Взаимоотношение материи и энергии?

[vicont]

Есть две системы: А с полной энергией $E_a и В с полной энергией $E_b. От системы А к системе В пререходит порция энергии $\Delta E
Процесс можно записать в виде двух полуреакций:
$E_a-\Delta E \rightarrow E_a_1
$E_b+\Delta E \rightarrow E_b_1
Вопрос. Всегда ли этот процесс сопровождается переходом порции материи от системы А к системе В?
Какие будут мнения?

[master]

не всегда
1. передача материи
2. передача "движения"

[vicont]

master в сообщении #305493 писал(а):

не всегда1. передача материи2. передача "движения"

А как же закон сохранения энергии?
Полная энергия изолированной системы остается постоянной во времени, независимо от вида и интенсивности процессов, протекающих в системе.
Изолированная система содержит вполне определенное количество материи. Следовательно конкретной величине полной энергии соответсвует единственное количество материи.
В самом деле, если две системы обладают одинаковой полной энергией, то возможно предложить последовательность процессов, в результате которой одна система станет тождественной второй системе.
Если две системы обладают различной полной энергией, то не существует такой последовательности процессов, которая превратила одну систему во вторую.

Но если передача энергии возможна без передачи материи, тогда это означает, что одно и то же количество материи может обладать какой угодно величиной полной энергии. Следовательно и полная энергия изолированной системы не есть величина постоянная. А это явно противоречит закону сохранения энергии.

[Comanchero]

Энергия и материя суть одно и тоже $E=mc^2$

[myhand]

vicont в сообщении #305673 писал(а):

Следовательно конкретной величине полной энергии соответсвует единственное количество материи.

Глупости. Энергия может быть одна и та же. А материя - существенно разная. Например электрон+позитрон или несколько фотонов.

vicont в сообщении #305673 писал(а):

В самом деле, если две системы обладают одинаковой полной энергией, то возможно предложить последовательность процессов, в результате которой одна система станет тождественной второй системе.

Летит левополяризованный фотон. От Ваших "предположений" закон сохранения четности в электродинамике не нарушится. Так что не светит ему стать правополяризованным с той же энергией, увы. Покуда система замкнута, конечно.

Вы думаете сохранение энергии-импульса - единственный известный пример закона сохранения? Неа, даже в школе больше проходят...

vicont в сообщении #305673 писал(а):

Если две системы обладают различной полной энергией, то не существует такой последовательности процессов, которая превратила одну систему во вторую.

Покуда система замкнута - это тривиальное следствие закона сохранения энергии.

vicont в сообщении #305673 писал(а):

Но если передача энергии возможна без передачи материи, тогда это означает, что одно и то же количество материи может обладать какой угодно величиной полной энергии. Следовательно и полная энергия изолированной системы не есть величина постоянная. А это явно противоречит закону сохранения энергии.

Крутится спутник вокруг планеты. Вполне себе изолированная система с некоторой полной энергией. Пнули спутник посильнее (полная энергия стала другой) - двигаться он стал по-другому. Система состоит из прежних компонент (планета+спутник).

Как это противоречит закону сохранения энергии?

[vicont]

myhand в сообщении #305691 писал(а):

Глупости. Энергия может быть одна и та же. А материя - существенно разная. Например электрон+позитрон или несколько фотонов.

Глупости. То что формы материи разные абсолютно не доказывает, что количество материи разное в одном и другом случае. Почему-то одни формы материи переходят в другие формы материи не как бог на душу положит, а вполне определенным образом.

myhand в сообщении #305691 писал(а):

Летит левополяризованный фотон. От Ваших "предположений" закон сохранения четности в электродинамике не нарушится. Так что не светит ему стать правополяризованным с той же энергией, увы. Покуда система замкнута, конечно.

А как вы узнали, что он левополяризованный?

myhand в сообщении #305691 писал(а):

Вы думаете сохранение энергии-импульса - единственный известный пример закона сохранения? Неа, даже в школе больше проходят...

Наличие других законов сохранения не является аргументом. Так что бросьте хвастаться, что вы в школе хорошо учились.

myhand в сообщении #305691 писал(а):

Крутится спутник вокруг планеты. Вполне себе изолированная система с некоторой полной энергией. Пнули спутник посильнее (полная энергия стала другой) - двигаться он стал по-другому. Система состоит из прежних компонент (планета+спутник).

А почему тогда жители планеты не могут ускорить спутник? Тем самым они изменят полную энергию изолированной системы, частью которой и сами являются.

myhand в сообщении #305691 писал(а):

Как это противоречит закону сохранения энергии?

