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能量守恒定律指出能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,在转移或转化过程中其总量保持不变.
自然界的基本定律之一。在任何与周围隔绝的物质系统(孤立系统)中,不论发生何种变化或过程,其总质量保持不变。
18世纪时法国化学家拉瓦锡从实验上推翻了燃素说之后,这一定律始得公认。
20世纪初以来,发现高速运动物体的质量随其运动速度而变化,又发现实物和场可以互相转化,因而应按质能关系考虑场的质量。
质量概念的发展使质量守恒原理也有了新的发展,质量守恒和能量守恒两条定律通过质能关系合并为一条守恒定律,即质量和能量守恒定律。(简称质能守恒定律)
能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为别的形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程中其总量不变。能量守恒定律如今被人们普遍认同,但是并没有严格证明。
(1)自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应:物体运动具有机械能、分子运动具有内能、电荷的运动具有电能、原子核内部的运动具有原子能等等。
(2)不同形式的能量之间可以相互转化:“摩擦生热是通过克服摩擦做功将机械能转化为内能;水壶中的水沸腾时水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起,表明内能转化为机械能;电流通过电热丝做功可将电能转化为内能等等”。这些实例说明了不同形式的能量之间可以相互转化,且是通过做功来完成的这一转化过程。
(3)某种形式的能减少,一定有其他形式的能增加,且减少量和增加量一定相等.某个物体的能量减少,一定存在其他物体的能量增加,且减少量和增加量一定相等。
守恒定律来源于对称,爱因斯坦相对论中也体现出对称的重要性
所谓对称,其本质也是具有某种不变性。例如,左右对称就是左右交换后保持不变。由于守恒定律的本质,是某种物理量保持不变,所以守恒与对称之间有着某种必然的联系。
近代研究表明,守恒定律来源于对称。物理规律的每一种对称性(即不变性)通常都相应于一种守恒定律。对称和守恒这两个重要概念是紧密地联系在一起的。
人们相信自然界应该是和谐对称的,因此,在探索未知的物理规律的时候,允许以普遍的对称性作为指引。体现这种思想的最具典范的例子,就是爱因斯坦的相对论。
空间守恒定律。即:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,只能从一个物体传递给另一个物体,只有形式发生变化,但能量是守恒的。质量守恒定律是能量守恒定律的一个特例。
从爱因斯坦的质能方程,可以看出,知道物体的质量,我们就可以计算出这个物体的能量是多少,因为光速一个常数,这个数值是非常大的。这意味着,一小块物质包含着巨大的能量。注意,这是核能范畴了。
爱因斯坦能量守恒定律:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为别的形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程中其总量不变。能量守恒定律如今被人们普遍认同。
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。
爱因斯坦认为:世界并非我们原先所熟知的世界,也就是说,时间、速度、空间、位置和物质都是具体的客观现实。
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