Τι γίνεται με την ενέργεια; Κακοποιείται;

Σε διπλανή ανάρτηση του Τάσου Αθανασιάδη: Τι αποθηκεύεται στο ελατήριο; έχει γίνει μια ανταλλαγή επιχειρημάτων για το ελατήριο και το αν είναι αντικείμενο το οποίο μελετάμε ή ένα μοντέλο που απλά “υλοποιεί” ένα πεδίο δύναμης της μορφής F=-Dx. Στη συζήτηση παρενέβη ο Νίκος Παναγιωτίδης, γράφοντας:

“Τι είναι η ενέργεια; η ενέργεια είναι ιδιότητα των σωμάτων. Μπορεί να μετρηθεί έμμεσα μετρώντας άλλες ιδιότητες (πχ ταχύτητα, θερμοκρασία) και δίνοντας τις τιμές αυτών στη συναρτησιακή σχέση που τις συνδέει με την ενέργεια.

Η ενέργεια δεν “αποθηκεύεται”. Η ενέργεια δεν “μεταφέρεται”. Η ενέργεια απλώς “μεταβάλλεται”. Και η μεταβολή της είναι ίση με το έργο που έγινε στο σύστημα.”

Προτείνω λοιπόν να συζητήσουμε τις θέσεις αυτές, σε ξεχωριστή συζήτηση, κάνοντας και αρχή στη νέα χρονιά.

Τι λέτε συνάδελφοι; Η ενέργεια δεν αποθηκεύεται; Είναι λάθος να μιλάμε για αποθήκες ενέργειας;

Δεν μεταφέρεται η ενέργεια; Στο σχήμα που  δίνεται παραπάνω, αν πάρω ως σύστημα ελατήριο – σώμα Α, πράγματι η ενέργειά του παραμένει σταθερή, αφού δεν παράγεται έργο πάνω στο σύστημα.

Αν πάρω ΜΟΝΟ το σώμα Α, δεν παράγεται έργο πάνω του από την δύναμη F; Μέσω αυτού του έργου, δεν κερδίζει ενέργεια το σώμα Α; Και αν παράγεται έργο, ποιος ασκεί αυτή τη  δύναμη; Δεν είναι το ελατήριο; Και δεν μειώνεται η ενέργεια του ελατηρίου, αφού παράγει έργο;

Αλλά τότε μέσω αυτής της αλληλεπίδρασης, δεν μεταφέρεται τελικά ενέργεια από το ελατήριο στο σώμα Α;

Τι ακριβώς εννοεί ο Νίκος; Και, τι λέτε εσείς συνάδελφοι;

 

Loading

Subscribe
Ειδοποίηση για
125 Σχόλια
Inline Feedbacks
Όλα τα σχόλια
Στάθης Λεβέτας
Αρχισυντάκτης
13/09/2018 12:33 ΠΜ
Απάντηση σε  Διονύσης Μάργαρης

Διονύση από ότι ξέρω δεν έχει αποδείξει κάποιος ότι είναι μηδέν. Αλλά αν το σύμπαν είναι ομογενες (όπως φαίνεται να είναι σε μεγάλη κλίμακα) τότε η συνολικη ενέργεια όλων των σωματιδίων του και των αλληλεπιδρασεων τους αντισταθμιζεται πλήρως από την αρνητική ενέργεια των βαρυτικων τους αλληλεπιδρασεων. 

Δεν έχω δει τον υπολογισμό, αλλά τον υποστηρίζουν πολλοί κοσμολογοι, όπως ο Hawkins και ο Alan Guth (ο βασικός εισηγητής της θεωρίας του πληθωρισμού). 

Νίκος Παναγιωτίδης
13/09/2018 10:05 ΠΜ

Αστειευόμενος, Διονύση, πήρα αυτή τη συζήτηση σαν αγώνα. Ο αριστερός αριθμός στο σκορ ήταν αυτοί που υποστήριζαν την άποψή μας και ο δεξιός οι αντίπαλοι. (Για την ακρίβεια έχουμε κι άλλους υποστηρικές, τον ΚΥΡ συγκεκριμένα, γιατί, απ΄ ότι κατάλαβα, διδάσκει την ενέργεια βασιζόμενος στο έργο).

Η φυσική είναι πειραματική επιστήμη (τουλάχιστον έτσι ξεκινούσε το μάθημα ο Λ.Ρ. στο Α΄ έτος) και ο ορισμός μιας ποσότητας πρέπει να μας δίνει τη δυνατότητα να την μετρήσουμε.

Μπορεί η ενέργεια να μετρηθεί; Η ενέργεια καθ΄ αυτή όχι, αλλά οι μεταβολές της μπορούν. Αλλά, όταν κάποιος καταλήγει σε κάποια τιμή για την ενέργειας ενός συστηματος, η τιμή αυτή προέκυψε επειδή θεώρησε, σιωπηρά ίσως, ότι κάποια συγκεκριμένη κατάσταση του συστήματος είχε μηδενική ενέργεια.

