注册 登录  
 加关注
   显示下一条  |  关闭
温馨提示!由于新浪微博认证机制调整,您的新浪微博帐号绑定已过期,请重新绑定!立即重新绑定新浪微博》  |  关闭

科学新思维

科学探索

 
 
 

日志

 
 

能量的本质与表现  

2011-03-19 13:09:46|  分类: 量子力学 |  标签: |举报 |字号 订阅

  下载LOFTER 我的照片书  |
 
                   能量的本质与表现
作者 天津滨海新区李新民
  1.      能量储存在物质运动中,或是储存在系统中,或是储存在电磁波的运动中。能量在经典力学和热力学中处于中心位置,也是自然科学最基础的概念。运动着的物体和受力作用的物体都储存着能量,机械能就是物体动能和势能的储存,机械能的释放就是物体动能和势能的释放。一个质量为m,速度为v,高度为h的物体其动能是,势能是E=mgh 。机械能,化学能,电磁能和辐射能等各种能量之间相互转化与传递的发现奠定了能量守恒定律。各种能量之间相互转化与传递是通过物体对外施加力或做功的形式表现出来的。我们知道,做功必须是一个物体对另一个物体施加作用力才能将力和能量传递或转化为其它形式的能量,这个物体必须和另一个物体进行接触才能进行力和能量的传递,才能将能量转化为形式。机械能是动能和势能的储存,机械能的释放是动能和势能的释放。机械能的释放是做功大小的表现,是作用力的传递,是动量的传递。动量P与力F必须是运动体之间的接触才能传递。因为一个运动物体是不携带力的,机械能只能是动量的储存,机械能的传递与释放也只能是动量传递与释放。能量不是一种客体的物质存在形式,能量通过物体之间的接触,传递动量,产生作用力,然后将作用力进行传递。一个外力作用物体,这个外力就做功;能量的大小是做功大小的表现。能源,燃料等不是机械能的储存,就是电磁能的储存,通过破坏物质结构就能将物质中储存的机械能和电磁能释放出来。机械能,热能,化学能,电磁能,辐射能等各种形式的能都是机械能和电磁能不同层次的表现。物体能量的传递是动量的传递,动量传递产生相互作用力,也产生力的传递;而这些传递是经过物体之间的接触才能进行,即力的产生和传递必须经过运动客体之间的接触才能完成。
  2.       力是什么?这个问题在科学中没有任何答案。物理学中,力是一个没有定义的,约定成俗的概念。两个运动的物体接触才能产生作用力和反作用力,对物体施加力产生运动,对运动的阻碍产生力,孤独运动的物体不携带力的,孤独运动的物体只携带动量;对孤独运动的物体阻碍就会对阻碍物做功,释放和传递能量,即动量的传递与释放产生能量,能量是动量变化程度的度量。
  3.       F=ma                                         (1)
  4.                                       (2)
  5.       E= mgh                                       (3)
  6.       P=mv                                           (4)
  7.        能量的导数是动量,度量P的导数是F。能量的转化与释放——>度量的转化与释放——>力的产生于传递。能量的本质是度量的储存与传递,力的本质是动量的释放与传递。传递动量产生力,也就传递能量;消耗力也就消耗能量。例如,一个推一辆重车的人,不管他是否推动车,他都消耗体力了,也消耗能量,也将力和能量传递给车了。
