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匿名使用者 發問時間: 科學其他:科學 · 2 0 年前

什麼是”能量不滅定律”?

什麼是”能量不滅定律”? 是否能舉例說明?

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    熱力學(thermodynamics)是專門討論各種形式的能相互轉換的學問, 其中有三大定律。

    把熱能也包括進去的能量守恒定律稱為熱力學第一定律,熱力學第一定律說:

    能在各種形式間轉換時其總量不變。

    這個定律又稱為能量不滅定律。

    簡單表示為 : 進入系統的能量 - 流出系統的能量 = 系統獲得或損失的能量

    更詳細的說明為:當有熱能由於溫差的原因,由外界傳入一物體,通常會有溫度升高(粒子平均動能增加)且體積膨脹(對外界做功)的情形。我們把物體內所有粒子的總機械能稱為該物體的內能(U),由能量守恒可得:

    系統吸收的熱能=系統內能增加量+系統對外做功值

    若是負值表示系統放出熱能; 若是負值表示系統被做功; 若是負值表示系統內能減少。

    以高處的水向低處流的例子來說明。在高處原本靜止的水只有位能沒有動能,流向低處時因高度降低,在重力場中就失去了部分的位能,而失去的位能會全部轉換成動能,水因而產生相當的流速。根據水失去的位能等於得到的動能,便可以算出(不計摩擦力時)水的流速。

    熱力學第一定律不僅定出能量不滅的原則,還界定了轉換時量的關係。這關係可演繹出許多計算公式,基本原則是各種能的形式轉變時,其變化量的和應為零。流體力學就是根據這個原則,計算流體運動時流速、壓力和摩擦力的關係。除了核子反應因為質和能的互變而有質量和能量的改變外,一切由於能的轉換而引起的變化都要遵守熱力學第一定律的規範。

    發展史(only第一):

    焦耳(Joule,1818~1889,英國人):證實熱是能量的一種形式,經由實驗定出熱能與功兩種單位之間的換算,即熱功當量。包括熱能在內的能量守恆定律被稱為熱力學第一定律。

    因為功能互換及能量守恆的概念在1845年左右已形成,故第一定律數學式也呼之欲出。

    德國科學家R. Clausius是第一位把熱力學第一運動定律用數學形式表達出來的人。

    在1850年,Clausius所發表論文中,此水蒸發為例,認為物體熱量的增加量dQ等於物體中熱量的變化dH,內功的變化dJ和外功變化dW的和,即

    dQ=dH+dJ+dW

    他把物體中存在的熱,解釋成物體組成粒子的動能,溫度相關,而內功則是由粒子系統所定的狀態函數。但因不知這兩者具體表達式,而將上式寫成

    dQ=dU+dW

    Clausius沒有對U命名,次一年Lord Kelvin稱U為內能。

    有關焦耳的生平可參考 http://nr.stic.gov.tw/ejournal/NSCM/9101/9101-07.p...

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    6 年前

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  • 能量不滅定律:作用於物體上之力所作之功,等於該物體所得之動能:相反的,物體已具有某種量的動能,由於與運動方向相反的作用力,使速度降低放出動能,作用力做出負功,這是說明功與動能可以互換而且相等。簡單來說就是能量可互相轉換,但不會消滅或增加。

  • 2 0 年前

    原子不滅還是能量不滅?

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