Wat is energie?

[Peter van Velzen]

Energie

Spierkracht vuur en water
Energie kennen we op de eerste plaats als beweging. De oudste vorm van energie die we begrepen was spierkracht. Die van mensen, later die van trekossen, en die van paarden. Vervolgens ontdekten we het vuur. Het vuur (we wisten nog niet wat het precies was), gaf warmte, en warmte veroorzaakte vuur. We zagen eerst nog geen overeenkomst met spierkracht, maar dat zou later we komen. De derde vorm van energie was waarschijnlijk de kracht van stromend water. Ook die leerden we gebruiken, maar vaker leerden we dat wij er tegen moesten strijden met onze spierkracht.

Wind en stoom
Tot dat we ook de wind ontdekten. De wind stelde ons - meer nog dan onze spierkracht – in staat de kracht van het water te boven te komen. Maar pas toen we vuur, water en wind gingen combineren, begonnen we te begrijpen wat energie wel was. Toen we de stoommachine ontdekten.
Bestudering van de stoommachine en haar onderdelen, leidde tot de thermodynamica. We kwamen er achter dat al deze vormen van energie beweging waren. Beweging van onze spieren, beweging van water, beweging van gas. Warmte bleek uiteindelijk beweging van moleculen te zijn.

Chemie
Vuur was een chemisch proces – doorgaans het verbinden met zuurstof, waarbij energie in de vorm van warmte vrijkwam. De nieuwe moleculen bewogen sneller dan die waaruit zij voortkwamen. Maar wij hadden een raadsel ontdekt. Ook moleculen bevatten energie, maar niet in de vorm van beweging, maar een vorm die wij eigenlijk nog altijd niet echt begrijpen. Het bleek uiteindelijk het verschil te zijn van een electron in de ene toestand en een electron in de andere toestand. Die toestanden waren afhankelijk van het atoom – of de atomen meervoud – waar het electron deel van uitmaakte. Chemische energie bleek ook de bron te zijn die onze spieren in beweging zette.

Straling
Hiermee hebben we de eerste vorm van energie gevonden die geen simpele beweging lijkt te zijn. Weliswaar hebben we ze in onze eerste modellen van het atoom nog voorgesteld als een beweging rondom de kern van het atoom, maar dit model bleek niet te kloppen. Het was misschien wel beweging, maar geen beweging met in een vaste baan. Eerder een raadseltje: Een waarschijnlijkheidswolk van kansen om het electron op deze of op gene plaats aan te treffen. Chemische energie, is in zekere zin equivalent met electro-magnetische energie. Het is de beweging van het electron daar waar ze een betrouwbare richting op gaat, die electrische en magnetische energie mogelijk maakt. Daar waar Chemische energie ontstaat of verdwijnt bij het samengaan of uiteengaan van atomen, beweegt electromagnetische energie zich door een medium. Maar niet altijd als een electron of een atoom waaraan een electron te weinig of teveel aan verbonden is (ionen). Ze kan ook zomaar door de ruimte “stralen”.

de lichtsnelheid
De energie van electromagnetische straling kenden we eigenlijk altijd al. Maar we wisten dat niet. Het was de warmte die straalde vanaf het vuur, de warmte van de zon op onze huid. Energie blijkt ook te kunnnen bestaan in de vorm van fotonen die zich met bijna oneindige snelheid lijken te bewegen. Ook nu dus weer beweging, maar het was hier de energie zelf die bewoog. Niet met oneindige snelheid, zo zou blijken, maar “slechts” met 300.000 kilometer per seconde.

Kernenergie
Nog vreemdere vormen van energie bleken te bestaan. We ontdekten dat ook de kern van het atoom kon veranderen. Ook daarbij kon energie vrijkomen (of soms ook worden opgenomen). Maar waar kwam deze energie vandaan, of waar ging ze heen. Einstein – die eigenlijk met iets heel anders bezig was. Namelijk met het vaststellen van tijd en plaats. Kwam tot een opzienbarende ontdekking. Massa (gewicht) is ook energie, en wel heel compacte energie. De ontdekking dat bij het uiteenvallen van atoomkernen niet allee energie vrij kwam, maar ook massa verdween, klopte geheel met zijn formule: Energie = massa (zeg maar gewicht) x het kwadraat van die eigenaardige lichtsnelheid. Hier houdt het pad van energie in de vorm van beweging op, want de rustmassa is juist de energie van iets dat helemaal niet beweegt.

De raadsels
Zo raken wij op het eind van onze speurtocht naar energie plotseling het spoor van de beweging bijster. Niet langer meer is energie beweging. Het is ineens het verzet tegen de beweging geworden. De massa. Naast de massa van datgene dat we kennen (protronen, neutronen, electronen en dergelijke), hebben we inmiddels ook al een massa ontdekt waar wij niets anders van weten dan dat ze er lijkt te zijn: De massa die we donkere materie noemen. Materie, omdat het massa heeft. Ook op het pad van de beweging hebben we een energie ontdekt waar wij vrijwel niets van weten dan dat ze er is. Datgene dat de beweging tegengaat. De energie die we donkere energie noemen. Energie omdat ze beweging lijkt te bevorderen. De beweging die het heelal doet uitdijen.

