Рубрика «энергия»

В физике для решения задач иногда применяется полунаучный «метод размерностей», когда зная размерность искомой величины, мы можем догадаться, что на что поделить, сложить, умножить, чтобы получить правильный ответ. Я решил взять размерность «энергия» и сравнить «яблоки с бананами», а именно человека как энергетическую систему с другими системами.

image

В чем измеряется, энергия?
$ 1 Дж=2.78·10^{-7} кВтcdotч=1 Втcdotс=0.239 Калория=6.241·10^{18} Электронcdotвольт $
$ 1 кВтcdotч=3.6·10^{6} Дж=3.6·10^{6} Втcdotс=8.60·10^5 Калория $
$ 1 Ккалория=1.163·10^{-3} кВтcdotч$

Читать полностью »

Google помогает термоядерщикам нагревать плазму в реакторе при помощи специального ПО - 1
Источник: The Register

Две компании, Google и Tri Alpha Energy разработали новый алгоритм, который, как считают его создатели, поможет ученым разогревать плазму в термоядерном реакторе с меньшими, чем сейчас, затратами энергии. Речь идет о минимальном повышении эффективности работы реактора, о каком-либо «прорыве» говорить не приходится. Но и это можно назвать значительным достижением.

Кому нужны проценты повышения эффективности генерации высокотемпературной плазмы? Да все тем же ученым. Дело в том, что реакторы, где вот уже несколько десятков лет специалисты пытаются добиться самоподдерживающейся реакции слияния атомов, чрезвычайно дорогие. Их эксплуатация тоже очень недешевое удовольствие. Да, если достичь желаемого результата, все окупится тысячекратно. Но пока что деньги лишь уходят, как вода в песок, успехи есть, но до получения энергии при помощи термояда еще далеко. Поэтому физики стараются оптимизировать затраты там, где это возможно.
Читать полностью »

Незабытые технологии: паровозы - 1

Существует немало технологий, обычно ассоциируемых у нас с прошлым и даже с позапрошлым веком, но, тем не менее, всё ещё используемых в жизни. Одни из них представляют лишь исторический интерес, другие ещё широко используются, но в скором времени окончательно уступят своё место современным аналогам, третьи же прочно заняли свою узкую нишу и не собираются сдавать позиции. Большинство этих технологий неэкономичны и сложны в использовании – в этом их слабость. Но есть у них и сильные стороны: это внутренняя простота, лёгкость изготовления и независимость от современной энергетической и информационной инфраструктуры.

На первый взгляд они могут вам показаться не очень важными. Но это ошибочное мнение. Просто мы отвыкли от глобальных катастроф – двадцатый век ознаменовался удивительно мирным поведением природы. В наше время солнечная буря, аналогичная буре 1859 года, вывела бы из строя линии электропередач и коммуникаций на годы.

Но даже если они не имели бы вообще никаких преимуществ, их всё равно нужно было бы сохранить по крайней мере из исторических и эстетических соображений. Прошлое не исчезает – оно живёт рядом с нами, и в его сплетении с будущем рождается наше настоящее.
Читать полностью »

Аккумуляторные системы и альтернативная энергетика перекраивают традиционный рынок энергоуслуг - 1

Многие домохозяйства и предприятия разных стран устанавливают у себя солнечные батареи. Это, конечно, выгоднее всего делать там, где уровень инсоляции выгоден, хотя в некоторых случаях фотоэлементы стоит устанавливать и в других регионах. Владельцы домов и квартир ставят у себя солнечные батареи для того, чтобы меньше зависеть от поставок энергии в энергосети и, конечно, экономить на оплате счетов. Правда, полностью перейти на самообеспечение электричеством получается не у многих. Существуют дома, владельцы которых обходятся лишь фотоэлементами/биогазом/ветряками и не потребляют электричество из общей сети.

Тенденция отключения становится все более заметной, и это может негативно сказаться на энергетической промышленности. Многие энергокомпании уже задумываются, что делать, если клиенты начнут массово отказываться от их услуг. Если бы это произошло, то многие из них просто разорились бы. Аналитики стараются следить за динамикой развития этой ситуации с тем, чтобы предсказать, что будет в дальнейшем.
Читать полностью »

В моей статье про энергию и массу и связанные с ними понятия основное внимание я уделил частицам – возмущениям полей – и уравнениям, при помощи которых Эйнштейн связывал их энергию, импульс и массу. Но энергия возникает и в других местах, не только благодаря частицам. Чтобы по-настоящему понять Вселенную и то, как она работает, необходимо понять, что энергия может появиться из-за взаимодействия различных полей, или даже из-за взаимодействия с самим полем. Вся структура нашего мира – протоны, атомы, молекулы, тела, горы, планеты, звёзды, галактики – является результатом наличия такого типа энергии. На самом деле, многие типы энергии, о которых мы рассуждаем так, будто они отличаются друг от друга – химическая энергия, ядерная энергия, электромагнитная энергия – либо являются одной из форм энергии взаимодействия либо каким-то образом к ней относятся.