  8.       在热力学中,流入的热量Q与系统对外所做的功W,涉及的是系统与环境的能量交换(热量交换)。当能量(热量)Q注入系统,Q取正号,这时W表示对外做的功。如果经历一个循环,回到初态,那么Q=W。若系统不从环境(外界)吸收能量就不会对外做功传递能量。我们知道热力学中四个态函数,压强P,体积V,温度T,内能U恰好分两组,P与T属于所谓的“强度量”;V与U属于所谓的“广延量”。强度量是反映系统能量大小的一个重要指标,广延量是反映系统状态的指标。能量的转化与释放是强度量的转化与变化。有热就有膨胀,有膨胀就有能量;温度越高膨胀力越大,压强也就越大。热的本质是电磁波。在物质结构中和热力学系统中,存在的热就是电磁波。电磁波频率越高,能量子密度越高,系统的温度就越高,系统的膨胀力(压强)也就越大。系统中充满了气体分子或液体分子,在分子之间充满了一定密度的电磁波。电磁波能量子的膨胀力作用于分子,使分子运动速度加快,表现为:温度升高分子热运动加快,热的本质是电磁波;热分子运动不是热的本质是热的表现形式之一。热的传递是能量子膨胀力的传递;热的释放是能量子膨胀力的释放。系统温度高,压强就大,能量子密度就高,系统的膨胀力就大,系统的能量就多。热力学第一定律是系统膨胀力传递与转化的能量守恒定律;热力学第二定律是系统膨胀力传递方向的规律,也就是电磁波能量子膨胀扩散方向的规律。系统膨胀力对外做功表现为能量的释放。以上我们讨论了两种运动携带的能量形式:1运动物体携带动量通过接触作用,表现为释放或传递能量;2电磁波能量子携带膨胀力,可以直接进行力的传递和释放,表现为能量的传递与释放。两种能量与两种力的形式归纳如下:
  9. 1 运动物体之间进行动量传递才产生力和能量
  10. 2 电磁波能量子自身就携带力和能量
  11. 3 力是通过接触才能进行传递和转化,不管这个力是什么力
  12. 3 能量也是通过接触才能进行传递和转化
  13. 4 力的原函数是动量;动量的原函数是能量。
  14. 5 力的定义:力是动量的导数,两个运动客体接触作用才能产生和传递力的,对客体施加力而运动,运动体受阻碍产生力。
  15. 6 物体之间的力是通过相互作用才能产生,电磁波能量子自身就携带膨胀力,这是物质与电磁波的本质区别。
  16. 7 电磁波的能量是膨胀力的储存与释放
  17. 8 电磁波是能量和膨胀力快速衰减的运动,光是电磁波的一种,因此,光的传播时间和距离是有限的。
  18. 9 光是光子膨胀力衰减的运动。在波射线方向,后方的光子依靠膨胀力推动前方的光子前进,形成光的运动。光依靠膨胀力运动光就应该是加速的运动;由于真空不空,真空存在基态电磁波和CMB,真空对光速有阻尼作用。当光的膨胀力小于阻尼力时,光作减速运动。
  19. 10 既然电磁波是能量子自由膨胀的运动,那么能量子一定会衰减到无膨胀力,无能量。无温度的基态形式——基态电磁波
  20.       熵概念的引入可谓石破天惊,熵能之争谁执牛耳一直存在争论。存在:能量是宇宙的主宰,而熵是影子与熵相当于企业的经理,能量相当于簿记员,两种对立的看法。
  21.     S=a/TV                                           (5)
  22.  △S=a/T△V                                       (6)
  23. 式中S是熵, △S是熵增量,a是系统中电磁波能量子的密度,T是系统的温度。V是系统的体积,△V是系统体积的膨胀量。(5)和(6)的证明与推导及a/T是一个普适的常量,见文章最后列出的参考文章。系统膨胀,系统的体积就增大,a和T都减小,而比值a/T不变。将(5)式变换得
  24.     S=aV/T                                            (7)
  25. (7)式中的aV是系统中电磁波能量子的总量。由于系统中电磁波的总量不变,系统体积膨胀,体积增大。温度就降低,(7)式中的熵必然增大。熵增方向代表电磁波的膨胀方向,也就是热力学第二定律的方向。熵增导致能量贬值,这也是热力学第二定律的关键所在,其在生产实践中的重要意义亦在于此。能量是做功大小的度量,熵是能量贬值程度的度量。