Conclusie
Desalniettemin meen ik de volgende conclusie te kunnen handhaven:

Energie is beweging.

Maar wat beweegt er? Soms de energie zelf, maar dan altijd met de lichtsnelheid. Al het andere dat zich kan bewegen noemen wij materie, en het heeft massa. Massa veroorzaakt dat de beweging altijd trager gaat dan de lichtsnelheid. Zij lijkt energie op te slorpen. Maar zij kan ook verdwijnen, en is dan plots weer energie. Energie is beweging, maar wat er beweegt is een ander raadsel. Een heel belangrijk raadsel want “matter matters” (materie doet er toe!)

LS
Link: [url= http://en.wikipedia.org/wiki/Energy" onclick="window.open(this.href);return false;]Energie (wikepedia)[\url]
(volg eventueel ook de links in dit artikel)

Overigens heb ik dit bericht opgesteld zonder deze link eerst door te lezen. Alles wat hierboven staat, heb ik uit mijn hoofd bijeen geschraapt.

[Jan van Lennip]

Dus?

[collegavanerik]

Ja, Wat is je punt?

[Peter van Velzen]

In het onderwerp Kan materialisme + oneindigheid leiden tot reïncarnatie? Kibbelden "Ik ben" en "Dat beloof ik" over energie. Ik stelde voor daar een apart topic aan te weiden, en "Ik snap het niet" en "Heeck" moedigden mij aan. Vandaar dat ik er braaf mee begonnen was, met zoals Roeland voorstelde als uitgangspunt wat ik al wist. Ik wist toen ik er aan begon niet dat ik zo snel al tot een conclusie zou komen.

In tegenstelling tot wat veel mensen denken zijn noch tijd (zie aldaar) noch energie (zie hier) erg moeilijk te bevatten, Ruimte en materie zijn - misschien juist omdat ze ons zo vertrouwd lijken - veel raadselachter lijkt het wel. Daar zou ik nog niet weten waar ik moest aanvangen.

[pallieter]

Mis een beetje kinetische en potentiele energie, want daar is het toch allemaal met begonnen(vallende appel).
Voor de rest een mooie samenvatting.

Belangrijk is dat men energie noch kan creëren, noch vernietigen.

Maar m.i. het belangrijkst zijn de wetten van de thermodynamica:

Entropy is a measure of evenness of a distribution of energy between parts of a system. When an isolated system is given more degrees of freedom (i.e., given new available energy states that are the same as existing states), then total energy spreads over all available degrees equally without distinction between "new" and "old" degrees. This mathematical result is called the second law of thermodynamics.

http://en.wikipedia.org/wiki/Second_law ... escription

Een paar leuke:

Planck:
The internal energy of a closed system is increased by an isochoric adiabatic process.[19][20]
This formulation does not mention heat and does not mention temperature, nor even entropy, and does not necessarily implicitly rely on those concepts, but it implies the content of the second law. A closely related statement is that "Frictional pressure never does positive work."[21] Using a now obsolete form of words, Planck himself wrote: "The production of heat by friction is irreversible."[22]

Gravitational systems[edit]

In non-gravitational systems, objects always have positive heat capacity, meaning that the temperature rises with energy. Therefore, when energy flows from a high-temperature object to a low-temperature object, the source temperature is decreased while the sink temperature is increased; hence temperature differences tend to diminish over time.

However, this is not always the case for systems in which the gravitational force is important. The most striking examples are black holes, which - according to theory - have negative heat capacity. The larger the black hole, the more energy it contains, but the lower its temperature. Thus, the supermassive black hole in the center of the milky way is supposed to have a temperature of 10−14 K, much lower than the cosmic microwave background temperature of 2.7K, but as it absorbs photons of the cosmic microwave background its mass is increasing so that its low temperature further decreases with time.

For this reason, gravitational systems tend towards non-even distribution of mass and energy.

[dikkemick]

Is "wat is energie" misschien niet even lastig te beantwoorden als "wat is tijd"?

[pallieter]

Toch wel iets gemakkelijker Mick. Energie kunnen we (al dan niet rechtstreeks) meten. Zelfs bij dark energy en dark matter weten we perfect wat het doet, we vinden het alleen niet. En daarom noemen we het donker .

Daarom is al dat paranormaal zweven zo'n gelul, energie meten we! Zelfs verdomde neutrino's.

http://nl.wikipedia.org/wiki/Neutrino

Doordat het neutrino zo weinig wisselwerking vertoont met materie, gaat het bijna ongehinderd door gewone materie heen. Een blok lood zou een lichtjaar (circa 9,5 biljoen km) dik moeten zijn om de helft van de neutrino's die erdoorheen gaan tegen te houden.

