О законах сохранения в физике

О законах сохранения в физике [c.58]

Сделаем теперь краткий обзор формулировок II начала, предшествовавших данной Клаузиусом в 1865 г. и ставших в некотором смысле историческими . Их словесная форма и откровенная наглядность подкупают, но эта литературная форма требует определенных пояснений и математической конкретизации, без которых их просто невозможно привести к рабочей форме (II). Заметим, что если при формулировке основ целого научного раздела необходимо принять некоторое число исходных (что значит недоказуемых в рамках данного подхода) положений (которые можно назвать аксиомами, началами, законами и т. п.), то с точки зрения дела безразлично, в какой форме это будет сделано, в категорической (как это любят делать математики) или в завуалированной и требующей дополнительных разъяснений. Ведь помимо всем нам известных законов сохранения в физике есть еще и общий исходящий из требований логики (если конечно, она не женская ) закон сохранения идей исходных положений, и если какое-нибудь научное направление, отображающее определенный круг явлений природы, основывается на конкретных вложенных в него исходных положениях, то незаметно протащить хотя бы часть из них просто нельзя можно обмануть людей, но не природу. Предпринималось много попыток вывести II начало из более общих представлений. Еще в прошлом веке упоминавшийся нами Ренкин потратил много сил, чтобы из I начала и своих представлений о природе теплового движения получить (II). [c.67]

Это показывает, что закон сохранения энергии в теоретической механике понимается в более ограниченном смысле, нежели в физике. В задачах механики мы говорим о законе сохранения энергии по отношению к изолированному объекту (например, материальной точке), в то время как в физике этот закон трактуется в отношении некоторой изолированной системы. Так, например, рассматривая падение точки в поле силы тяжести с учетом сопротивления воздуха, мы можем утверждать, что закон сохранения механической энергии (107) не будет иметь места по отношению к рассматриваемой точке, ибо механическая энергия благодаря трению рассеивается и переходит в теплоту. Физический закон сохранения энергии выполняется, если выбрать соответствующую замкнутую систему. [c.223]

Законы сохранения выражают фундаментальные свойства природы — эту истину мы осознали еще в школьные годы, когда узнали о законе сохранения материи и энергии. Физика частиц существенно приумножила число известных законов сохранения, выявив нри этом и такие, для которых существует иерархия взаимодействий в более сильных они выполняются, в более слабых — пет. [c.115]

В этом пункте мы сделаем несколько замечаний о смысле законов сохранения. Сначала эти законы понимались просто как эмпирические закономерности. Однако универсальность и точность соблюдения этих законов ясно показывают, что они должны иметь какое-то глубокое физическое обоснование. Еще более разительным фактом является живучесть законов сохранения. Закон сохранения энергии был открыт в эпоху классической физики. Но он остался и в теории относительности, и в квантовой механике, пережив коренную ломку многих понятий и законов, казавшихся незыблемыми и даже самоочевидными. [c.282]

В заключение же этого пункта сделаем еще одно замечание общего характера о важности законов сохранения для науки в целом. Мы привыкли подчеркивать изменчивость окружающего нас мира. Но не надо забывать и о том, что говорить об изменениях можно лишь на фоне чего-то неменяющегося. Основу для такого неизменного фона в физике и дают законы сохранения. [c.283]

Уравнения такого типа прекрасно известны из физики сплошных сред это не что иное, как уравнение локального баланса. Интерпретация его членов хорошо известна. При = О уравнение (12.1.19) превращается в уравнение, выражающее закон сохранения величины В. В самом деле, интегрируя оба этих члена по объему произвольной пространственной области, получаем на основе теоремы Гаусса, что скорость изменения величины В в данном объеме равна потоку В через поверхность этой области. В данном случае величина В не может ни возникать, ни поглощаться внутри объема она может изменяться в силу лишь притока либо оттока из любого заданного объема — каков бы ни был механизм такого изменения. Если же источник а в отличен от нуля, то он описывает возникновение или поглощение В только внутри указанного объема без учета потока через границы. [c.54]

Появлению в физике понятий работа , энергия и закон сохранения энергии предшествовал долгий период накопления человеком знаний о природе, о мире, о законах, которым подчиняются все явления во Вселенной. [c.257]

Пока не получено никаких данных, которые говорили бы о том, что в биологических процессах может нарушаться первый закон термодинамики — сохранение энергии. Мы но сможем работать, если не будем питаться. Биологические наблюдения играли важную роль при открытии первого закона. Насколько мы сейчас знаем, не существует такой формы энергии, которая была бы характерна исключительно для живых организмов любой впд энергии, с которым мы сталкиваемся при рассмотрении биологических процессов, можно полностью объяснить, обращаясь к физике или химии. Каким бы сложным ни казался биологический процесс, всегда оказывается, что баланс энергии выполняется в нем строжайшим образом. [c.256]