одно и то же количество материи может обладать какой угодно величиной полной энергии. Следовательно и полная энергия изолированной системы не есть величина постоянная.

[myhand]

vicont в сообщении #305719 писал(а):

То что формы материи разные абсолютно не доказывает, что количество материи разное в одном и другом случае.

Тогда определение количества материи - в студию. Как выясняется - число частиц разных сортов - Вам не угодило.

vicont в сообщении #305719 писал(а):

А как вы узнали, что он левополяризованный?

А как Вы узнали, что он фотон? А как Вы узнали, что данный фотон обладает такой-то энергией-импульсом в лабораторной системе отсчета. Это очень похожие вопросы, на самом деле.

Как только дело дойдет до его взаимодействия с чем-либо - сразу станет заметно.

vicont в сообщении #305719 писал(а):

Наличие других законов сохранения не является аргументом.

Я привел простой пример, где законы сохранения _запрещают_ переходы между состояниями с одинаковой энергией-импульсом.

vicont в сообщении #305719 писал(а):

myhand в сообщении #305691 писал(а):

Пнули спутник посильнее (полная энергия стала другой) - двигаться он стал по-другому. Система состоит из прежних компонент (планета+спутник).

А почему тогда жители планеты не могут ускорить спутник? Тем самым они изменят полную энергию изолированной системы, частью которой и сами являются.

Предложите, как. Включаем реактивный двигатель на спутнике - механическая система спутник+планета становится не замкнутой. Механика не знает способов изменить энергию замкнутой системы. Только если она какое-то время будет взаимодействовать с окружением, будет незамкнутой.

vicont в сообщении #305719 писал(а):

одно и то же количество материи может обладать какой угодно величиной полной энергии. Следовательно и полная энергия изолированной системы не есть величина постоянная.

С чего вдруг "следовательно"?

Все, что может из этого следовать - что у Вас "странное" представление о том, что является полной энергией изолированной системы. Лучше бы, от греха подальше - Вы его привели.

[vicont]

myhand в сообщении #305729 писал(а):

Тогда определение количества материи - в студию. Как выясняется - число частиц разных сортов - Вам не угодило.

Число частиц это такая переменная вещь. Один фотон рождает пару электрон-позитрон (две из одной), пара электрон-позитрон рождает два, три или более фотонов. Кварк освободившись тут же рождает себе приятеля.
Вобщем забодаетесь таким образом количество материи считать это раз. И ваш подсчет будет с точностью плюс-минус стадо слонов.
А вот полная энергия вполне может служить мерой количества материи. И закон сохранения энергии абсолютно однозначно позволяет абсолютно однозначно соотносить количества материи при наличии разных ее видов.

myhand в сообщении #305729 писал(а):

А как Вы узнали, что он фотон? А как Вы узнали, что данный фотон обладает такой-то энергией-импульсом в лабораторной системе отсчета. Это очень похожие вопросы, на самом деле.Как только дело дойдет до его взаимодействия с чем-либо - сразу станет заметно.

Ну вот, пока он летит, мы про него ничего не знаем. А когда знаем, он уже летит, поскольку его нет. И при этом можно всеръез говорить, что там что-то сохраняется? Поэтому вряд ли стоит опускать дискуссию на микроуровень.

myhand в сообщении #305729 писал(а):

Я привел простой пример, где законы сохранения _запрещают_ переходы между состояниями с одинаковой энергией-импульсом.

Хорошо, вы меня убедили. В общем случае можно получить из одной системы либо копию другой системы, либо ее зеркальный изомер. Разумеется если у них энергия одинакова.

myhand в сообщении #305729 писал(а):

Предложите, как. Включаем реактивный двигатель на спутнике - механическая система спутник+планета становится не замкнутой. Механика не знает способов изменить энергию замкнутой системы. Только если она какое-то время будет взаимодействовать с окружением, будет незамкнутой.

Ну, во первых, границы мы на систему не накладывали, поэтому нарушение замкнутости это нечто эфемерное. Изолированность предполагает отсутствие взаимодействия с другими системами, а не наличие четких границ.
Во вторых, механика не знает, это которая ньютоновская. А вот в релятивистской достаточно скорость увеличить. Берем привязываем к спутнику веревку и начинаем бегать вокруг планеты держа веревку. В результате спутник разгонится в одну сторону, планета раскрутится в другую. В результате энергия и того и другого возрастет. Только не говорите что такую веревку и механизм, который может ее тащить невозможно создать в принципе. Вы это доказать не сможете.
Можно другой вариант. Доставляем камни на спутник, там ими стреляем, таким образом, чтобы они в конечном счете опять на планету падали. Понятно, что небыстрое это дело, но нам то куда торопиться. Тут тоже наверное не только спутник раскрутится, но это не принципиально.

myhand в сообщении #305729 писал(а):

С чего вдруг "следовательно"?