Het neutrino (meer in het bijzonder het elektronneutrino) werd in 1930 voor het eerst gepostuleerd door Wolfgang Pauli, die het nodig had om het continue spectrum van bètaverval te verklaren. Het voorspelde deeltje was nodig om de wet van behoud van energie, de wet van behoud van impuls, en de wet van behoud van impulsmoment bij bètaverval theoretisch te kunnen behouden. Sommige natuurkundigen, zoals Niels Bohr, waren tegen deze interpretatie van bèta-verval en waren bereid te accepteren dat energie, impuls en impulsmoment geen behouden grootheden waren.

[Jan van Lennip]

Hopelijk lost dit iets voor je op.

Jan

[dikkemick]

Toch wel iets gemakkelijker Mick. Energie kunnen we (al dan niet rechtstreeks) meten. Zelfs bij dark energy en dark matter weten we perfect wat het doet, we vinden het alleen niet. En daarom noemen we het donker

Zo ook met tijd. We kunnen het meten. Maar het gaat mij ook hier om het begrip zelf: "energie". Wat exact is het?

[Knutselsmurf]

Mis een beetje kinetische en potentiele energie, want daar is het toch allemaal met begonnen(vallende appel).

Kernenergie, straling en licht waren eerder.
Daar zijn zelfs de evolutionaren en scheppengsfans het met elkaar over eens.

[collegavanerik]

Mis een beetje kinetische en potentiele energie, want daar is het toch allemaal met begonnen(vallende appel).

Kernenergie, straling en licht waren eerder.
Daar zijn zelfs de evolutionaren en scheppengsfans het met elkaar over eens.

zo iets?

[pallieter]

Verdomme Erik, elektromagnetische velden! Licht kwam pas na Planck besliste dat het ook deeltje was.

Dus ja, kinetische en potentiele energie was er voor er licht was en Newton besliste dat de appel (in het donker) moest vallen. Einstein, die had het gemakkelijk, die zei gewoon dat het alle kanten uit kan en Hawking wel die zegt niet zoveel, dat is meer een hangwetenschapper .

[Peter van Velzen]

Is "wat is energie" misschien niet even lastig te beantwoorden als "wat is tijd"?

Ik vind beiden niet moeilijk. Helaas menen anderen dat ik het mis heb, en dat er meer achter zit. Ik denk dat ze zich vergissen. Energie is uiteindelijk beweging en tijd is uiteindelijk een aantal periodeke gebeurtenissen.

Maar het is veel moeilijker om beweging en gebeurtenissen te begrijpen, want dan komen ruimte (zonder ruinte kan er geen beweging zijn) en materie(zonder materie kunnen er geen gebeurtenissn zijn) om de hoek kijken. Ik poneer - nogmaals - dat we eigenlijk niet goed weten wat ruimte en materie zijn,

Dat mensen dat niet goed beseffen, komt - denk ik - omdat ruimte en materie ons zo vertrouwd voorkomen. Wij denken ze constant waar te nemen. Maar in werkelijkheid nemen we tijd en energie waar. (Al onze zintuigen bestaan uit energie-signalen die veranderen in de tijd).

Eigenlijk zie je geen auto bewegen. Je ziet energie (fotonen) die jouw retina activeert, en die energie verandert in de tijd. Die fotonen doen je de auto veronderstellen, en hun verandering in de tijd, doet je veronderstellen dat de auto beweegt.

Het is natuurlijk niet voor niets, dat ik "potentiele energie" vergeten was. Potentiele; energie hangt vrijwel altijd af van ruimte en materie. En die begrijp ik niet goed. Het gevolg is dat ik dus ook potentiele energie niet goed kan uitleggen.

Dus zitten we met twee nieuwe vragen (zo gaat dat altijd).

Wat is ruimte?
Wat is materie?

Maar deze keer durf ik het voortouw niet te nemen, want ik weet niet waar te beginnen!
Misschien iemand anders?

[heeck]

Peter,
Nu kom je op de kern van mijn hint.
Namelijk dat een fenomeen wordt gekend door allerlei karakteristieken waarmee we het voldoende gedetermineerd vinden.
Wat een dobbelsteen IS is ook alleen maar te benaderen door het opnoemen van voor de gelegenheid voldoende karakteristieken.

R.

[Peter van Velzen]

Peter,
Nu kom je op de kern van mijn hint.
Namelijk dat een fenomeen wordt gekend door allerlei karakteristieken waarmee we het voldoende gedetermineerd vinden.
Wat een dobbelsteen IS is ook alleen maar te benaderen door het opnoemen van voor de gelegenheid voldoende karakteristieken.

R.

Daar blijken andere mensen niet tevreden mee. Maar mijns inziens heb je daar wel gelijk in.