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能量是什么?

iseeyu2年前 (2024-08-24)推广115


任何一本物理学书籍都会说能量是一种做功的能力,然后继续解释道,功是一种基于力移动物体的动作。可是有没有觉得这个定义有哪里不对劲。这个就有点像柏拉图对人的定义:无毛二足兽。难说有什么毛病,只是不禁会觉得少了点什么。


那么能量到底是什么呢?

难于定义是因为这是一个抽象的感观。在物理领域,能量概念确实只是一种性状描述,一个有助于理论平衡的工具。能量常体现或转述为质量,因而在计算任一种物理或化学过程中都十分有用。

所以既没有物理意义上的能量本质,更没有纯能量这种东西存在。能量通常为某种东西所承载,一般是一种运动的形态体现。

能量是什么?

典型的能量活动是桌球在桌面上滚动,球越重,动得越快,承载的能量越大。也就是说如果球弹出来砸到你的脚趾头上也会越疼。

另一种为人所知的能量活动是热运动。物体的温度是其内部原子运动速度的直接指标。在一杯热咖啡中,水分子在剧烈快速运动,直到温度降下来才运动变慢。

在火中丢一块铁条进去,铁原子也会快速运动,只是这种运动束缚在一定范围之内,因而体现为一种原子的振动形式。

有时物体沿某一方向挤压或拉伸,只是运动被别的力抵消了,那么这个物体就被认为是具有潜在运动可能的,亦即势能。

这个有点像是赛车手一边拉着手刹一边踩着油门。只有当他放开手刹车才会动。

桌子上的玻璃杯受到向下的地球重力作用,但受到更强的桌面原子电子力支撑而不会掉落;一但脱离桌面,就会受到重力作用而下落。

那么化学的、电子的或原子核的能量又是什么?

这个有点复杂,但归根结底所有这些能量形式同样包含动能或势能。譬如很多能量像弹簧线圈一样被锁定在了原子核里面。当铀核子一分为二的时候,能量也随之释放。两部分都带正电荷,因而只是在分离后,他们在相互斥力作用下飞离。这就是原子核势能释放的能量活动过程。

正如俄物理学家列夫·欧肯所说,物理概念越基础,越难用言语去定义。于“能量”而言最恰当的描述也只是它是一种产生运动的能力。

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