Warum vermittelt Energie die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten?

Ich bin mir nicht sicher, ob ich eine metaphysische Frage stelle, aber ich habe wirklich ein Problem damit, den Kern dieses Energiekonzepts zu verstehen und seine Fähigkeit, fast alles anzutreiben, was wir im Universum sehen, seien es Zellen im Körper, Elektronen in Atomen, Bewegung von Alltagsgegenständen durch mechanische Kraft.

Zum Beispiel, was es mit Energie auf sich hat, dass sie Elektronen die Fähigkeit geben kann, sich ständig um den Kern zu bewegen? Was ist mit Energie, die es dem Enzym ermöglicht, sich in Zellen zu bewegen und DNA zu replizieren usw.?

Ich weiß nicht, ob ich eine unmögliche Frage stelle oder ob die Prämisse meiner Frage fehlerhaft ist, aber kann mir bitte jemand eine Möglichkeit geben, dieses Wort „Energie“ zu konzipieren? Danke schön.

Antworten (3)

Diese Frage ist, wie gestellt, ein wenig kreisförmig. Energie ist definiert als die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten. Sie fragen also wörtlich: „Warum vermittelt die Fähigkeit zu arbeiten die Fähigkeit zu arbeiten?“

Energie ist keine separate Sache, sie ist eine eigene unabhängige Einheit. Es ist eine Möglichkeit, ein System zu beschreiben. Die Gesetze der Physik erlauben einigen Systemen, eine Kraft über eine Entfernung auszuüben. Solche Systeme werden als energiereich beschrieben. Das System kann nach den Gesetzen der Physik, die das System regeln, Arbeit verrichten, und die Menge an Arbeit, die das System verrichten kann, ist seine Energie.

Um Energie besser konzeptualisieren zu können, ist es hilfreich, sich eine Quelle vorzustellen. (Viele der Gesetze der Physik ähneln in gewisser Weise Federn). Eine Feder folgt dem Hookeschen Gesetz, das besagt, dass eine Feder eine Gleichgewichtslänge hat und wenn Sie sie dehnen oder zusammendrücken, erzeugt die Feder eine Kraft, die zurück in Richtung Gleichgewicht drückt. Wenn eine Feder gedehnt wird, vermittelt das Hookesche Gesetz die Fähigkeit, eine Kraft über eine Distanz auszuüben. Als solche wird die Feder als Energie aufweisend beschrieben. Es ist das Hookesche Gesetz, das die Fähigkeit zur Arbeit bereitstellt, Energie beschreibt und quantifiziert diese Tatsache einfach.

Okay. Ich bin mir nicht sicher, ob ich es richtig verstanden habe, aber ich würde fragen, was es mit Energie auf sich hat, dass sie Kraft auf ein anderes Wesen ausüben kann, sei es durch Kontakt oder Distanz? Wenn meine Hand einen Ball berührt, bewegt sich der Ball, weil Energie "magisch" durch Kraft auf den Ball übertragen wird, woraufhin sich der Ball eine bestimmte Strecke bewegt, was ein Beweis für die geleistete Arbeit ist?
Ihr denkt über Energie nach, als wäre sie wieder eine eigene, unabhängige Einheit. Energie übt keine Kraft aus. Das System übt die Kraft aus. Energie ist nur eine Beschreibung des Systems. Ein großer Mann kann sich den Kopf an einem Türrahmen stoßen, weil er so groß ist, aber es ist der Mann, der sich den Kopf stößt, nicht der Große. Energie ist wie groß, es ist eine Beschreibung von etwas anderem.
Dale, vielen Dank für deine Erklärung. Es hat die Art und Weise verändert, wie ich über das Wort denke.

Eine Abstraktion, die mir geholfen hat, Energie (E) zu verstehen, ist: Veränderung. Die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten, ist also auch Energie. In einem Reservoir gespeichertes Wasser hat potenzielle Energie, die Fähigkeit, Arbeit an einer Turbine zu verrichten, und verschiedene Arten von Arbeit können quantifiziert und gemessen werden: mechanisch, chemisch, thermodynamisch (Wärme), hydrodynamisch usw. Wetten, dass es auch angewendet werden könnte zum gesellschaftlichen Wandel! Ich bin sicher, dass einige Sozialwissenschaftler ein mathematisches Modell angewendet haben, um soziale Bewegungen, Störungen, Ökonomie, Epidemiologie (Krankheit) zu quantifizieren. Ihr Körper speichert potenzielle Energie in Fettzellen für den späteren Verbrauch und verbraucht Energie in Form von Kalorienverbrennung, Nahrungsverstoffwechselung, Schwitzen, Wärmeabgabe (gemessen in BTUs) usw., all die chemischen Prozesse, die erforderlich sind, um Sie am Leben zu erhalten.

Energie ist also eine Darstellung der Veränderung in einem bestimmten Kontext unter Verwendung einer Reihe von Variablen und Werten.

Darauf möchte ich eingehen:

Zum Beispiel, was es mit Energie auf sich hat, dass sie Elektronen die Fähigkeit geben kann, sich ständig um den Kern zu bewegen?

Es ist nicht Energie, die das Elektron auf einem Energieniveau hält, sondern die Quantenmechanik, die mathematisch feste Energieniveaus auferlegt. Das Elektron in einem Orbital um ein Atom ändert seine Energie nicht, es sei denn, es interagiert mit anderen Teilchen. Dann können Energieniveaus durch die von anderen Teilchen durchgeführte oder eingebrachte Energie geändert werden

Was ist mit Energie, die es dem Enzym ermöglicht, sich in Zellen zu bewegen und DNA zu replizieren usw.?

Eine kompliziertere Form des obigen Arguments, da Enzyme und DNA im quantenmechanischen mikroskopischen Rahmen liegen. Energieniveaus und Energieaustausch durch Wechselwirkungen