Различные формы энергии и мощности

Все возможные виды энергии: механическая, тепловая, магнитная, электрическая и др. являются ФОРМОЙ ЭНЕРГИИ и имеют единую пространственно-временную размерность [L⁵T^-4].

Также и мощность может быть представлена в различных формах. Например, механическая форма мощности имеет выражение:

N=F*V,

где F - сила [L⁴T^-4], а V - скорость [L¹T^-1].

Электрическая форма: N=e*i, где e - напряжение [L²T^-2], i - сила тока [L³T^-3]; волновая форма мощности: N=A*v, где А - амплитуда изменения свободной энергии [L⁵T^-4], а - частота рабочих циклов [L⁰T^-1].

Однако, полная мощность N произвольной системы равна сумме активной (полезной) Р и пассивной (мощность потерь) G частей, каждая из которых имеет размерность [L⁵T^-5].

22. Закон сохранения мощности

В общем виде закон сохранения мощности записывается как инвариантность величины мощности:

[L⁵T^-5] = const. (3.20)

Из уравнения полной мощности N = P + G следует, что полезная мощность и мощность потерь проективно инверсны и поэтому любое изменение свободной энергии компенсируются изменением мощности потерь под контролем полной мощности .

Полученный вывод дает основание представить ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МОЩНОСТИ в виде скалярного уравнения:

, где . (3.21)

Содержательный смысл уравнения прозрачен: изменение свободной энергии компенсируется разностью между потерями и поступлениями энергии в систему.

Несложно показать, что существует связь мощности с другими потоками, например, действием [L⁵T^-3], моментом инерции [L⁵T^-2] и другими.

Связь мощности с действием:

, , .

Связь мощности с моментом инерции:

, , .

Нетрудно установить связи мощности и с другими величинами. Но не это главное. Суть вопроса в том, что все потоки имеют единую структуру законов сохранения. В силу этого мы можем представить закон сохранения мощности как иерархию уравнений:

0=P+P₁, где P₁=G-N, [L⁵T^-5], (3.22)

или

, где , [L⁵T^-5] (3.23)

или

, где , [L⁵T^-5], (3.24)

или

, где , [L⁵T^-5]. (3.25)

Содержательный смысл этих уравнений сохраняется на всех уровнях.

Изменение активного потока компенсируется разностью между потерями и поступлениями в систему.

Таким образом механизм открытой системы снимает ограничения замкнутости, и тем самым предоставляет возможность дальнейшего движения системы.

Однако этот механизм не показывает возможных направлений движения - эволюции систем. Поэтому он должен быть дополнен механизмами эволюционирующих и неэволюционирующих систем или неравновесных и равновесных.

23. Равновесные и неравновесные системы