KESKUSTELU

Keksin tässä taannoin mielestäni kohtuuhyvän määritelmän energialle. Mielestäni energia on yleisesti ottaen vuorovaikutuspotentiaali, riippumatta siitä miten (eri tavoin) se vuorovaikutus mahdollisesti tulee ilmenemään. Perinteisestihän on sanottu, että se on kyky tehdä työtä, mutta vähän vaikea on osin mieltää kaikkea energian tuotosta työksi, termodynaamisestihan se on jopa mahdotonta, kun kaikkea lämpöä ei voida työksi muuttaa.

Mitä tehoon tulee niin sehän on tehty työ (Nm) aikayksikköä (s) kohden, näin se on helppo mieltää esim. työtehon kautta. Vääntö kertaa nopeus on myös teho, mutta se tulee itseasiassa vääntömomentin esim. akselilla (Nm) ja kulmanopeuden eli pyörimisnopeuden (1/s) tulosta. Tai, jos haluaa tarkastella voiman avulla niin sitten se on vaikuttava voima (N) kertaa kehänopeus ao. pisteessä eli (m/s). Lopputuloksena on joka tapauksessa teho yksikkönään Nm/s = J/s = W.

Energia on sama kuin tarmo.

Samalla se on myös historiallisesti katsoen yksi fyysikan vaikeimmista käsitteistä: kaikialla ja pohjimmiltaan yhtä ja samaa. Sitä ei ollut helppo keksiä. Käsitteen syntyhistoriasta kannattaa lukea, jos aihe syvemmin kiinnostaa

Energy. Companion to the history of modern science.
Smith, G. 1990. Edited by Olby, R. C. et al, London and New York, Routledge, 326-341.

Tämä moottorijuttu on varmaan siksi vaikea hahmottaa koska olen koko pienen elämäni ajatellut ihan väärin, ymmärtänyt moottorin tehon väärin. Ensinnäkin aina kuvitellut että jos moottorissa sanotaan olevan 250 heppaa niin silloin siinä on se 250 heppaa kokoajan, vaikka ilmeisesti se onkin vain jokin maksimiteho. Toiseksi en ole mieltänyt niitä hevosvoimia miksikään varsinaiseksi tehoksi fysikaalisena suureena, vaan ennemminkin voimaksi tai joksikin vähän muuksi.

No..metrinen hevosvoima voidaankin määritellä (likimääräisesti..) niin että
nostetaan 75kg metrin korkeuteen sekunnissa = yksi hevosvoima...

Joo kyllä se hevosvoima tehon yksikkö on. Nimi vain johtaa harhaan.

Ettehän unohda indikoitujakaan hevosvoimia?

Mekaniikan kannalta katsottuna kaikki energia on liike-energiaa tai potentiaalienergiaa. Esimerkiksi lämpöliikkeen energia on liike-energiaa, kemiallisten sidosten energia taas sähkömagneettisen vuorovaikutuksen potentiaalienergiaa.

Työ on voima kertaa voiman vaikutusmatka, W=Fs. Työ ilmaisee, paljonko potentiaalienergiaa muuttuu liike-energiaksi tai päinvastoin. Aika hyvä energian määritelmä on siis jo mainittu "kyky tehdä työtä".

Sähkö taas on käsitteenä melko epämääräinen, mieltäisin sen itse varattujen hiukkasten liikkeeksi. Energiaa sähkö ei ole, pikemminkin tapa siirtää energiaa paikasta (ja muodosta) toiseen.

Itse asiassa se varausten liike ei ole se sähköön liittyvä vuorovaikutusten aiheuttaja vaan niiden varausten aiheuttamien kenttien aiheuttamat voimavaikutukset. Toki niitä varauksia ja niiden liikettä ja/tai värähtelyä tarvitaan noiden kenttien uudelleenjärjestäytymiseen (sähköpotentiaalien muutos) ja toisaalta magneettikentän muodostamiseen, että sähkömagneettiseen säteilyn syntymiseen.

Kenttä on kuitenkin se vuorovaikutuksen välittäjä. Esim. sähkövastusten tuottama lämpöenergia voitaneen katsoa olevan hiukkasten liikkeestä aiheutuva ilmiö, tosin eihän sekään pelkästä liikkeestä aiheudu vaan sitä liikettä vastustavista sähkömagneettisista voimista ja massahiukkasten "törmäilystä" johtuvista voimista, joka johtaa molekyylivärähtelyyn ja sitä kautta aineen lämpenemiseen ja lämpösäteilyyn.

Joka tapauksessa em. tapauksessa tarvitaan optimaalinen varausten liikenopeus vastuksessa tmv. rakenteessa, jotta lämpeneminen olisi suhteellisen nopeaa.

Miellän "sähkön" tässä yhteydessä suppeammaksi käsitteeksi kuin sähkömagnetismi tai sähköinen tai magneettinen vuorovaikutus. Myöskään alkuperäisessä kysymyksessä ei ollut kyse sähkömagnetismin aiheuttajista vaan pikemminkin sähkövirtaan liittyvästä energiasta, sanan "sähkö" arkikielisestä merkityksestä.

Toisaalta, puhutaanhan sitä hankaussähköstäkin, eikä siinä mikään virtaa... Ehkä kannattaa hylätä sellaiset epämääräiset ilmaukset kuin "sähkö" ja puhua asioista niiden oikeilla (fyysikan) nimillä.

Ei sähkö ole epämääräinen käsite, vaikka kaikki ei sitä käsitteenä ymmärräkkään. Staattinen sähkö taasen on kyllä ihan samaa sähköä kuin.. öö... epästaattinen?

Toki jos haluaa mielivaltaisesti määritellä sähkön, niin kaikki on mahdollista.

Heittäisin tähän vielä haasteen. Olisin todella tyytyväinen jos joku osaisi selittää tämän minulle niin, että hahmottaisin ilmiön hiukkastasolla tai silleen tyydyttävästi että ymmärrän miksi siinä käy näin. Eli ilmiö on seuraava. Ilmapistooliammuntaa harrastaessani havaitsin usein, että kun täyden kaasusäiliön tyhjentää nopeasti, se kylmenee pirusti, kerää oikein huurrekerroksen pinnalleen. Mitä tapahtuu? Miksi se viilenee?

Paineen laskeminen tai nesteen haihtuminen sitovat lämpöä. Se on vastakkainen ilmiö sille, että ilma kuumenee kun sitä puristetaan. Työelämästä tuttu ilmiö on se kun happipullo ja paineen alentaja kylmenevät voimakkaasti silloin, kun polttoleikataan jotain.

Yksinkertaista.

Nopea tyhjentyminen aiheuttaa suuria värähtelyjä kaasuun. Kun värähtelyt resonoivat keskenään niin syntyy mikrotason mustia reikiä. Mustista rei'istä lähtee aika-avaruuteen madonreikiä joita pitkin kaasu käväisee toisessa vuodenajassa. Eli jos säiliö kylmenee niin kaasu on käynyt talvessa tai jääkaudella. Vastaavasti säiliö voi myös kuumeta jos kaasu sattuu käymään hellepäivällä.

Taitaa nykypäivän työelämästä olla tutumpi esimerkki ihan jääkaappi..

Ja Norppa, ihan hyvä noi mustat aukot, mutta ensin puhuttais vähän vaikeemman kautta tota energiaa .