Ώστε, μηδενίζοντας αυθαίρετα την ενέργεια κάποιας κατάστασης του συστήματος, μπορούμε να ξέρουμε την ενέργεια κάθε κατάστασής του.

Έτσι ξέρουμε ότι μια ποσότητα ζεστού νερού έχει ενέργεια CT. Έτσι ξέρουμε την ενέργεια ενός αυτοκινήτου που τρέχει. Έτσι ξέρουμε την ενέργεια μιας ηλεκτρικής χωρητικότητας με τάση V ή μιας αυτεπαγωγής που διαρρέεται από ρεύμα Ι.

Κάποιοι επιμένουν εν΄ τούτοις ότι: "η ενέργεια είναι πρωταρχική έννοια". Αλλά τότε πως προκύπτει η ενέργεια μιας ποσότητας ζεστού νερού; πως προκύπτει η ενέργεια ενός κινούμενου σώματος;

Θεωρώντας ότι η ενέργεια του ζεστού νερού προκύπτει με πειράματα μεταφοράς ενέργειας, απλώς μεταθέτουμε το πρόβλημα. Γιατί, έστω ότι η αύξηση της θερμοκρασία πετυχαίνεται με τριβή. Αν μέσα στο νερό περιστρέφεται μια φτερωτή, λόγω της τριβής της κίνησης αυξάνεται η θερμοκρασία του.

Πως περιστρέφεται η φτερωτή; ανεβάζοντας κάποια βάρη σε κάποιο ύψος και αφήνοντας τα να πέσουν, κινείται ο μηχανισμός περιστροφής της φτερωτής. Η παρεχόμενη ενέργεια είναι η δυναμική ενέργεια των βαρών.

Καμμία αντίρρηση. Η ερώτηση που πρέπει να απαντηθεί όμως τώρα είναι: από που προέκυψε η τιμή της ενέργειας των βαρών; Ας μην απαντήσουμε και δω "με βάση τη μεταβολή της ενέργειας του συστήματος που σήκωσε τα βάρη". Γιατί αν συνεχίσουμε έτσι δεν τελειώνουμε ποτέ. Ας απαντήσουμε: με βάση το έργο που κάναμε για να τα σηκώσουμε.

Να λοιπόν γιατί στη βάση όλων είναι το έργο.

Αρης Αλεβίζος
Αρχισυντάκτης
13/09/2018 12:26 ΜΜ

Καλημέρα Διονύση.

Σου “ξέθαψα” (κατά την δική σου ορολογία) το άρθρο

-η ενέργεια δεν είναι η ικανότητα παραγωγής έργου-

Υπάρχει και στο περιοδικό της  εεφ  “επιθεώρηση φυσικής” τόμος 1ος, τεύχος 1ο, 1979.

 

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Καλησπέρα παιδιά.

Όντως Νίκο αυτό κάνω. Μου άρεσε το άρθρο Κουμαρά, όμως θα ήθελα να δω παρουσίαση του όλου θέματος για Α' Λυκείου που δεν ξεκινάει από το έργο. Μου μοιάζει δύσκολη και κυκλική.

Νίκος Παναγιωτίδης

Από ότι θυμάμαι, Γιάννη, το βιβλίο όντως ξεκινάει από το έργο. Εν τούτοις δεν θεωρεί το έργο το θεμέλιο πάνω στο οποίο οικοδομείται η έννοια της ενέργειας. Το θεωρεί μάλλον σαν τον μηχανισμό μεταφοράς/μετατροπής της ενέργειας.

Σε παλιότερη συζήτηση που κάναμε, και προκειμένου να δείξω ότι μπορεί ένα σύστημα να παράγει έργο χωρίς να είναι προφανής κάποια μεταφορά ενέργειας ανέφερα το εξής παράδειγμα: έστω ότι μετατρέπουμε νερό σε πάγο υπό ατμοσφαιρική πίεση Ρ. Ξέρουμε ότι θα υπάρχει μια αύξηση του όγκου ΔV. Το γινόμενο ΡΔV είναι το έργο που θα παραχθεί στην ατμόσφαιρα εξ αιτίας της διαστολής. Ποιά είναι εδώ η μεταφορά/μετατροπή ενέργειας; (όταν έκανα αυτή τη συζήτηση με τον Ανδρέα, μου απάντησε πως το έργο αυτό είναι πολύ μικρό και δεν υπάρχει λόγος να το συζητάμε).