  26.       能量是从科学基础一直到科学前沿的最基本最中心的概念,整个科学就是能量和相互作用力关系的学问。能量是科学出现频率最高的词之一,用的最广泛最滥的词,也是科学最模糊,最模棱两可的概念。在基础力学中,能量被定义为运动的储存——动能和势能的储存。在化学中,化学能是分子动能和势能的储存。到了相对论,量子力学,量子场论和科学前沿,能量就变成了一种客体存在物了。基础力学和化学的能量是对系统作功的表现——作功大小的度量,这时的能量是一个描述物理量。而到了相对论,量子力学,量子场论和科学前沿中的能量就变成了:能量是物质的一种存在形式,如质能转换,暗能量,真空能量,负能量,宇宙常数,反物质等。也就是说从相对论诞生以来物理学延拓出来的能量概念是不加定义的,是科学家随意滥用的。运动储存能量,力也储存能量,能量是运动和力释放大小的度量。能量虽然是一个常用和非常基础的物理概念,但同时也是一个往往被科学家忽略的,想当然的物理量。科学家往往把生活中的经验和感受带进物理学,不加思索地认为能量就是作功的一种物质存在形式,如能量有膨胀性。并认为有能量的物质存在它就永远能作功。如果是这样,我们可以问:暗能量,真空能量只要存在就永远作功,而作功就要消耗力,那么能量物质(暗能量,真空能量)永恒不变的力是从那里来的?能量是科学最基础的概念,如今科学家则把它当做一个最简单,最容易,想当然的不用定义的物理概念。暗物质,宇宙大爆炸理论,反物质,质能转换,真空产生粒子,上帝粒子等都是在科学家愚蠢到不知道能量是什么的情况下产生的奇谈怪论。
  27.       能量到底是一种物质存在形式还是一种对运动过程的描述或度量?科学是建立在能量和力这两个概念的基础之上的,如果科学放弃或不认真对待能量的定义(本质),那么科学就无法真实地反映客观世界。我们知道运动体作用于它物体,对它物体作功,表现为能量;同时力作用于它物体也作功,也表现为能量。而力是有运动接触他物体,才能表现的。即力是一个运动物体作用于它物体的表现。这样来说,力也是相互作用的运动物体表现出来的,即力也是一个描述物理量。因此我们得到:运动是本质,能量和力是运动的表现和描述。我们可以将运动称为存在物理量,将力和能量称为描述物理量。客观运动表明:微观物质粒子无不是处在高速的加速运动中。电子绕原子核高速运转,质子在原子核作高频振动,电子和质子还在高速的自旋。根据牛顿第二定律,所有物质粒子的加速运动都有一个外力作用于粒子上。现代科学坚持认为:物质是客观的唯一存在,宇宙是物质组成的。如果宇宙是物质组成的,宇宙中的物质粒子又都处在不停地加速中,那么作用于物质粒子产生加速度的所有的外力必定不是自身提供的,必定存在一个外力作用于物质,使物质产生加速运动。即一定存在一种不同于物质的运动形式的运动体,不需要外力提供的运动体。也就是说客观存在的运动体有物质和非物质之分。这是对能量认识清楚带来的重大发现,是具有里程碑意义。
  28.       我们现在讨论运动和力的关系,在基础力学中,运动和力的一些关系没有讨论。力:一个物体作用于另一个物体,另一个物体才能感到力的作用。也就是说一个物体的力传给另一个物体,它们必须接触作用才能进行传递。两运动物体接触作用或碰撞,由于两物体运动速度不同,两物体接触作用就会产生给对方的作用力。例如甲物体对乙物体运动有阻碍作用,乙就产生一个力作用于甲物体,甲也产生一个反作用力作用于乙。这说明:物体之间产生的力是一个运动物体对另一个运动物体的阻碍产生的,并且力是通过接触从一个物体才能传递到另一个物体。到此我们得到的结论是:运动产生力,力是通过物体的接触传递的。另外根据牛顿第二定律:物体要运动和物体的加速运动,必须有外力作用物体,而力传递到另一个物体需要运动才能产生。