能量守恒

所有的变化,发生在宇宙依赖能源。导致发生变化、能源可能改变形式。例如,木材的化学能量变化热能(热)当柴烧。然而,尽管能源可以转换,它不能被创造或毁灭。也就是说,在一个系统的总能量永远不会改变。这种形式的能量守恒定律的基础上,在科学的最重要的原则之一。至关重要的物理和化学,能量守恒定律也适用于生命系统。

一个物理系统的能量守恒可以说明了下落物体的机械能的变化。机械能包含两种类型的能源:潜力,或储存能量,和动能,运动的能量。换句话说,在一个物体的机械能总量是其势能和动能的总和。尽管在物体的机械能是常数,势能和动能的比例变化的物体。

例如,所有的机械能在山顶上休息的巨石是势能。博尔德下降时,它的一些势能转化为动能变化。博尔德的运动越快,其更大的动能和势能的越少。随着巨石放缓,动能和势能减少增加。当博尔德停止移动在山脚下,所有的动能里面会变成势能。这一过程可以表达如下:

势能和动能的变化可以可视化过山车的运动,实际上在很大程度上帮助推动。势能为整个旅程通常是介绍在一个大初始爬。当过山车到达最顶层的这个初始的攀爬,它包含了大量的潜在能量。这动能的变化往往第一最大降幅。势能和动能变化的相对量又随着过山车持续通过爬和循环。

能量守恒定律也适用于其他形式的能量。打开灯时,灯的电能转换成光能,尽管大多数可能变成热能,或热量。系统的总能量灯开启之前就等于总能量之后,即使能源的形式改变了。这一过程可以表达如下:

例如,如果灯含有200焦耳(J)的电能在一开始,和20 J被转换为光能,然后电能转换为热能的数量将是180 J:

在化工系统中,能量是包含在化学键。时释放能量是债券之间形成分子在化学反应;当分子分解,释放的能量。与物理系统一样,然而,总能量的化学反应必须等于总量。

生命系统也遵循能量守恒定律。流经一个能量变化形式生态系统,但在系统的总能量保持不变。食物链显示在一个生态系统能量流动。大多数生态系统能量的主要来源是来自太阳的光能量。这种能量是被生产者(主要是植物和藻类)光合作用,这一过程通过二氧化碳和水转化成糖葡萄糖。因此生产商将来自太阳的光能转换成化学能的碳水化合物。

中存储的化学能生产者传递给消费者,上级生物食物链。消费者在每个级别的食物链时得到化学能量消耗生物在较低的水平。一些化学能储存在消费者的身体;这种能量可以转化为机械或其他形式的能量,帮助生命活动。大部分的能量转移到每一层是“失落的”环境作为热能,或热。这个词用在这里意味着来自食物的能量散失chain-it不会转移到水平。然而,从系统不会丢失。因此,随着能源通过食物链,在每个阶段化学能量的比例减少;然而,系统的总能量不会改变。运动的能量通过一个生态系统可以使用一个说明能量金字塔。

理论的介绍相对论在1905年,质量被认为是相当于能量。这意味着能量可以转化为质量,反之亦然。在核反应,高速粒子经历一个显著增加它们的质量由于其巨大的能量。占这类反应,能量守恒定律和质量守恒定律结合成一个保护是质能守恒定律。