Да потому что количество материи в изолированной системе постоянно в силу ее изолированности.

myhand в сообщении #305729 писал(а):

Все, что может из этого следовать - что у Вас "странное" представление о том, что является полной энергией изолированной системы. Лучше бы, от греха подальше - Вы его привели.

Странность моего представления это оценочное суждение, а не аргумент. С чего это вы вместо того, чтобы привести определение полной энергии системы в качестве аргумента и на его основании разнести меня в пух и прах, эпитетами разбрасываетесь почти как поэт? Подозрения начинают закрадываться, а знаете ли вы сами, что это такое... Уж извините...
Полная энергия системы состоит из кинетической энергии движения ее как целое плюс внутренняя энергия. Последняя состоит из суммы полных энергий частей системы минус энергия взаимодействия между этими частями. Ну и так далее, переходя от частей к частям частей, потом к частям частей частей......
А теперь ваша очередь приводить определение.

[myhand]

vicont в сообщении #305762 писал(а):

myhand в сообщении #305729 писал(а):

Тогда определение количества материи - в студию. Как выясняется - число частиц разных сортов - Вам не угодило.

Число частиц это такая переменная вещь. Один фотон рождает пару электрон-позитрон (две из одной), пара электрон-позитрон рождает два, три или более фотонов. Кварк освободившись тут же рождает себе приятеля.
Вобщем забодаетесь таким образом количество материи считать это раз. И ваш подсчет будет с точностью плюс-минус стадо слонов.

Да я и не предлагал просто подсчетом частиц различать "материи". Просто абсолютно непонятно, что под этим подразумеваете Вы.

Хорошо. Пусть пару гамма-квантов и образовавщуюся электрон-позитронную пару - вы считаете одной и той же "материей". Но пусть у нас фотоны были поэнергичнее. Тогда на выходе (если, конечно, энергия фотонов в с.ц.м. не превысит определенный порог) - будет мало чем отличающаяся электрон-позитронная пара. Ну скорости частиц на выходе другие будут - так электроном и позитроном они быть не перестанут. Те же самые характеристики: заряды, массы...

Энергии разные - так "материи"-то разные-ли?

vicont в сообщении #305762 писал(а):

Ну, во первых, границы мы на систему не накладывали, поэтому нарушение замкнутости это нечто эфемерное.

А раз так - и закон сохранения энергии у вас столь же эфимерный. Если в систему можно включить что угодно - в чем смысл законов сохранения?

vicont в сообщении #305762 писал(а):

Изолированность предполагает отсутствие взаимодействия с другими системами, а не наличие четких границ.

А где в примере я указал на границы. Перечислены объекты: планета, спутник. Механика Ньютона. Если можно принебречь взаимодействием с другими объектами - система замкнута.

vicont в сообщении #305762 писал(а):

А вот в релятивистской достаточно скорость увеличить. Берем привязываем к спутнику веревку и начинаем бегать вокруг планеты держа веревку.

Ну так бегун к нашей системе тел - не относится. Механическая система планета+спутник - не замкнута. Вот спутник+бегун+веревка+планета - да.

vicont в сообщении #305762 писал(а):

Можно другой вариант. Доставляем камни на спутник, там ими стреляем, таким образом, чтобы они в конечном счете опять на планету падали. Понятно, что небыстрое это дело, но нам то куда торопиться. Тут тоже наверное не только спутник раскрутится, но это не принципиально.

Абсолютно аналогичная ситуация.

[vicont]

myhand в сообщении #305779 писал(а):

Ну так бегун к нашей системе тел - не относится. Механическая система планета+спутник - не замкнута. Вот спутник+бегун+веревка+планета - да.

Неужели надо разжевывать...
Зародилась на планете жизнь, эволюционировала до бегуна, он и развлекается с веревкой. Так что бегун плоть от плоти системы. А мы чисто зрители. То же самое с кирпичами.

myhand в сообщении #305779 писал(а):

А раз так - и закон сохранения энергии у вас столь же эфимерный. Если в систему можно включить что угодно - в чем смысл законов сохранения?

