Понимание видов энергий

[Munin]

Вам надо различать такие вещи:
- температура,
- теплота,
- тепловое движение молекул.
См. школьный учебник физики. Пока объяснять вам что-то бесполезно - всё равно в голове слипнется.

[Someone]

Vladimirkey в сообщении #1345525 писал(а):

а я хочу
понять, почему оно одинаковое (движение).

Ну, об этом ещё Галилей писал. Ежели Вы сидите в закрытой каюте корабля, то Вы не можете определить, стоит ли он на месте или равномерно плывёт по прямой. Это называется принципом относительности. Значит, если Вы движетесь вместе с телом, то, наблюдая только движение атомов внутри тела, Вы не сможете определить, движется оно или покоится.

Но Вы ведь каким-то образом к этой внутренней энергии относите и кинетическую энергию брошенного тела:

Vladimirkey в сообщении #1345093 писал(а):

берем например тело и кидаем его (сообщаем ему энергию, некоторую скорость обретает тело), так как тело состоит из атомов (молекул), то каждая точка тела обретает эту скорость -> каждый атом обретает эту скорость и энергию? Но, тепловая энергия (кинетическая энергия хаотического движения атомов), т.е атомы приобрели тепловую энергию

[epros]

Vladimirkey в сообщении #1345351 писал(а):

хотелось бы обратить внимание именно о схожести энергий, в которых есть "движение"

Это беспредметные философствования. Суть энергии не в том, что там какое-то "движение", а в том, что это сохраняющаяся величина. Есть такая теорема Нётер, согласно которой если в уравнении динамики есть симметрия относительно сдвига по времени, то можно сконструировать сохраняющуюся величину, именуемую "энергией". Вот в этом и есть общее между всеми энергиями, а не то, о чём Вы говорили.

[fred1996]

Когда речь заходит о видах энергии, полезно понимать, что энегия бывает связана с движением - кинетическая энергия; и с положением - потенциальная энергия.
Далее полезно понимать, что потенциальная энергия подразделяется на типы потенциалов, которые отвечают за известные на сегодняшний виды взаимодействий:
1. Гравитация
2. Электрослабые, являющиеся комбинацией электромагнитных и слабых взвимодействий
3. Сильные взаимодействия

На начальной стадии изучения физики про сильные и слабые взаимодействия можно забыть и оперировать только гравитацией и электромагнитными взаимодействиями.
Или энергией, связанной с этими взаимодействиями.

Вы скажете, а где же тут механические взаимодействия. Важно понимать, что это лишь удобная абстракция, помогающая решать множество задач по механике, не заморачиваясь об истинной природе механических сил. Но надо хорошо понимать, что силы натяжения, сжатия, трения, реакции опоры и пр. механические силы суть электромагнитные силы. Вернее комбинация этих сил на биллионах биллионов электромагнитных взаимодействий заряженных элементарных частиц, составляющих все вокруг. Часто и гравитацию в виде силы притяжения земли включают в число таких механических сил ради единообразия Ньютоновой механики.

Далее полезно помнить, что в целом закон сохранения энергии выполняется в любом случае, когда мы говорим о фундаментальных силах.
Ну а что делать с механикой, в которой вроде есть диссипативные силы, такие как силы трения и неэластичные деформации? Тут мы и вспоминаем про теплоту, которая суть связана с кинетической энегрией молекул и атомов, составляющих все тела. Ведь как показал в своих опытах Джоуль, теплота суть энергия, еще до того, как атомарная модель стала общепринятой.

[Vladimirkey]

Есть некоторый вопрос, который хотел бы узнать:
А почему собственно какие-то из видов энергии переходят в те или иные виды энергии? Например, возьмем электродвигатель без нагрузки на вал, просто вращающийся вал за электрической энергии. Получается, что часть идет на трение в механизме, а другая часть преобразуется в механическую энергию (кинетическую энергию вала), которая преобразуется в тепловую энергию (нагревает воздух вокруг вала).
Все преобразования энергии проходят одновременно, то есть как только вал получил кинетическую энергию он сразу же ее отдает воздуху в виде тепла, правильно ли я понимаю?
Хочу понять, как на молекулярном уровне происходит именно превращение в конкретный вид энергии, например, почему вся энергия электрическая не перешла в тепло сразу, не вращая при этом вал, но нет же, только кусок перешел в тепло, а другой кусочек начал все-таки вращать вал (понятное дело, что потом эта энергия тоже ушла в тепло, но почему перешла она в "кинетическую вала"?)
Выходит, что часть электрической энергии должна была перейти в упорядоченное движение молекул (кинетическую энергию), а другая часть в хаотичное движение молекул (тепло), но, почему одна из частей переходит в упорядоченное движение, а другая в хаотичное ?