Когда ученикам начинают преподавать физику, в этот тип энергии включается то, что учителя называют «потенциальной энергией». Но поскольку слово «потенциальная» в английском [и русском] языках означает не то же самое, что в физике, и поскольку то, каким образом преподносят эту концепцию, сильно отличается от современной физической точки зрения, я предпочитаю использовать для этой энергии другое название – чтобы она не связывалась с имеющимися у читателя представлениями, правильными или неправильными.
Читать полностью »

Материя и энергия: ложная дихотомия - 1Частенько, читая статьи о Вселенной или о физике частиц, можно встретить фразу, упоминающую «материю и энергию» так, будто они – две противоположности, или два партнёра, или две стороны одной монеты, или два класса, из которых состоит всё остальное. Это всплывает во многих контекстах. Иногда можно увидеть, как поэтически описывают Большой взрыв в качестве момента возникновения всей «материи и энергии» Вселенной. Можно прочесть, что «материя и антиматерия аннигилируют в чистую энергию». И конечно, вспомним две величайших загадки астрономии – «тёмная материя» и «тёмная энергия».

Как учёный и специалист, пишущий на научные темы, я испытываю раздражение от такой терминологии, не потому, что она абсолютно неправильная, а потому, что такие разговоры вводят в заблуждение людей, не занимающихся наукой. Для физиков она мало что означает. Эти поэтические эпитеты относятся к тому, что чётко определено в математике и экспериментах, и двусмысленные определения просто коротко выражают длинные точные фразы. Но тех, кто не является экспертом, это очень запутывает, поскольку в каждом из контекстов используется своё определение материи, и своё значение слова «энергия» – иногда даже архаичное или просто неправильное. И любой из способов подразумевает, что всё существующее может быть либо материей, либо энергией – а это не так. На самом деле материя и энергия вообще относятся к разным категориям – это как говорить в одном предложении о яблоках и орангутангах, или о небесах и червях, или о птицах и пляжных мячах.
Читать полностью »

К сожалению, в процессе революции в науке, происходившей с понятиями пространства, времени, энергии, импульса и массы, Эйнштейн, кроме прочего, оставил после себя два различных и противоречащих друг другу определения массы. Из-за этого всё, что мы говорим и имеем в виду, можно интерпретировать двумя очень разными способами. При этом непосредственно в физике никакой путаницы нет. Специалисты точно знают, о чём идёт речь, и знаю, как делать предсказания и использовать подходящие уравнения. Весь вопрос только в значении самого слова. Но слова важны, особенно когда мы беседуем о физике с людьми, не являющимися экспертами в этой области, и с учениками, для которых уравнения пока ещё не полностью понятны.

В своих статьях под «массой» я имею в виду свойство объекта, которое иногда ещё называют «инвариантной массой» или «массой покоя». Для нас с моими коллегами по физике частиц это просто старая добрая «масса». Термины «инвариантная масса» или «масса покоя» используются для того, чтобы уточнить, что вы имеете в виду под «массой», только если вы настаиваете на введении второй величины, которую вы тоже хотите называть «массой», и которую обычно называют «релятивистской массой». Специалисты по физике частиц избегают этой путаницы, совсем не используя концепцию «релятивистской массы».

image
Читать полностью »

image

Давайте немного порассуждаем об энергии. Уверяю, что это будет интересно — особенно, если вы хотите понимать, откуда берутся все блага нашей цивилизации.

Итак, начнем:

ИЗЛУЧЕНИЕ СОЛНЦА — основной источник энергии на Земле. Его мощность характеризуется солнечной постоянной — количеством энергии, проходящей через площадку единичной площади, перпендикулярную солнечным лучам. На расстоянии в одну астрономическую единицу (то есть на орбите Земли) эта постоянная равна приблизительно 1,37 кВт/м². Проходя сквозь атмосферу Земли, солнечное излучение теряет в энергии примерно 370 Вт/м², и до земной поверхности доходит только 1000 Вт/м². Это, по-прежнему, огромное количество энергии!
Читать полностью »

image

Множество непонятных свойств мира связаны с природой массы и энергии (а также импульса). Все мы слышали эти слова и у многих из нас есть туманное представление об их значении. Конечно, значений у слов «масса» и «энергия» в английском и других языках довольно много. К сожалению, ни одно из них не совпадает с теми, что имеют в виду физики. Попробуйте отставить в сторону эти значения слов и поработать с точными физическими понятиями – иначе вы полностью запутаетесь.

Необходимо отметить, что не стоит при словосочетании «масса и энергия» вспоминать другую популярную пару, «вещество и энергия». Многие люди упоминают последнее словосочетания так, будто вещество и энергия – это две стороны одной медали. Но это не так. Вещество и энергия относятся к разным категориям, как яблоки и орангутанги. Вещество, не важно, как его определять – это класс объектов, существующих во Вселенной, а масса и энергия – это не объекты, а свойства, которыми эти объекты обладают. Масса и энергия глубоко переплетены друг с другом, и заслуживают общего объяснения.

Чтобы понять массу и энергию, необходимо добавить к ним импульс и обсудить различия и связи этих величин.
Читать полностью »

Компания Delta потеряла $150 млн из-за желания производителя аварийных генераторов для ЦОД - 1

В прошлом году авиакомпания Delta потеряла более $150 млн. Причина убытков — сбой в работе дата-центра Delta, о чем мы в свое время писали. Речь о компании Delta Air Lines, многие тысячи пассажиров которой не смогли никуда улететь из-за сбоя в ДЦ, расположенном в Атланте, США. Как и у практически любой компании, в дата-центрах Delta Air Lines есть дублирующие системы, которые начинают работать, если что-то идет не так. В резервные системы были вложены десятки миллионов долларов США, но в нужное время они просто не сработали должным образом.
Читать полностью »