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關于能量問題

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熱心網友:太陽傳達到地球上的能量多,還是地球傳達到宇宙中的能量多?長時間下來,應該說是一樣多的, 地球也反射太陽能量, 自身也產生各種電磁 射線等方式的能量放射到宇宙中去

熱心網友:能量守恒是指在一個封閉的系統內,地球不是一個封閉的系統,整個宇宙也許是能量守恒的

熱心網友:地球通過某種途徑把自己的能量傳達到宇宙,比如反射陽光,紅外線,大氣運動,水分蒸發降雨等.

熱心網友:世界是由運動的物質組成的,物質的運動形式多種多樣,并在不斷相互轉化正是在研究運動形式轉化的過程中,人們逐漸建立起了功和能的概念能是物質運動的普遍量度,而功是能量變化的量度。 這種說法概括了功和能的本質,但哲學味道濃了一些在物理學中,從19世紀中葉產生的能量定義:“能量是物體做功的本領”,一直延用至今但近年來不論在國外還是國內,物理教育界卻對這個定義是否妥當展開過爭論于是許多物理教材,例如現行的中學教材,都不給出能量的一般定義,而是根據上述定義的思想,即物體在某一狀態下的能量,是物體由這個狀態出發,盡其所能做出的功來給出各種具體的能量形式的操作定義(用量度方法代替定義)。 能量概念的形成和早期發展,始終是和能量守恒定律的建立過程緊密相關的由于對機械能、內能、電能、化學能、生物能等具體能量形式認識的發展,以及它們之間都能以一定的數量關系相互轉化的逐漸被發現,才使能量守恒定律得以建立這是一段以百年計的漫長歷史過程隨著科學的發展,許多重大的新物理現象,如物質的放射性、核結構與核能、各種基本粒子等被發現,都只是給證明這一偉大定律的正確性提供了更豐富的事實盡管有些現象在發現的當時似乎形成了對這一定律的沖擊,但最后仍以這一定律的完全勝利而告終。 能量守恒定律的發現告訴我們,盡管物質世界千變萬化,但這種變化決不是沒有約束的,最基本的約束就是守恒律也就是說,一切運動變化無論屬于什么樣的物質形式,反映什么樣的物質特性,服從什么樣的特定規律,都要滿足一定的守恒律物理學中的能量、動量和角動量守恒,就是物理運動所必須服從的最基本的規律與之相較,牛頓運動定律、麥克斯韋方程組等都低了一個層次。 定律內容 能量既不會憑空產生,也不會憑空消失,它只能從一種形式轉化為別的形式,或者從一個物體轉移到別的物體,在轉化或轉移的過程中其總量不變。能量守恒定律如今被人們普遍認同,但是并沒有嚴格證明。 1)自然界中不同的能量形式與不同的運動形式相對應:物體運動具有機械能、分子運動具有內能、電荷的運動具有電能、原子核內部的運動具有原子能等等。 (2)不同形式的能量之間可以相互轉化:“摩擦生熱是通過克服摩擦做功將機械能轉化為內能;水壺中的水沸騰時水蒸氣對壺蓋做功將壺蓋頂起,表明內能轉化為機械能;電流通過電熱絲做功可將電能轉化為內能等等”。這些實例說明了不同形式的能量之間可以相互轉化,且是通過做功來完成的這一轉化過程。 (3)某種形式的能減少,一定有其他形式的能增加,且減少量和增加量一定相等.某個物體的能量減少,一定存在其他物體的能量增加,且減少量和增加量一定相等。 能量守恒的具體表達形式 保守力學系統:在只有保守力做功的情況下,系統能量表現為機械能(動能和位能),能量守恒具體表達為機械能守恒定律。 熱力學系統:能量表達為內能,熱量和功,能量守恒的表達形式是熱力學第一定律。 相對論性力學:在相對論里,質量和能量可以相互轉變。計及質量改變帶來能量變化,能量守恒定律依然成立。歷史上也稱這種情況下的能量守恒定律為質能守恒定律。 能量守恒定律的重要意義 能量守恒定律,是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。從物理、化學到地質、生物,大到宇宙天體。小到原子核內部,只要有能量轉化,就一定服從能量守恒的規律。從日常生活到科學研究、工程技術,這一規律都發揮著重要的作用。人類對各種能量,如煤、石油等燃料以及水能、風能、核能等的利用,都是通過能量轉化來實現的。能量守恒定律是人們認識自然和利用自然的有力武器。 小醫生與啤酒匠發現科學新理 ——能量守恒和轉化定律的發現 能量守恒和能量轉化定律與細胞學說,進化論合稱19世紀自然科學的三大發現。而其中能量守恒和轉化定律的發現,卻是和一個“瘋子”醫生聯系起來的。 這個被稱為“瘋子”的醫生名叫邁爾(1814~1878),德國人,1840年開始在漢堡獨立行醫。他對萬事總要問個為什么,而且必親自觀察,研究,實驗。