能量守恒定律
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能量守恒定律详解
& & 1、定义：能量既小会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。这就是能量守恒定律。& & 2、简介：& & （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。& & 1798年，C·伦福特向英国皇家学会提交了由炮筒实验得出的热的运动说的实验报告。1800年，D·戴维用真空中摩擦冰块使之溶化的实验支持了伦福特的报告。1801年，T·杨在《论光和色的理论》中，称光和热有相同的性质，强调了热是一种运动。从此，热的运动说开始逐步取代热质说。& & 18世纪与19世纪之交，各种自然现象之间的相互转化相继发现：在热向功的转化和光的化学效应发现之后，1800年发现了红外线的热效应。电池刚发明，就发现了电流的热效应和电解现象。1820年，发现电流的磁效应，1831年发现电磁感应现象。1821年发现热电现象，1834年发现其逆现象，等等。& & 世纪之交，把自然看成是“活力”的思想是德国“自然哲学”的主要观点。这种哲学把整个宇宙视为某种根源性的力而引起历史发展的产物。当时这种哲学思想在德国和西欧一些国家占支配地位。& & 最早提出热功转换的是卡诺，他认为：“热无非是一种动力，或者索性是转换形式的运动。热是一种运动。对物体的小部分来说，假如发生了动力的消灭，那么与此同时，必然产生与消灭的动力量严格成正比的热量。相反地，在热消灭之处，就一定产生动力。因此可以建立这样的命题：动力的量在自然界中是不变的，更确切地说，动力的量既不能产生，也不能消灭。” 同时给出了热功当量的粗略值。& & 卡诺的这一思想在他死后46年，即1878年才被重视。之前的1842年，德国的迈耳最先从“自然哲学”出发，以思辩的方式，由“原因等于结果”的因果链演释出二十五种力的转化形式。1845年，他还用定压比热容与定容比热容之差：Cp－Cv=R，计算出热功当量值为1卡=365g·m。& & 1843年，英国实验物理学家焦耳进行了更多的工作，测定了更精确的当量值。1850年，发表的结果是：“要产生一磅水（在真空中称量，其温度在55°和60°之间）增加华氏1°的热量，需要消耗772英磅下落一英尺所表示的机械功。” 焦耳的工作，为“力的守恒”原理奠定了坚实的实验基础。& & 德国科学家亥姆霍兹于1847年发表了著作《论力的守恒》。提出了一切自然现象都应该用中心力相互作用的质点的运动来解释。由此证明了活力与张力之和对中心力守恒的结论。进而讨论了热现象、电现象、化学现象与机械力的关系，并指出把“力的守恒”原理运用到生命机体中去的可能性。由于亥姆霍兹的论述方式很有物理特色，故其影响要比迈耳和焦耳大。& & 定律的发现者们仍把能量称作“力”；而且定律的表述也不够准确，但实质上已发现了能量转化和守恒定律。将两种表述比较可以看出：“力的守恒”比“永动机不能造成”要深刻得多。“力的守恒”涉及的是当已认识到的物质的一切运动形式；同时是在一定的哲学思想指导下（迈耳），在实验的基础上（焦耳），用公理化结构（亥姆霍兹）建立的理论。& & “力的守恒”原理虽然有焦耳的热功当量和电热当量的关系式，还有亥姆霍兹推出的各种关系式，但都是各自独立的，尚未用一个统一的解析式来表述。解析表述& & 对定律进行解析表述，只有对“热量”、“功”、“能量”和“内能”这些概念准确定义才行。在18世纪，“热量”慨念是热质的量。1829年，J·蓬斯莱在研究蒸汽机的过程中，明确定义了功为力和距离之积。而“能量”的概念则是1717年，J·伯努利在论述虚位移时采用。1805年，T·扬把力称为能量，由此定义了扬氏模量。但其定义一直未被人们接受。有一批有识之士认识到定律的重大意义并为完善定律进行了卓有成效的工作。其中最著名的是英国的W·汤姆孙和德国的R·克劳修斯。正是他们在前人的基础上提出了热力学第一和第二定律，建立了热力学理论体系的大厦。& & 1850年，克劳修斯发表了《论热的动力和能由此推出的关于热学本身的定律》的论文。指出卡诺定理是正确的，用热运动说明并加上证明。认为单一的原理即“在一切由热产生功的情况，有一个和产生功成正比的热量被消耗掉，反之，通过消耗同样数量的功也能产生这样数量的热。” 加上一个原理即“没有任何力的消耗或其它变化的情况下，就把任意多的热量从一个冷体移到热体，这与热素的行为相矛盾。”来论证。把热看成是一种状态量。