Να τώρα ένα παράδειγμα στο οποίο μπορεί να έχουμε αύξηση μηχανικής ενέργειας χωρίς έργο:

Έχουμε ένα κλειστό γυάλινο δοχείο, λίγο νερό στον πάτο του και κορεσμένους ατμούς στον υπόλοιπο χώρο του. Αν κατεβάσουμε ελαφρώς τη θερμοκρασία του γυαλιού στο πάνω μέρος του, θα συμπυκνωθούν κάποιοι ατμοί και θα εμφανιστούν σταγονίδια νερού σε κείνο το μέρος του δοχείου. Οι ατμοί θα γίνουν υπόκοροι και αυτό θα οδηγήσει σε εξάτμηση νερού μέχρι οι ατμοί να γίνουν πάλι κορεσμένοι.

Το συνολικό αποτέλεσμα θα είναι μεταφορά νερού από το κάτω μέρος του δοχείου στα τοιχώματα μιας περιοχής σε πιο μεγάλο ύψος. Επομένως, θα έχουμε αύξηση της δυναμικής ενέργειας. Αλλά δεν έγινε καθόλου έργο.

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Με το άρθρο Κουμαρά αλλά και αυτό που μετέφερε ο Κώστας Παπαδάκης εντοπίζεται σοβαρό πρόβλημα.

Και εσύ εντοπίζεις περίεργες μεταφορές ενέργειας στις οποίες δεν φαίνεται παραγωγή έργου. Έχουμε παραγωγή έργου στον μικρόκοσμο στην περίπτωση των ατμών που αναφέρεις;

Επανερχόμενος στο θέμα της κακοποίησης, που έγκειται αυτή;

Κακοποίηση είναι το να προτάσσουμε την ενέργεια ή το να λέμε ότι "ενέργεια έχει ένα σύστημα όταν έχει την δυνατότητα παραγωγής έργου;

Αναμένω την εξέλιξη της συζήτησης.

Νίκος Παναγιωτίδης

Γιάννη. όταν κάποιος ισχυρίζεται ότι "έργο είναι η μεταβολή/μεταφορά/μετατροπή ενέργειας" εννοεί ότι το έργο αυτό εμφανίζεται στον μακρόκοσμο κι όχι στον μικρόκοσμο. (Για να είμαι ακριβής οι συγγραφείς γράφουν ότι έργο είναι η μεταφορά/μετατροπή ενέργειας και δεν γράφουν για την μεταβολή. Εγώ όμως υποθέτω ότι θα έπρεπε να είχαν προσθέσει και την μεταβολή. Μάλλον το ξέχασαν).

Κακοποίηση είναι να θεωρούμε την ενέργεια "θεμελιώδη όρο μη αποδεχόμενο ορισμού". Θεωρώ ότι ο Α΄ Νόμος της Θερμοδυναμικής, εκτός από νόμος, είναι και ορισμός της ενέργειας. Αυτός ο νόμος είναι μια σχέση που συνδέει το ΔU, το W και το Q. Όταν και οι τρεις αυτές ποσότητες είναι γνωστές μέσω πειράματων, έχει την ισχύ νόμου. Όταν όμως γνωστά είναι μόνον τα W και Q, έχει την ισχύ ορισμού του ΔU.

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Καταλαβαίνω.

Πως όμως θα παρουσιάσουμε την ενέργεια σε παιδιά Α'  Λυκείου;

Το έργο μπορούμε να το ορίσουμε. Τι θα πούμε ότι είναι η ενέργεια;

 

Πάνος Μουρούζης
13/09/2018 6:16 ΜΜ

Τι μου θυμίζετε φίλοι μου. 2001 αν θυμάμαι καλά. Πρόγραμμα κινητικότητας με θέμα την Ενέργεια. Κασσέτας, Μαυρόπουλος, Τσαούσης, Τσαπαρλής στην Κέρκυρα. Ωραίοι φίλοι, ωραίοι άνθρωποι, ωραίες αναμνήσεις. Ένας λιγότερος στο σημερινό παρουσιολόγιο.

Μια φετινή ομιλία μου στο Ιόνιο Πανεπιστήμιο για το ευρύ κοινό. Τίτλος ” ΕΝΕΡΓΕΙΑ- ΤΟ ΠΙΟ ΠΑΡΕΞΗΓΗΜΕΝΟ ΦΥΣΙΚΟ ΜΕΓΕΘΟΣ”

Η ομιλία σε ppt αλλά και ζωντανή στο youtube για όσους έχουν την υπομονή να την ακούσουν, με κλικ εδώ.

 

Πάνος Μουρούζης
13/09/2018 6:25 ΜΜ

Επειδή δεν βλέπω να λειτουργεί ο σύνδεσμος δίνω ξεχωριστά τους συνδέσμους

για το ppt :  http://dide.ker.sch.gr/ekfe/epiloges/10_ergasies_syn/ergasies/astr_16_4_2018_ionio_panep/energy.ppt

για το youtube:

https://www.youtube.com/watch?v=GVr6eMQDSTE