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能量是什么?

能量是系统做功的能力。这个系统可能是一架喷气式飞机,可以载着数百名乘客穿越海洋。婴儿的身体,生长的骨细胞。一个风筝,在风中升起。或者是穿越空间的光波。

在移动或生长过程中,每个系统都在做功,并使用能量。每一个生物都能工作,需要从食物或光合作用中获得能量。人类还创造了为他们工作的机器,并从燃料中获取能量。

能量采取的许多形式中的一些

机械能

  • 势能,存储在系统中
  • 动能,来自物质的运动

来自太阳的光和热的辐射能或太阳能

  • 热能,与物体的热量有关
  • 化学能,储存在分子的化学键中
  • 电能,与电子的运动有关
  • 与光波(包括无线电波、微波、x射线、红外波)有关的电磁能
  • 在原子的核结构中发现的质量(或核能)能量

Conveting能源

能量的一种形式可以转化为另一种形式。这种转换是基于热力学定律之一的能量守恒定律。

当人类点燃第一把火时,他们将能量从一种形式转换到另一种形式。通过燃烧木头,它们释放出储存在木头分子键中的化学能,产生热能。其他的例子吗?电池从化学反应中产生电子,这些电子被用来产生电能。烤面包机吸收电能并将其转化为热量。当你骑自行车时,你的腿将储存在肌肉中的化学能转换成动能。

声音是动能的一种形式。空气分子振动,使它们以波的形式运动。当这些波撞击耳膜时,它也会振动。这种振动能量转化成电脉冲,你的大脑将其解释为声音。

很多时候,涉及多个转换。以核能发电为例。核燃料中的原子分裂,释放出它们的核(质量)能量并产生热能。这种热能又以蒸汽的形式被捕获,用来驱动涡轮发电机,产生动能。最后,这个动能使导体周围的磁场旋转,导致电流流动,从而产生电能。

测量能量

为了测量能量,我们使用燃料的“热值”,它表示某种燃料的多少转化为多少热量。常用的能量单位是卡路里和Btu。