能量守恒和转换gydF4y2Ba

能量守恒的概念gydF4y2Ba

所观察到的一个基本定律来保存所有自然现象需要energy-i.e守恒。,总gydF4y2Ba能源gydF4y2Ba不会改变自然界中发生的许多变化。能量守恒没有任何流程的描述在自然,而是它声明的数量被称为能量保持不变时无论评估或者processes-possibly包括把能量从一种形式转换成另一次尝试之间连续的评估。gydF4y2Ba

的律法gydF4y2Ba能量守恒gydF4y2Ba不仅适用于自然中关闭或孤立的系统作为一个整体,但本质。因此,如果一个系统可以定义的边界以这样一种方式,没有能量从系统中添加或删除,然后能量必须是守恒的,系统内不管过程的细节在系统边界。一个gydF4y2Ba必然的结果gydF4y2Ba这个封闭的系统声明所确定的是,当一个系统的能量在两个连续的评估是不一样的,不同的是衡量能量的数量已从系统中添加或删除在两者之间的时间间隔在流逝评估。gydF4y2Ba

能量可以在系统中存在多种形式,可以从一种形式转化为另一个内部的约束的gydF4y2Ba守恒定律gydF4y2Ba。这些不同的形式包括重力、动力学、热弹性、电气、化学、辐射、核和能量。它的普遍适用性gydF4y2Ba概念gydF4y2Ba的能量,以及法律的完整性的保护在不同的形式,使它如此有吸引力的和有用的。gydF4y2Ba

能量的转换gydF4y2Ba

一个理想的系统gydF4y2Ba

系统的一个简单的例子中,能量从一种形式转化为另一个是提供的抛球的质量gydF4y2Ba毫克ydF4y2Ba到空气中。当球从地面垂直,其速度,从而降低了gydF4y2Ba动能gydF4y2Ba稳步减少,直到休息暂时在最高点。然后改变本身,它的速度和动能稳步增加,因为它返回到地面。动能gydF4y2BaEgydF4y2BakgydF4y2Ba即时它离开地面的球(1)一半的产品质量和速度的平方,或者gydF4y2Ba1gydF4y2Ba/gydF4y2Ba2gydF4y2BamvgydF4y2Ba1gydF4y2Ba2gydF4y2Ba在最高点,稳步下降为零(点2)。当球在空中上升,它得到了引力gydF4y2Ba势能gydF4y2BaEgydF4y2BapgydF4y2Ba。可能在这个意义上并不意味着能源并不是真实的,而是存储在一些gydF4y2Ba潜在的gydF4y2Ba形式和可以做gydF4y2Ba工作gydF4y2Ba。重力势能是身体能量,存储在一个由于它在引力场中的位置。重力势能的质量gydF4y2Ba毫克ydF4y2Ba观察是由产品的质量、高度gydF4y2BahgydF4y2Ba获得相对于参考高度,和加速度gydF4y2BaggydF4y2Ba地球的引力造成的身体,或gydF4y2Bamgh。gydF4y2Ba在即时球离开地面的高度gydF4y2BahgydF4y2Ba1gydF4y2Ba其潜在的能源gydF4y2BaEgydF4y2BapgydF4y2Ba1gydF4y2Ba是gydF4y2BamghgydF4y2Ba1gydF4y2Ba。gydF4y2Ba在最高点,其势能gydF4y2BaEgydF4y2BapgydF4y2Ba2gydF4y2Ba是gydF4y2BamghgydF4y2Ba2gydF4y2Ba。应用gydF4y2Ba能量守恒定律gydF4y2Ba假设没有gydF4y2Ba摩擦gydF4y2Ba在空中,这些加起来形成以下方程:gydF4y2Ba方程。gydF4y2Ba

在这个理想化的例子在地面球的动能转化为工作在提高球gydF4y2BahgydF4y2Ba2gydF4y2Ba其重力势能增加了吗gydF4y2Ba毫克gydF4y2Ba(gydF4y2BahgydF4y2Ba2gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BahgydF4y2Ba1gydF4y2Ba)。当球落回地面gydF4y2BahgydF4y2Ba1gydF4y2Ba,这重力势能转换为动能,其总能量gydF4y2BahgydF4y2Ba1gydF4y2Ba再次是gydF4y2Ba1gydF4y2Ba/gydF4y2Ba2gydF4y2BamvgydF4y2Ba1gydF4y2Ba2gydF4y2Ba+gydF4y2BamghgydF4y2Ba1gydF4y2Ba。在这一系列事件球的动能不变gydF4y2BahgydF4y2Ba1gydF4y2Ba;因此球的工作通过重力作用于这个周期的事件为零。这个系统是一个gydF4y2Ba保守的gydF4y2Ba一个。gydF4y2Ba

不同程度的转换在实际系统gydF4y2Ba

虽然在一个孤立系统的总能量不变,可能有一个伟大的不同质量的不同形式的能量。许多形式的能源,理论上,完全可以被转换成工作或其他形式的能量。这适用于gydF4y2Ba机械能gydF4y2Ba和电能。的随机运动gydF4y2Ba组成gydF4y2Ba相关的部分材料gydF4y2Ba热能gydF4y2Ba然而,代表能量转换成定向能量没有完全可用。gydF4y2Ba

法国工程师gydF4y2Ba萨迪卡诺gydF4y2Ba(1824年)理论描述gydF4y2Ba权力gydF4y2Ba最大的循环gydF4y2Ba效率gydF4y2Ba将热能转化为机械能。他证明了这个效率是由温度的大小而决定的gydF4y2Ba热gydF4y2Ba期间释放的能量被添加和废热的循环。一个实际的引擎操作gydF4y2Ba卡诺循环gydF4y2Ba从未被设计了,但是卡诺循环决定了最大效率的热能转换成任何形式的定向能量。卡诺gydF4y2Ba标准gydF4y2Ba呈现100%的效率不可能对所有热引擎。事实上,它gydF4y2Ba构成gydF4y2Ba现在的基础gydF4y2Ba热力学第二定律gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

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