég, meglehetős meleget árasztva, és ez a hő szépen szétsugárzik a levegőben.

A folyamat tehát: van egy alkalmas anyagsorozat. Az elsővel súrlódást végzünk (gyufa). A gyufát a mi karunk mozgási energiája mozgatja, a súrlódó részecskék megmozgatják (atomi szinten) egymást, az anyag instabil lesz és a környező levegő oxigénje stabilizálja, eközben az anyag átalakul (végül korom), és gyors részecskéket bocsát ki. Ezek további anyagrészeket mozgatnak most már erősebben, és így felépül a tábortűz. A folyamat addig tart, míg a reakcióhoz szükséges feltételek fennállnak. Van oxigén, az anyagsorozat úgy van egymás mellett, hogy az egyik mozgása (hűje) akcióba tudja hozni a következőt. Ha egy feltétel hiányzik, a folyamat megszakad, a tűz elalszik. Ezen az elven működik a tűzoltás is. A hab (víz) elzárja az oxigént.

Hogy visszatérjünk az elejére: egy tulajdonság, képesség, mindig egy másik (szomszédos) anyagra is hat. Annak sajátosságai meghatározzák, miként fog reagálni. És ez meghatározza, milyen energia mivé alakul.

Még látványosabb példa: vágj földhöz egy labdát.

1. a karod ereje mozgásba hozza a labdát, az gyorsulva megy a föld felé (gravitáció) - mozgási energia.

2. elérte a földet, nem tud tovább menni. Az eleje. A túlsó fele megy. Vagyis a labda belapul. A részecskéi eltorzulnak egymáshoz képest, feszültség keletkezik - feszültségi energia lett a mozgásiból.

3. Egyszer csak a lapulás véget ér. Akkora feszültség keletkezett a labda részecskéi között, hogy nem engedték tovább mozogni a fenti (földdel nem érintkező) részt. Ráadásul a belapult labdában lévő levegő összenyomódott - a mozgásból nyomási energia is keletkezett.

4. Az energia utál sűrűn lenni. A labdában lévő levegő elkezdi kinyomni a labdát. Azt segíti a labdarészecskék egymáshoz képest torz helyzete. Csakhogy a föld felé nem tud menni, megy hát ellenkező irányba. - feszültségből, nyomásból mozgás

5. A labda teteje elkezd emelkedni, húzza magával az alját, mert különben szétszakadna. a labda visszapattan - a feszültségi energia visszaalakul mozgásivá.

6. A felfelé mozgó labdára hat a gravitáció lefelé. A mozgási energia átalakul helyzeti energiává, majd visszapottyanáskor a helyzeti vissza mozgásivá. Ütközés, kezdődik minden elölről.

7. A lada néhány pattogás után a földön marad (megáll). elfogyott az energiája. Ez nem meglepő, minden mozgása során az előbbre jutáshoz odébb kellett taszítania az útjában álló álló levegőrészeket. Azok apránként elvették tőle az összes mozgási energiáját, ők meg továbbadták a szomszédos levegőnek, míg egy jó csomó levegőrész között oszlott el a mozgási energia, és már nem tudjuk kimutatni egy levegőrészen. Szóval a karunk munkája sok sok átalakulás után a levegőben enyészett el. Pár foton formájában tán most is száguld, ha nem került útjába valami.

4:

Az energia egy négyesvektor 0. komponense, nem egy skalár.

Az energia egy állapot, nem épül fel alkotóelemekből úgy mint egy anyag.

A foton NEM anyag, a foton az a részecske ami az elektromágneses hullámokat (pl. fényt) alkotja. Nincs is tömege, csak egy "energiacsomag" ami akkor keletkezik, ha atomi/részecskei szinten energiacsökkenés történik, mert így adódik le az energia. Pl. egy atomban az elektron egy külső elektronhéjon van, de visszaesik egy belső elektronhéjra.

Létezik tömeg-energia átalakulás. Három esetben van ilyen.

1. Atommag tömege kisebb mint ha külön, nem magban mérnéd meg az abban lévő protonokat és neutronokat, ugyanis a tömegük egy része átalakul az atommagot összetartó energiává. Hogy mekkora energia mekkora tömegvesztést jelent, azt a híres E=mc2 írja le. (E az energia, m a tömegváltozás, a c pedig egy állandó)

2. Nagy energiájú fotonok átalakulhatnak egy elektronná és egy pozitronná. (Szintén E=mc2 írja le, az m az elektron és pozitron együttes tömege, az E az ahhoz szükséges energiájú foton.)

3. Ha egy elektron és egy pozitron találkozik, akkor foton szabadul fel, és az elektron és a pozitron megsemmisül (A foton energiája pedig ugye E=mc2). Ez a 2. pontnak az ellentéte.

Bár a 2. és 3. pont más részecskékkel is előfordulhat, pl. proton-antiproton, müon-antimüon.

Ezt tudom hogy nehéz elképzelni, csodálkoznék h a világon bárki értené, de hidd el hogy így van!