Признанию закона сохранения энергии после работы Гельмгольца О сохранении силы способствовало также и то, что этот закон в ней был изложен точным научным языком и, что особенно важно, он был применен ко многим областям физики и физиологии. [c.551]

Большое место в этой книге занимает разд. 1— Историческое развитие закона (95 страниц). В нем автор показывает эволюцию взглядов, которые привели к установлению в науке понятия энергии, а затем к установлению закона сохранения энергии. Этот раздел начинается следующим высказыванием автора Фундамент современного здания точных наук о природе образуют два закона принцип сохранения материи и принцип сохранения энергии. Они обладают бесспорным преимуществом по сравнению со всеми другими общими законами физики . И дальше .. . признание принципа сохранения энергии образует единственный общий исходный пункт для всех претендующих на приемлемость теорий . [c.600]

Сделаем теперь краткий обзор формулировок II начала, предшествовавших данной Клаузиусом в 1865 г. и ставших в некотором смысле историческими . Их словесная форма и откровенная наглядность подкупают, но эта литературная форма требует определенных пояснений и математической конкретизации, без которых их просто невозможно привести к рабочей форме (II). Заметим, что если при формулировке основ целого научного раздела необходимо принять некоторое число исходных (что значит недоказуемых в рамках данного подхода) положений (которые можно назвать аксиомами, началами, законами и т. п.), то с точки зрения дела безразлично, в какой форме это будет сделано, в категорической (как это любят делать математики) или в завуалированной и требующей дополнительных разъяснений. Ведь помимо всем нам известных законов сохранения в физике есть еще и общий исходящий из требований логики (если, конечно, она не женская ) закон сохранения идей исходных положений, и если какое-нибудь научное направление, отображающее определенный круг явлений природы, основывается на конкретных вложенных в него исходных положениях, то незаметно протащить хотя бы часть из них просто нельзя можно обмануть людей, но не природу. Предпринималось много попыток вывести II начало из более общих представлений. Еще в прошлом веке упоминавшийся нами Ренкин потратул много сил, чтобы из I начала и своих представлений о природе теплового движения получить (II). В дальнейшем предпринимались попытки микроскопического подхода к этому вопросу (речь идет пока о равновесной теории и квазистатических переходах), но их действительная стоимость, пожалуй, эквивалентна стоимости попыток микроскопического объяснения, что такое температура. И не случайно поэтому в 1 в качестве одного из основных признаков термодинамических систем мы поставили их свойство удовлетворять всем трем началам термодинамики. [c.53]

Однако работ, в которых бы формулировались и исследовались общие принципы классификации, известно мало (см., например, [34, 35]). И вместе с тем множество трудов посвящено непосредственно разработке классификаций наук, форм движения, видов взаимодействий, физических явлений, а в последнее время — элементарных частиц. Классификации же видов энергии ни философы, ни физики, ни инженеры внимания не уделяли, если не считать произвольных перечислений видов энергии, приводимых с начала XIX в. Гровом, Ренкиным, Майером, Гельмгольцем, Планком и авторами многочисленных учебников но физике, начиная с Хвольсона и кончая Фейнманом. Даже само понятие классификация видов энергии употребляется очень редко. В качестве примеров таких работ можно назвать Лекции по термодинамике К. А. Путилова, изданные впервые в 1939 г. [36], и монографию О законе сохранения и превращения энергии Р. Г. Геворкяна, изданную в 1960 г. [37]. Однако в первой книге нет обоснования приводимых перечислений видов энергии для различных наук, а во второй книге при наличии обоснований и даже закона сохранения вида энергии нет... классификации. [c.22]

В 1848 г., т. е. за 14 лет до статьи И. П. Алымова в журнале Московитяиин , М. Ф. Спасским был опубликован перевод статьи Обзор по физике , написанной английским ученым Гровом, в которой рассматривался вопрос о превращении различных видов энергии. В 1861 г. был издан учебник по физике профессора Московского университега Н.. 4. Любимова, в котором отражались достижения науки конца первой половины XIX в. и говорилось также о законе сохранения энергии. [c.38]

