能量守恒定律公式


能量守恒定律公式

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能量守恒定律可以表述为:一个系统的总能量的改变只能等于传入或者传出该系统的能量的多少 。机械能守恒公式:Ek1+Ep1=Ek2+Ep2,动量守恒公式:m1v1+m2v2+…=m1v1ˊ+m2v2ˊ+… 。
能量守恒定律是自然界普遍的基本定律之一 。一般表述为:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到其它物体,而能量的总量保持不变 。
【能量守恒定律公式】扩展资料:
热力学第一定律即能量守恒定律,它是人类经验的总结,不能用任何别的原理来证明 。热力学系统能量表达为内能、热量和功,热力学第一定律是能量守恒的一种表达形式 。从它导出的结论,还没有发现与事实有矛盾 。
根据热力学第一定律可以设想,要制造一种机器,它既不靠外界供给能量,本身也不减少能量,却不断地对外做功而不消耗能量 。人们把这种假想的机器称为第一类永动机 。因为对外界做功就必须消耗能量,不消耗能量就无法对外界做功,因此第一定律也可以表达为“第一类永动机是不可能造成的” 。反过来,第一类永动机永远不能造成,也就证明了第一定律是正确的 。
能量守恒定律是自然界普遍的基本定律之一 。
一般表述为:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到其它物体,而能量的总量保持不变 。
也可以表述为:一个系统的总能量的改变只能等于传入或者传出该系统的能量的多少 。总能量为系统的机械能、热能及除热能以外的任何内能形式的总和 。
如果一个系统处于孤立环境,即不可能有能量或质量传入或传出系统 。对于此情形,能量守恒定律表述为:“孤立系统的总能量保持不变 。”能量定义
能量是物质运动转换的量度,简称“能” 。世界万物是不断运动的,在物质的一切属性中,运动是最基本的属性,其他属性都是运动的具体表现 。能量是表征物理系统做功的本领的量度 。
能量(energy)是物质所具有的基本物理属性之一,是物质运动的统一量度 。
能量的单位与功的单位相同,在国际单位制中是焦耳(J) 。在原子物理学、原子核物理学、粒子物理学等领域中常用电子伏(eV)作为单位,1电子伏=1.602,18×10-19焦 。物理领域,也用尔格(erg)作为能量单位,1尔格=10-7焦 。
能量以多种不同的形式存在;按照物质的不同运动形式分类,能量可分为机械能、化学能、热能、电能、辐射能、核能 。这些不同形式的能量之间可以通过物理效应或化学反应而相互转化[1]。各种场也具有能量 。
能量的英文“energy”一字源于希腊语:?ν?ργεια,该字首次出现在公元前4世纪亚里士多德的作品中 。伽利略时代已出现了“能量”的思想,但还没有“能”这一术语 。能量概念出自于17世纪莱布尼茨的“活力”想法,定义于一个物体质量和其速度的平方的乘积,相当于今天的动能的两倍 。为了解释因摩擦而令速度减缓的现象,莱布尼茨的理论认为热能是由物体内的组成物质随机运动所构成,而这种想法和牛顿一致,虽然这种观念过了一个世纪后才被普遍接受 。
能量(Energy)这个词是T.杨于1807年在伦敦国王学院讲自然哲学时引入的,针对当时的“活力”或“上升力”的观点,提出用“能量”这个词表述,并和物体所作的功相联系,但未引起重视,人们仍认为不同的运动中蕴藏着不同的力 。1831年法国学者科里奥利又引进了力做功的概念,并且在“活力”前加了1/2系数,称为动能,通过积分给出了功与动能的联系 。1853年出现了“势能”,1856年出现了“动能”这些术语 。直到能量守恒定律被确认后 ,人们才认识到能量概念的重要意义和实用价值 。
空间属性是物质运动的广延性体现;时间属性是物质运动的持续性体现;引力属性是物质在运动过程由于质量分布不均所引起的相互作用的体现;电磁属性是带电粒子在运动和变化过程中的外部表现,等等 。物质的运动形式多种多样,每一个具体的物质运动形式存在相应的能量形式 。
宏观物体的机械运动对应的能量形式是动能;分子运动对应的能量形式是热能;原子运动对应的能量形式是化学能;带电粒子的定向运动对应的能量形式是电能;光子运动对应的能量形式是光能,等等 。除了这些,还有风能、潮汐能等 。当运动形式相同时,物体的运动特性可以采用某些物理量或化学量来描述 。物体的机械运动可以用速度、加速度、动量等物理量来描述;电流可以用电流强度、电压、功率等物理量来描述 。但是,如果运动形式不相同,物质的运动特性唯一可以相互描述和比较的物理量就是能量,能量是一切运动着的物质的共同特性 。
能量守恒定律可以表述为,一个系统的总能量的改变只能等于传入或者传出该系统的能量的多少 。总能量为系统的机械能、热能及除热能以外的任何内能形式的总和 。这就是我们日常所说的能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到其它物体,而能量的总量保持不变 。能量守恒定律也叫热力学第一定律 。
焦耳热功当量实验是早期确认能量守恒的有名实验 。在保持总能量不变的前提下,固有能量、动能、势能之间可以相互转化 。焦耳当时在电机线圈的转轴上绕两根细线,分别跨过相距一定距离的定滑轮后垂挂几英磅重的砝码 。线圈浸在量热器的水中 。由砝码下落距离可算出机械功大小,由水温变化可算出热量多少,以此计算出了热功当量,也验证了能量守恒定律 。
发电机与电动机工作中利用了能量守恒定律 。发电机是将机械能或其它形式的能转化成电能,最常用的是利用热能、水能等推动发电机转子来发电,经输电、配电网络送往各种用电场合,而电动机又名马达,是将电能或其他形式的能量转化为机械能,用来驱动其他装置的电气设备 。在生活中我们常利用的木柴、煤炭、石油等,通过燃烧将热能转化为电能、化学能、机械能等等也是能量守恒定律的应用 。
保守力学系统:在只有保守力做功的情况下,系统能量表现为机械能(动能和位能/势能),能量守恒具体表达为机械能守恒定律 。
热力学系统:能量表达为内能,热量和功,能量守恒的表达形式是热力学第一定律 。
核力学系统:在核聚变、核裂变过程中,产生大量能量的同时,有大量的粒子射出,所以物体的质量在减少 。如果核聚变、核裂变的过程可逆,那么就需要大量的粒子和大量的能量来构成核聚变、核裂变的逆变过程 。核聚变与核聚变逆变、核裂变与核裂变逆变之间,它们的能量是守恒、质量也是守恒 。
总的流进系统的能量必等于总的从系统中流出的能量加上系统内部能量的变化,能量能够转换,从一种形态转变成另一种形态 。
系统中储存能量的增加等于进入系统的能量减去离开系统的能量 。
能量守恒定律的重要意义
能量守恒定律,是自然界最普遍、最重要的基本定律之一 。从物理、化学到地质、生物,大到宇宙天体 。小到原子核内部,只要有能量转化,就一定服从能量守恒的规律 。从日常生活到科学研究、工程技术,这一规律都发挥着重要的作用 。人类对各种能量,如煤、石油等燃料以及水能、风能、核能等的利用,都是通过能量转化来实现的 。能量守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器 。
编辑本段
能量守恒和转化定律的发现
能量守恒和转化定律的发现
能量守恒和能量转化定律与细胞学说,进化论合称19世纪自然科学的三大发现 。而其中能量守恒和转化定律的发现,却是和一个“疯子”医生联系起来的