Вы говорили про приделывание реактивного двигателя к спутнику. Поскольку я не думал, что идет речь о внешнем воздействии на систему (в конце концов есть отличная от нуля вероятность того, что в результате случайных процессов на спутнике образуется реактивный двигатель, включится и пойдет разгонять). Я решил, что вы имеете в виду, что продукты сгорания топлива будут покидать систему.
Не надо включать в систему все, что угодно. Только определенное количество материи. А вот пространственные границы можно проводить как угодно, учитывая лишь два условия, чтобы в пределах этой границы взаимодействием с другими системами можно было пренебречь и чтобы эту границу не пересекала ни материя этой системы, ни материя других систем.
Можно рассмотреть мысленный эксперимент, когда существует только эта система в пустом пространстве.
Так что ничего эфемерного нет.

myhand в сообщении #305779 писал(а):

А где в примере я указал на границы. Перечислены объекты: планета, спутник. Механика Ньютона. Если можно принебречь взаимодействием с другими объектами - система замкнута.

Судя по всему, я неправильно понял ваше замечание о нарушении замкнутости системы. Выше я пояснил.

-- Сб апр 03, 2010 00:55:43 --

myhand в сообщении #305779 писал(а):

Энергии разные - так "материи"-то разные-ли?

Надеюсь некоторые познания в химии у вас есть. Вот такая реакция
$3O_2\leftrightarrow 2O_3
Если вы химику скажете, что справа и слева это одно и то же, то он обхохочется. Хотя и там и там кроме атомов кислорода больше ничего, но газ кислород от озона очень даже отличается.
Не разные материи, а разное ее количество.
А то физики скорее всего несознательно, но занимаются фокусами.
Есть свободный электрон и свободный протон. Они встретились и образовали атом водорода. Электрон тот самый? Да, скажет физик. А то, что при образовании атома водорода как минимум один фотон образовался это не в счет? Электрон+протон и электрон+протон+фотон это одно и то же? С точки зрения закона сохранения энергии да, т.е. количество материи одинаково. Но тогда либо чать электрона либо часть протона превратилась в фотон и он "похудел". Насколько я знаю, считают, что фотон в данном случае излучает электрон.
С дефектом масс та же ситуация. При образовании ядра тоже не обходится без образования фотонов. И после этого мы поражаемся, что складывая то, чего уже нет, мы получаем неправильный результат. Да потому и различается расчет и реальность, что в ядре протоны и нейтроны уже не те, которыми они были в свободном состоянии.
Кстати, если процесс образования атомного ядра рассматривать в замкнутой системе, т.е. учитывать и фотоны и другие частицы, которые при этом образовались бы, то никакого дефекта масс нет.
Так что если у двух частиц разные полные энергии, то они не одинаковы. Хотя могут быть и весьма похожи.
Но если сравнивать с кремнием, то кислород с озоном тоже ведь будут весьма похожи.

[myhand]

vicont в сообщении #305783 писал(а):

Так что если у двух частиц разные полные энергии, то они не одинаковы. Хотя могут быть и весьма похожи.

Это доселе не известный науке факт. То, что раз электрон и позитрон после образования пары (вернемся к этому примеру) движутся с разными скоростями (ну разные были энергии фотонов) - дак они и разные частицы. Как доказать собираетесь?

[vicont]

myhand в сообщении #305793 писал(а):

Это доселе не известный науке факт. То, что раз электрон и позитрон после образования пары (вернемся к этому примеру) движутся с разными скоростями (ну разные были энергии фотонов) - дак они и разные частицы. Как доказать собираетесь?

Да элементарно вобщем-то. Что такое тормозное излучение ведь знаете. Так затормозите их до нулевой скорости. Если при этом разные электроны излучат разные фотоны, значит они не одинаковыми были. Поскольку покоящиеся свободные электроны и в самом деле одинаковы. Не даром же их энергию покоя в справочники позаносили.

[myhand]

Так сразу следующий вопрос... А что такое "разные" фотоны?

[vicont]

myhand в сообщении #305798 писал(а):

Так сразу следующий вопрос... А что такое "разные" фотоны?

Разная энергия - разные фотоны.

[myhand]

vicont в сообщении #305918 писал(а):

myhand в сообщении #305798 писал(а):

Так сразу следующий вопрос... А что такое "разные" фотоны?

Разная энергия - разные фотоны.

Дак в одной ИСО наблюдатель - видит одну частоту фотона (энергию). В другой - совершенно иную. В одной ИСО фотон "красный" - в другой "синий". Это что - разные фотоны?