Даже в тех случаях, когда сила в точности известна, закон сохранения может оказать существенную помощь при рещении задач о движении частиц. Для решения новых задач больщин-ство физиков следует раз навсегда установленному порядку , прежде всего один за другим применяются соответствующие законы сохранения, и только после этого, если в задаче ничего не упущено, переходят к решению дифференциальных уравне-йий, использованию вариационного принципа или метода возмущений, применению вычислительных машин и других средств, имеющихся в нашем распоряжении, или полагаются на интуицию. В гл. 7 и 9 мы используем таким путем законы сохранения энергии и импульса. [c.149]

Вы, наверное, слышали о законе всемирного тяготения, законе сохранения массы и энергии и других законах. Как говорилось в курсах школьной физики, это - объективные законы природы, существующие независимо от нас и от наших знаний о них. Чтобы получить их, лзд1шие люди прошлого потратили на это большую часть своей жизни. Что толкало их на это [c.6]

Вместе с тем автор считает, что, несмотря на отсутствие 100%-ной уверенности в сираведливости рассуждений, подобных проведенным выше, с ними все-таки надо знакомить начинающих физиков, потому что такие, возможно ошибочные, рассуждения очень физичны и часто способствуют продвижению науки вперед. В истории ядерной физики таких полезных ошибок было очень много (предположение о существовании в ядре электронов, атом Бора, гипотеза о справедливости закона сохранения четности во всех взаимодействиях, предположение об идентичности нейтрино из Р-раепада и (я—ц)-распада и др.). Читатель помнит, сколько пользы принесли эти ошибки . [c.197]

Некоторые же авторитетные физики высказываются вообще против правомочности такой классификации [47, мотивируя это тем, что энергия есть количественная мера выражения различных форм движения материи, и поэтому следует говорить не о превращении энергии, а о превращении форм движения материи и называть соответствующий закон законом сохранения энергии при взаимных превращениях различных форм движения материи. В качестве ответа можно привести слова Ф. Энгельса, сказанные им еще 120 лет назад в предисловии к Анти-Дюрингу Теперь уже не нужно проповедовать как нечто новое, что количество движения (так называемой энергии) не изменяется, когда оно из кинетической энергии (так называемой механической силы) превращается в электричество, теплоту, потенциальную энергию положения ИТ. д., и обратно мысль эта служит добытой раз навсегда основой гораздо более содержательного отныне исследования самого процесса превращения, того великого основного процесса, в познании которого находит свое обобщение все познание природы [2, с. 13]. [c.23]

Первая, пока еще несовершенная, формулировка закона сохранения и превращения сил была дана Майером в статье О количественном и качественном определении сил , отправленной в Анналы физики 16 июля 1841 г. Ее не напечатали, даже не удостоив автора ответа. Вторая статья Замечания о силах неживой природы была опубликована в мае 1842 г. в Анналах химии и фармацевтики Либихом. Заглавия статей ничего не говорили о значительности содержания, текст тоже с трудом рыскрывал его. И это не удивительно, ибо подготовка Майера в области физики и математики была слабой. [c.118]

С этими мыслями в феврале 1841 г. Майер вернулся в Гейльборн и сел за первую статью, сообщив о ней своему парижскому знакомому — видному математику и физику Бауру. Свою идею о сохранении сил он обосновывает аналогией с общепризнанным законом сохранения вещества (массы) в химии. Он пишет Бауру Совершенно те же основные законы мы должны прилагать и к силам последние, как и вещество, не разруишмы они вступают между собой в различные комбинации, исчезают, таким образом, в старой форме... но выступают в новой... Силы. .. это движение, электричество и теплота . Однако Б качестве меры сил Майер ошибочно берет количество [c.119]

Даже такой крупный физик, как А. Г. Столетов, писал в отзыве, подписанном и профессором Слудскигл (оба официальные оппоненты) Диссертация г. УмО Ва Уравнения движения энергии в телах имеет характер чисто спекулятивный... Автор считает необходимым (гл. 1) ввести в теоретическую физику общие понятия о движении энергии,. в настоящее время, когда взгляд на теплоту как движение, окончательно утвердился, выражение тепловой ток стало условным и предполагает дальнейший механический анализ. Это-то условное и не вполне выясненное понятие г. Умов обобщает, применяя его ко всякой вообще физической энергии... Чтобы оправдать себя до некоторой степени, г. Умов указывает на сходство закона сохранения энергии с законом сохранения вещества (стр. 2) Но идея движения энергии этим сходством никак не поясняется и не оправдывается... и т. д. [c.152]