1840年2月22日,他作為一名隨船醫生跟著一支船隊來到印度尼西亞。一日,船隊在加爾各達登陸,船員因水土不服都生起病來,于是邁爾依老辦法給船員們放血治療。在德國,醫治這種病時只需在病人靜脈血管上扎一針,就會放出一股黑紅的血來,可是在這里,從靜脈里流出的仍然是鮮紅的血。于是,邁爾開始思考:人的血液所以是紅的是因為里面含有氧,氧在人體內燃燒產生熱量,維持人的體溫。這里天氣炎熱,人要維持體溫不需要燃燒那么多氧了,所以靜脈里的血仍然是鮮紅的。那么,人身上的熱量到底是從哪來的?頂多500克的心臟,它的運動根本無法產生如此多的熱,無法光靠它維持人的體溫。那體溫是靠全身血肉維持的了,而這又靠人吃的食物而來,不論吃肉吃菜,都一定是由植物而來,植物是靠太陽的光熱而生長的。太陽的光熱呢?太陽如果是一塊煤,那么它能燒4600年,這當然不可能,那一定是別的原因了,是我們未知的能量了。他大膽地推出,太陽中心約2750萬度(現在我們知道是1500萬度)。邁爾越想越多,最后歸結到一點:能量如何轉化(轉移)? 他一回到漢堡就寫了一篇《論無機界的力》,并用自己的方法測得熱功當量為365千克米/千卡。他將論文投到《物理年鑒》,卻得不到發表,只好發表在一本名不見經傳的醫學雜志上。他到處演說:“你們看,太陽揮灑著光與熱,地球上的植物吸收了它們,并生出化學物質……”可是即使物理學家們也無法相信他的話,很不尊敬地稱他為“瘋子”,而邁爾的家人也懷疑他瘋了,竟要請醫生來醫治他。他因不被人理解,終于跳樓自殺了。 和邁爾同時期研究能量守恒的還有一個英國人——焦耳(1818~1889),他自幼在道爾頓門下學習化學、數學、物理,他一邊經營父親留下的啤酒廠,一邊搞科學研究。1840年,他發現將通電的金屬絲放入水中,水會發熱,通過精密的測試,他發現:通電導體所產生的熱量與電流強度的平方,導體的電阻和通電時間成正比。這就是焦耳定律。1841年10月,他的論文在《哲學雜志》上刊出。隨后,他又發現無論化學能,電能所產生的熱都相當于一定功,即460千克米/千卡。1845年,他帶上自己的實驗儀器及報告,參加在劍橋舉行的學術會議。他當場做完實驗,并宣布:自然界的力(能)是不能毀滅的,哪里消耗了機械力(能),總得到相當的熱。可臺下那些赫赫有名的大科學家對這種新理論都搖頭,連法拉第也說:“這不太可能吧。”更有一個叫威廉·湯姆孫(1824~1907)的數學教授,他8歲隨父親去大學聽課,10歲正式考入該大學,乃是一位奇才,而今天聽到一個啤酒匠在這里亂嚷一些奇怪的理論,就非常不禮貌地當場退出會場。 焦耳不把人們的不理解放在心上,他回家繼續做著實驗,這樣一直做了40年,他把熱功當量精確到了423.9千克米/千卡。1847年,他帶著自己新設計的實驗又來到英國科學協會的會議現場。在他極力懇求下,會議主席才給他很少的時間讓他只做實驗,不做報告。焦耳一邊當眾演示他的新實驗,一邊解釋:“你們看,機械能是可以定量地轉化為熱的,反之一千卡的熱也可以轉化為423.9千克米的功……”突然,臺下有人大叫到:“胡說,熱是一種物質,是熱素,他與功毫無關系”這人正是湯姆孫。焦耳冷靜地回答到:“熱不能做功,那蒸汽機的活塞為什么會動?能量要是不守恒,永動機為什么總也造不成?”焦耳平淡的幾句話頓時使全場鴉雀無聲。臺下的教授們不由得認真思考起來,有的對焦耳的儀器左看右看,有的就開始爭論起來。 湯姆孫碰了釘子后,也開始思考,他自己開始做試驗,找資料,沒想到竟發現了邁爾幾年前發表的那篇文章,其思想與焦耳的完全一致!他帶上自己的試驗成果和邁爾的論文去找焦耳,他抱定負荊請罪的決心,要請焦耳共同探討這個發現。 在啤酒廠里湯姆孫見到了焦耳,看著焦耳的試驗室里各種自制的儀器,他深深為焦耳的堅韌不拔而感動。湯姆孫拿出邁爾的論文,說道:“焦耳先生,看來您是對的,我今天是專程來認錯的。您看,我是看了這篇論文后,才感到您是對的。”焦耳看到論文,臉上頓時喜色全失:“湯姆孫教授,可惜您再也不能和他討論問題了。這樣一個天才因為不被人理解,已經跳樓自殺了,雖然沒摔死,但已經神經錯亂了。” 湯姆孫低下頭,半天無語。一會兒,他抬起頭,說道:“真的對不起,我這才知道我的罪過。過去,我們這些人給了您多大的壓力呀。請您原諒,一個科學家在新觀點面前有時也會表現得很無知的。”一切都變得光明了,兩人并肩而坐,開始研究起實驗來。 1853年,兩人終于共同完成能量守恒和轉化定律的精確表述。

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熱心網友:....樓上那位。。好廢話

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