做事需要能量。物理學中,能量是指作功的能力。作了功,便會發生運動,能量就會轉化成另一種形式。在上述推動壞車的例子中, 你體內的化學能轉移到車上去,成為運動的能量。我們可以說,功不過是一種能量轉移:

作功 = 能量轉移

所以能量的單位和功一樣是焦耳。


能量的不同形態

 
圖 2-1 竹篙灣燃氣輪機發電廠

其實,能量以很多不同形態出現,又能從一種形態轉化成另外一種。

植物從太陽吸取輻射能,再把它轉化成組織中的化學能。動物把食物中的 化學能轉化成他們身體活動的動能。汽車引擎也把燃料中的化學能轉化成動能。

在發電廠中,化石燃料的化學能轉化成電能。而核電廠則把核能 轉化成電能。電能又透過電纜傳送到各家各戶,再被形形式式的電器轉化成各種能量,例如電視機的 光能聲能、沸水器中的水的內能,及風扇的動能等。


 
圖 2-2 中國射手

有時,當物體在某些位置或狀態時,便會儲存了一些能量。這叫勢能。 例如,在樹上的蘋果有引力勢能。當它掉下來時,它的速率便會增加, 這是因為它的勢能轉化為動能。當箭射出,被拉著的弓所儲存的彈性勢能便轉化動能(圖 2-2)。

無論能量化為那種形式,轉化前和轉化後的總能量是不變的。換句話說,能量在轉換的 過程中是守恆的。在物理學中,這稱為能量守恆定律。

我們不能製造能量,也不能破壞它。能量可由一種形態轉換成另一種,但總能量永遠不變。

這個原理其實能應用於所有科學學科。能量守恆定律主宰了大自然所有的機制和反應,在科學預測的過程中是它是一條非常有力的定律。


 Flash動畫:跳水者的能量

 活動:能量轉換


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