[arseniiv]

Vladimirkey в сообщении #1358639 писал(а):

А почему собственно какие-то из видов энергии переходят в те или иные виды энергии?

Это уже выглядит как вопрос о теоретической механике, готовы ли вы к ответу в её рамках? (Сам, конечно, я не отвечу, но очевидно строятся системы, где энергии чего-то друг в друга никак не переходят, что намекает, что должна получаться какая-то сильно абстрактная и возможно бесполезная для самой даже физики теорема.)

Vladimirkey в сообщении #1358639 писал(а):

Хочу понять, как на молекулярном уровне происходит именно превращение в конкретный вид энергии, например, почему вся энергия электрическая не перешла в тепло сразу, не вращая при этом вал, но нет же, только кусок перешел в тепло, а другой кусочек начал все-таки вращать вал (понятное дело, что потом эта энергия тоже ушла в тепло, но почему перешла она в "кинетическую вала"?)
Выходит, что часть электрической энергии должна была перейти в упорядоченное движение молекул (кинетическую энергию), а другая часть в хаотичное движение молекул (тепло), но, почему одна из частей переходит в упорядоченное движение, а другая в хаотичное ?

Потому что это, например, наша заслуга, что мы построили двигатель так, что он не всё превращает в тепло, а что-то полезное делает. Вот устройство и надо рассматривать. Для этого надо определить, о каком моторе конкретно разговор (их разных много).

И говорить «почему одна из частей переходит в одну, а другая в другую» не очень осмысленно, так как когда у нас постоянна сумма из как минимум трёх слагаемых, нельзя однозначно сказать, сколько какого при их изменении перешло в какое. Если было $(a, b, c)$ и стало $(a+h,b,c-h)$, то можно сказать, что из третьего в первое перешло $h$, а можно, что из третьего в первое перешло $h/2$, во второе тоже $h/2$, и из второго в первое перешло $h/2$, и ещё континуум других возможностей.

[realeugene]

Vladimirkey в сообщении #1358639 писал(а):

А почему собственно какие-то из видов энергии переходят в те или иные виды энергии?

Правильно ставить вопрос не о том, почему одни виды энергии переходят в другие, а о том, почему вообще полная энергия замкнутой системы неизбежно сохраняется, несмотря на то, что любая макроскопическая система состоит из невообразимо огромного количества хаотически взаимодействующих частиц, которые, к тому же, могут в некоторых процессах ещё и рождаться и исчезать? Именно существование применимого к макроскопическим системам закона сохранения энергии и делает осмысленным понятие о переходе одной формы энергии в другую. Это всё следствие ещё более удивительных законов квантовой механики. В которой предполагается, что её постулаты точны абсолютно, т. е. математически строго. И до сих во всём разнообразии явлений окружающего мира нет никаких наблюдений, которые могли бы поставить под сомнение правильность этого предположения.

[Hagrael]

Vladimirkey, привет :) Я тоже в свое время думал об этом) Ведь мы говорим, что тепловая энергия тела - это энергия хаотического движения молекул, так?) А когда тело движется, то его атомы приобретают некую дополнительную скорость! Ведь тогда-то и температура должна по идее повыситься, ведь их скорость увеличилась! :) Но здесь есть один небольшой нюанс. Мы считаем, что температура тела определяется скоростью движения молекул относительно центра тяжести тела. И потому, когда тело начинает движение, его центр тяжести приходит в движение, а сами молекулы продолжают двигаться относительно него с той же скоростью :) И температура, таким образом, остается постоянной. А значит, и внутренняя энергия тоже.

Vladimirkey, я советую вам не вдумываться в 1000 деталей и постепенно познавать физику. Сперва понять поведение природы на одном уровне, затем по-тихоньку что-то понимать на более высоком уровне и так далее. Не спеша, расслабленно, постепенно. Тогда по-тихоньку вы начнете многое понимать :) И если что, не стесняйтесь спрашивать, потому что это действительно полезно и поможет разобраться в явлении или какой-нибудь особенности нашего мира :) Вы правильно делаете, что полагаетесь на интуицию, интуиция - наше все. Без нее мы бы ничего не поняли) Доверяя интуиции, своим глазам и ушам, мы строим науку и потом проверяем, правильно ли мы все сделали (опять же интуицией, глазами и ушами ). Так что интуиция есть неиссякаемый источник идей и вдохновения) Альберт Эйнштейн говорил, что главное в науке и понимании мира - это воображение)) А что есть воображение - как не особый вид интуиции?