& & 克劳修斯最后得出的解析式：& & dQ=dU-dW& & 这时能量转化和守恒定律与的熵的表述一起构成了热力学理论体系的基础。& & 1853年，汤姆孙重新提出了能量的定义：“我们把给定状态中的物质系统的能量表示为：当它从这个给定状态无论以什么方式过渡到任意一个固定的零态时，在系统外所产生的用机械功单位来量度的各种作用之和。” 把态函数U称为内能。人们开始把牛顿的“力”和表征物质运动的“能量”区别开来，并广泛使用。在此基础上，苏格兰的物理学家W·兰金把“力的守恒”原理改称为“能量守恒”原理。& & 1854年起，克劳修斯作了大量工作，努力寻找一种为人们容易接受的证明方法来解释这条原理。1860年，能量守恒原理被人们普遍承认。
关于永动机，下列说法中正确的是()
A.第一类永动机不可能制成，因为它违反能量守恒定律
B.第二类永动机不可能制成，因为它违反能量守恒定律
C.第二类永动机可能制成，因为它并不违反能量守恒定律
D.第二类永动机不可能制成，尽管它并不违反能量守恒定律
根据能量守恒定律的内容解答．明确转化和转移．转化能的形式发生变化，转移能的形式不变．第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律，内能在转化为机械能的过程中要生热，所以要引起其它变化．解：A、第一类永动机是不可能制成的，因为它违背了能量守恒定律，故A正确；B、C、D、第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律，内能与机械能之间的转化具有方向性才是第二类永动机不可能制成的原因．故BC错误，D正确．故选：AD．
有人设想用降低海水的温度可以得到大量的能量，相当于一个很好的永动机，关于这样的永动机，以下说法正确的是()
A.这样做可以成功，因为它符合能量守恒定律
B.这样做不能成功，因为它违反能量守恒定律
C.这样做没有违反能量守恒定律，但是不能成功
D.这样做不能成功，因为它违反热力学第二定律
解：第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律，内能与机械能之间的转化具有方向性，这是第二类永动机不可能制成的原因．故选D
测试题精选
根据能量守恒定律可以知道，人类梦想的永动机是_____存在的(填“可能”或“不可能”)．
空调机制冷时，把热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外，此过程()
A.遵守热力学第二定律
B.遵守能量守恒定律
C.遵守热力学第二定律而不遵守能量守恒定律
D.遵守能量守恒定律而不遵守热力学第二定律
热力学第()定律表明：任何热学过程均不违背能量守恒定律；热力学第()定律则进一步表明：热学过程除了要受到能量守恒定律的制约外，还具有方向性．在能量守恒定律的表达式中只存在能量，不存在功这句话对吗
新年好！Happy Chinese New Year !l楼主的问题是：在能量守恒定律的表达式中只存在能量，不存在功这句话对吗？答：错！完全错了！完全误解了能量守恒的意义。1、能量守恒的意义在于：
a、能量不会无中生有，can not create！
b、能量不会有中变无，can not destroy！
c、能量只能互相转换，transfer、convert！
d、特定的条件，特定的能量守恒了2、能量守恒energy conservation，是一个整体的概念，
它包含各种形式的能量守恒。做功 work done，就是
能量的一种转换方式，怎么会派除在外？3、热力学第一定律，就是能量守恒定律，它不但包括做功，
还包括热能，thermal energy，or heat energy。这话如果是学生说的，无可厚非，学生，不懂才来学的。要是教师说这句话，这个教师应该自动滚下讲台，滚出学校！
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你可能喜欢在能量守恒定律的表达式中只存在能量,不存在功 为什么
能量守恒定律指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其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,在转化或转移的过程中,能量的总量不变.不是只能存在能量,它是指功和能的转化或者是能量的转移
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