В физику Т. 3. введены Т. Скирмом [I ] в рамках синус-Гдрдона модели (см. Синус-Гордона уравнение). Трактовать Т. 3. на языке теории гомотопий предложили Д. Финкель-штейн и Ч. Мизнер [2]. Концепция Т. з. основывается на наблюдении, что в каждый фиксированный момент времени t полевые ф-ции синус-Гордона модели ф(л-, г) = (ф1,Ф2) можно воспринимать как отображения где R —пространственная ось, а —сфера единичного радиуса (окружность) в пространстве полевых переменных, выделяемая условием фj -1- ф2 = Последнее учитывается напр, переходом к угловой переменной ф(х, ) = ехр [/а(.х-, г)], а наличие топологического сохраняющегося тока J , ц = 0, 1, с компонентами / = —(2я) (7,0[ вытекает из ур-ния непрерывности. Действительно, закон сохранения топологич. тока д ,J = 0 выполняется не в силу ур-ний движения модели (уравнения синус-Гордона) и не как следствие симмет- [c.132]

В уравнения (2) и (3) входят векторы q . и q . Два фундаментальных закона физики — закон сохранения массы и закон сохранения энергии — не дают еще возможности определить а-бсолютную величину и направление этих векторов. Поэтому необходимо сформулировать Законы о переносе массы и энергии, которые давали бы возможность [c.30]

Если рассматривать механику XVII в. со стороны ее воздействия на науку в целом, то особенно большое значение приобретает развитие идеи сохранения энергии. Действительно, понятие энергии позволило перенести то, что было создано в механике, в более общую область. При этом принципы механики и расширили и сузили область своего применения. Оказалось (значительно позже рассматриваемого периода), что эти принципы не могут быть применены в физике без существенной модификации, что физика не сводима к механике. Но в модифицированной форме принципы механики оказались чрезвычайно важными для физики. Понятие энергии выросло в механике. Но оно стало фундаментальным понятием физики. Наряду с картезианской мерой движения в XVII в. появилась мера движения, которую Лейбниц назвал живой силой. Мы вернемся к этим вопросам ниже, здесь лишь отметим, что наряду с термином живая сила в XVII в. уже говорили и об энергии — это слово встречалось у Аристотеля. О сохранении живых сил говорил и Иоганн Бернулли. Он считал такое сохранение самым универсальным законом механики. Его также рассматривал Э. Эйлер, который связал живую силу с работой, измеряя прп- [c.128]

Борьбой с коррозией человечество вынуждено было заниматься ещё в древности, на заре своего развития одновременно с наступлением железного века . Ещё в пятом веке до н.э. древние феки для защиты железа от коррозии покрывали его оловом, полировали, оксидировали. Основы учения о коррозии металлов возникли на стыке двух наук - материаловедения и физической химии. Первым научным подходом в области коррозии принято считать работы великого русского учёного - естествоиспытателя М.В.Ломоносова, который в своей диссертации в середине 18 столетия открыл закон сохранения массы реагирующих веществ и обнаружил явление пассивности" у стали. В 1748 году М.В.Ломоносов высказал мысль и впоследствии (1756 г.) подтвердил её на практике, что при нагревании металлы соединяются с воздухом, образуя окалину (см. п. 1.1). В 1773 году эта первая научная теория окисления металлов бьша дополнена французским химиком А.Л.Лазуазье, доказавшим, что металлы при окисленрги соединяются с наиболее химически активной частью воздуха -кислородом. Основоположником учения электрохимической коррозии принято считать швейцарского физикохимика А.-А. Де ля Рива, который в начале прошлого столетия (1830 г.) открыл теорию коррозии микрогальванических элементов, хотя ещё в 1750 году М.В. Ломоносов высказал мысль, что металлы в кислых спиртах растворяются иначе, чем соли в воде . Большой вклад в развитие электрохимической коррозии внес английский физик, почетный член Петербургской Академии наук М. Фарадей. Руководимый идеей о единстве сил природы, он эмпирически в 1833... 1834 годах открыл законы [c.6]

Куропатенко В. Ф. О полной консервативности разностных законов сохранения / Вопросы атомной науки и техники. Методики и программы числ. решения задач матем. физики.— 1982.— Вып. 3(11).— С. 3—5. [c.288]

Наиболее характерными чертами рассмотренного развития взаимосвязи симметрия—сохранение от Лагранжа до начала XX в. были следующие 1) развитие это происходило, главным образом, в рамках механики, что было вполне естественно, так как именно механика оставалась теоретической основой физики, по крайней мере до самого конца XIX в. 2) ввиду того, что в этот механический период взаимосвязь симметрия — сохранение не рассматривалась как самостоятельная и общая закономерность механики (или физики в целом), имеющая принципиальное значение, развитие ее происходило в значительной мере неявно и не было строго поступательным, несмотря на большое число различных вариантов взаимосвязи 3) с этим связана и третья важная особенность этого периода — своеобразная незамкнутость обсуждаемой взаимосвязи для галилеево-ньютоновой группы генераторы этой группы были известны со времен Галилея и Ньютона, но ясное понимание ее как единой системы преобразований, действующей на пространственно-временном многообразии, появилось лишь после разработки теории относительности (так, вопрос о том, какой закон сохранения отвечает галилеевой симметрии, оставался в этот период открытым). [c.242]