这样我们得出:运动产生力,力又传递运动。力和运动的关系只在物质身上表现显然是荒谬的。我们正是用力和运动的形式推论非物质的存在,并以此划分物质和非物质的。物质运动是轨道运动,自旋和振动;物质运动需要有一个外力支持;物质运动的传递就是运动的多米诺效应,这是物质的性质。于此不同的就是非物质,非物质要求1支持运动的力不是外力,是内部力(膨胀力)。2运动不是轨道运动,不是自旋运动和振动运动,而是其他运动形式。在自然界中,热辐射波,光等各种电磁波具有热膨胀运动,它们符合非物质这两个要求。
  29.     以上我们通过科学结果,物理定律和逻辑推理证明了非物质的存在的同时,还证明 1运动产生力,力又传递运动。2物质之间传递力必须通过接触才能传递。有力作用于物体就会对物体作功,表现出能量的性质。由于运动又产生力,运动作用于物体也能对物体作功。因此物质能量是力和运动的储存。由此我们得出:电磁波的能量是能量子力膨胀力作用的表现;物质的能量是动量的储存,释放与传递。运动是客观存在的,力和能量是它们作用的表现形式,运动是本质,力和能量是形式;运动是本质,力是比能量更基本的物理概念。通过以上分析我们发现了不同于物质运动形式的非物质运动存在,通过客观运动形式的不同表现,我们就可以将客观运动划分为物质运动和非物质运动。如果我们不进行这样的划分,把运动的都看成是物质运动,我们将永远会被运动困惑着。
  30.       能量的本质搞清楚了——能量是运动的储存。不论是物质还是非物质,运动的储存量不可能是无限大的,也不可能永恒地释放运动。即物质储存的能量是有限的,非物质膨胀运动的膨胀时间也是有限的。又此可推论1:光是非物质,光的传播距离和运动时间是有限的。推论2:光和热辐射波等电磁波运动到一定时间会停止运动,变成一种它们的基态形式——基态非物质。推论3:光和热辐射波等电磁波不可能一直由星体产生,即物质不可能产生非物质 ,不然宇宙很快就会消亡的,因此宇宙一定会有产生光和热辐射波等电磁波的“源泉”。即光和热辐射波等电磁波和它们的基态形式是相互转换的。推论4:热辐射波等电磁波形式和基态非物质的相互转换不可能是自动的,一定是在物质的参与下完成的。推论5:物质运动是在参与光,热辐射波等电磁波和它们的基态形式相互转换的非物质运动中产生的。从以上五个推论我们不但给科学一个坚实的基础,同时能描绘出宇宙的真实画面。
  31. 参考文章

 

能量是科学最模糊概念》http://188189189.blog.163.com/blog/static/134391435201117911724/

熵能之争谁执牛耳》

http://188189189.blog.163.com/blog/static/13439143520106123212789/

光的本质和性质》

 
《几个基本物理概念的本质》
熵的本质揭秘》
宇宙“热寂”的终结》
《新原子模型与精细结构常数的推导》
《波的本质》
《李氏降妖显神通》
《万有引力的本质和性质》
宇宙真相》
能量的本质》
熵的本质和统一》


  评论这张
 
阅读(548)| 评论(5)
推荐 转载

历史上的今天

评论

<#--最新日志,群博日志--> <#--推荐日志--> <#--引用记录--> <#--博主推荐--> <#--随机阅读--> <#--首页推荐--> <#--历史上的今天--> <#--被推荐日志--> <#--上一篇,下一篇--> <#-- 热度 --> <#-- 网易新闻广告 --> <#--右边模块结构--> <#--评论模块结构--> <#--引用模块结构--> <#--博主发起的投票-->
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

页脚

网易公司版权所有 ©1997-2017