Что входит в E=m0*c^2 / вся энергия вещества?
Величина E = m0*c^2 выражает количество энергии покоя, но что под собой подразумевает энергия покоя?
Как я понимаю у тела может быть несколько видов энергии:
1) энергия за счет наличия массы вещества (электронов и нуклонов)
2) энергия связи нуклонов (дефект массы, за счет которой нуклоны соединены вместе)
3) энергия связи атомов (за счет атомы соединены в молекулы)
4) энергия связи молекул (за счет которой есть связи между молекулами в твердом веществе / кристаллическая решетка)
5) тепловая / внутренняя энергия U за счет наличия температуры. Колебания (для твердого в-ва) / движение (для газообр. в-ва) молекул и их взаимодействия
6) полная энергия. W = W_кин + W_пот
6.1) потенциальная энергия за счет нахождения тела как целого в потенциальном поле.
6.2) кинетическая энергия движения тела как целого. Для покоящегося тела W_кин = 0. Наш случай.
7) энергия получаемая телов за счет нахождения его в электрическом поле
8) энергия получаемая телов за счет нахождения его в магнитном поле
7) еще какие-то виды ???
Входят ли все эти виды энергии в m0*c^2 или m0*c^2 означает только энергия за счет наличия массы покоя и ядерных сил на уровне ядра.
Т.е.
1. E_абсолютно_вся = m0*c^2 = сумма(i_вид_энергии)
или все таки
2. E_абсолютно_вся = m0*c^2 + сумма(i_вид_энергии_кроме)
i_вид_энергии - i-й вид энергии
i_вид_энергии_кроме - i-й вид энергии кроме энергии за счет наличия нуклонов/электронов и ядерных связей которые влияют на конечную массу.
E_абсолютно_вся - количество энергии при полном исчезновении вещества как такового (остывание, остановка, исчезновения всех пот. полей, разрушение всех связей и частиц и т.п.) и превращении его в ЭМ-волны (фотоны).
Соответственно если верен 1-й вариант, то мы имеем что при изменении температуры, происхождение хим реакции, помещением тела в потенциальное поле (электрическое, растяжение сжатие например пружины, гравитационное и т.п.) изменяется его масса. (изменяется "сумма(i_вид_энергии)" --> изменяется значение "m0*c^2" согласно уравнению)
Если да, тогда еще один вопросик, действительно ли что масса тела так же зависит от температуры и количества химических связей, нахождение его в электро-магнитном поле и т.п., точно так же как она зависит от гравитации и наличия скорости, согласно ОТО?
Если 2-й вариант, то что конкретно входит в m0*c^2?
>> При нагреве тела увеличивается величина внутренней энергии, потому и эквивалентная масса самую малость возрастает.
>> При образовании атомами стабильных молекул часть энергии покоя атомов в свободном состоянии переходит в энергию химических связей. Т. е. , эквивалентная масса уменьшается
Спасибо. Тогда все становится на свои места.
E_абсолютно_вся = m0*c^2 + E_кин + E_пот_внешних_полей
m0 = f(
количество_элементарных_частиц,
средняя_скорость_этих_частиц,
ядерные_связи,
молекулярные_связи_атомов_в_молекулы,
молекулярные_связи_молекул_в_кристаллическую_решетку,
температура_тела,
давление_на_тело_вешней_среды)
верно записал?
>>> Что касается Вашей классификации видов энергии, то она весьма сумбурна. Скажем, пп. 7 и 8 сформулированы неправильно. При нахождении во внешнем поле (в том числе и потенциальном) тело не "получает" какую-то энергию, а эта энергия характеризует взаимодействие тела с полем, т. е. эта энергия характеризует не тело само по себе, а конфигурацию "тело + внешнее поле" в целом.
))) Согласен. По этому и хочу все "по полочкам" разложить, чтоб видеть общую картину )))
Спасибо.
"...Величина E = m0*c^2 выражает количество энергии покоя, но что под собой подразумевает энергия покоя?.. "
В величину энергии покоя входят все виды энергии, исключая потенциальную энергию взаимодействия с внешним полем и кинетическую энергию движения тела как целого.
"...E_абсолютно_вся - количество энергии при полном исчезновении вещества как такового (остывание, остановка, исчезновения всех пот. полей, разрушение всех связей и частиц и т. п. ) и превращении его в ЭМ-волны (фотоны)... "
При полной аннигиляции, теоретически, можно извлечь из вещества в поле всю энергию покоя аннигилировавших объектов.
"...Если да, тогда еще один вопросик, действительно ли что масса тела так же зависит от температуры... "
Принцип эквивалентности (!) массы и энергии покоя (!):
Eo = m*c².
При нагреве тела увеличивается величина внутренней энергии, потому и эквивалентная масса самую малость возрастает по грубой формуле, приведенной ниже:
Т. е. , m(экв. ) = (Eo + c*m*dT)/c².
"...и количества химических связей... "
При образовании атомами стабильных молекул часть энергии покоя атомов в свободном состоянии переходит в энергию химических связей (E = Eo - k*q²/r + Eсв.) . Т. е. , эквивалентная масса уменьшается, так как энергия покоя молекулы меньше, чем сумма энергий покоя атомов из-за того, что энергия кулоновского взаимодействия вносит отрицательный вклад, что по грубой формуле для можно прикинуть:
m(экв. ) = (Eo - k*q²/r)/c².
Но по сравнению с дефектом масс нуклонов это изменение массы пренебрежимо мало, так как энергия химической связи молекул намного меньше, чем энергия ядерной связи нуклонов.
"...точно так же как она зависит от гравитации и наличия скорости, согласно ОТО?.. "
Масса свободно движущейся частицы в рамках СТО - инвариант. Аналогично - и в случае с ОТО.
См. ответ по ссылке.
Энергия покоя, как инвариантная характеристика тела, подразумевает отсутствие движения тела, как целого, и отсутствие внешних полей.
Соответственно если верен 1-й вариант, то мы имеем ...изменяется его масса.
Да.
Если да, тогда еще один вопросик, действительно ли что масса тела так же зависит от температуры и количества химических связей, нахождение его в электро-магнитном поле и т. п. , точно так же как она зависит от гравитации и наличия скорости, согласно ОТО?
От температуры и хим. связей масса зависит. Но масса тела не зависит от скорости и гравитации - это инвариант. От скорости зависит кинетическая энергия. Часто ее представляют в виде эквивалентной массы, вводя понятие "релятивистской массы". Объясняется это тем, что в ОТО интенсивность гравитационного взаимодействия определяется тензором энергии-импульса тела (и только им, а не массой напрямую) , в то время как в классической теории гравитации принято считать, что интенсивность гравитационного взаимодействия определяется массой (и это оправдано, т. к. в нерелятивистской физике энергия, не связанная с массой покоя, пренебрежимо мала) .
Что касается Вашей классификации видов энергии, то она весьма сумбурна. Скажем, пп. 7 и 8 сформулированы неправильно. При нахождении во внешнем поле (в том числе и потенциальном) тело не "получает" какую-то энергию, а эта энергия характеризует взаимодействие тела с полем, т. е. эта энергия характеризует не тело само по себе, а конфигурацию "тело + внешнее поле" в целом.