С первых лет XVII в. начался в физике спор о том, что принимать за меру движения, от чего и как зависят запасы движения у тел. Начало спору положила одна из работ знаменитого французского философа, математика и физика Рене Декарта (1596—1650). В этой работе Декарт впервые сформулировал закон сохранения движения и принял за меру движения то, что мы сейчас называем количеством движения (или импульсом) тела. Но Декарт не учитывал векторного характера этой величины и совершил ряд ошибок. [c.259]

Еще древние философы выдвигали мысль о неуннчтожаемости движения материи, и эта мысль служила основанием философских учений таких великих умов более позднего времени, как Р. Декарт, М. В. Ломоносов и др., но только в XIX веке универсальный закон, получивший название закона сохранения энергии, был признан всеми учеными, и в первую очередь физиками, в качестве основного закона природы. [c.112]

Положение о неизменности массы первоначально представляло собой гипотезу будучи многократно проверенной на эксперименте в самых разнообразных областях физики, гипотеза приоб[>ела характер всеобщего физического закона. Лишь в XX веке теорией относительности были внесены коррективы в закон сохранения массы именно было указано на необходимость его совместной трактовки с законом сохранения энергии. Принципиально этим было внесено много нового в понимаш природы материи однако количественные поправки, которые вносятся теорией относительности в закон сохранения массы, настолько незначительны, что для инн онерных расчетов в области авиации ими можно пренебрегать. [c.49]

К понятиям и положениям физики, освоенным к концу первой г 0Л0вины XIX в., послужившим основанием для первично теории тер.модинамики, прежде всего надо отнести создание механической теории теплоты и установление понятий о температуре, теплоемкости, внутренней энергии, энтропии и пр. Но наиболее существенным в этот предтермодинамический период было открытие закона сохранения энергии, первого и второго законов термодинамики, явившихся ее фундаментом и давших научные основы для изучения тепловых процессов и особенностей превращения энергии в них. [c.23]

Не могли не повлиять на учебники по термодинамике опубликованные за рассматриваемые годы классические зарубежные сочинения и учебники по термодинамике. Некоторые из этих учебников будут рассмотрены в 5-7, здесь же отметим некоторые сочинения М. Планка, глубоко освещающие многие положения и вопросы термодинамики одна из первых работ Планка была посвящена принципу сохранения энергии четвертое издание этой работы было <щубликовано на русском языке в 1934 г. Физические очерки (на русском языке эта работа была издана в 1925 г.) Введение в теоретическую физику, ч. 5 — теория теплоты (на русском языке в 1935 г.) Обоснования второго закона термодинамики . Об этих сочинениях подробно говорится ниже. Здесь следует также сказать о сочинениях Второе начало термодинамики . Сборник работ Карно, Томсона, Клаузиуса, Больцмана и Смолуховского, 1934 и Роберт Майер, Закон сохранения энергии, 1938. [c.219]

Как на одном из проявлений открытой борьбы против передового учения Ломоносова люжно остановиться на следующем факте, В 1754 г. (через 6 лет после открытия Ломоносовым законов сохранения материи и энергии и установления последовательного учения о тепловых явлениях) в Эрлангенском университете (Германия) Арнольдом защищалась диссертация (на получение должности доцента по физике), в которой доказывалась несостоятельность учения Ломоносова. [c.386]

В работе О тепловом эффекте электромагнетизма и величине работы (1843) Джоуль изложил результаты своих исследований и установил, что теплота, выделяющаяся в проводнике при прохождении через него тока, пропорциональна квадрату силы тока. Так как почти одновременно и независимо от Джоуля русский физик Ленц (1844) доказал, что теплота, выделяющаяся при прохождении по проводнику тока, пропорциональна не только квадрату силы тока, но и сопротивлению проводника и времени прохождения тока, то этот закон был назван законом Джоуля—Ленца. Опытами Джоуля и Ленца была доказана эквивалентность электрической работы и теплоты, т. е. частный случай общего закона сохранения энергии и взаи-.мопревращаемость различных форм ее. [c.548]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...