請(qǐng)問日常生活中能量的來源是什么? 生活能量的概念是什么?生活能量的主要來源有哪些?
能量(energy)是物質(zhì)的基本單元在空間中的運(yùn)動(dòng)周期范圍的測(cè)量。現(xiàn)代物理學(xué)已明確了質(zhì)量與能量之間的數(shù)量關(guān)系,即愛因斯坦的質(zhì)能關(guān)系式:E=MC²。
能量的單位與功的單位相同,在國(guó)際單位制中是焦耳(J)。在原子物理學(xué)、原子核物理學(xué)、粒子物理學(xué)等領(lǐng)域中常用電子伏(eV)作為單位,1電子伏=1.602,18×10-19焦。物理領(lǐng)域,也用爾格(erg)作為能量單位,1爾格=10-7焦。
能量以多種不同的形式存在;按照物質(zhì)的不同運(yùn)動(dòng)形式分類,能量可分為機(jī)械能、化學(xué)能、熱能、電能、輻射能、核能、光能、潮汐能等。這些不同形式的能量之間可以通過物理效應(yīng)或化學(xué)反應(yīng)而相互轉(zhuǎn)化[1] 。各種場(chǎng)也具有能量。
能量的本質(zhì)是物理意義上四維空間度量的一個(gè)物理量,類似的還有三維空間度量的物理量--動(dòng)量,以及二維空間度量的物理量--質(zhì)量等等。它們都是物質(zhì)在不同維度所表現(xiàn)出來的物質(zhì)屬性,具體參見資料《四維空間與能量本質(zhì)》
力學(xué)中的能
動(dòng)能是物體由于作機(jī)械運(yùn)動(dòng)而具有的能,質(zhì)量為
的物體以速率
運(yùn)動(dòng)時(shí),它的動(dòng)能
為:
動(dòng)能的概念最早是G.W.萊布尼茲提出的;他稱之為法力,定義為
,正好是現(xiàn)用的動(dòng)能定義的兩倍。
根據(jù)動(dòng)能定理,運(yùn)動(dòng)的物體如受到阻礙而減速直到停止以前,物體就會(huì)對(duì)障礙物做功。所作的功的量等于物體原有動(dòng)能的量。因此可以說,動(dòng)能是物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的做功能力。例如高速飛行的槍彈具有動(dòng)能,所以打到鋼板上能對(duì)鋼扳做功而穿入;捶到鍛件上的鐵錘具有動(dòng)能,所以能對(duì)鍛件做功而使它變形。
以角速度
繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的剛體,其動(dòng)能為:
式中I為剛體對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。剛體作平面運(yùn)動(dòng)時(shí),其動(dòng)能為:
式中m為剛體的質(zhì)量,
為質(zhì)心的速度,
為剛體對(duì)質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,
為剛體的角速度。上式可以解釋為:剛體作平面運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能等于剛體以質(zhì)心速度平動(dòng)時(shí)的動(dòng)能與剛體相對(duì)于質(zhì)心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能之和。
剛體繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能為:
剛體作最一般運(yùn)動(dòng)的情況下,其動(dòng)能為:
能量勢(shì)能
勢(shì)能是指物體(或系統(tǒng))由于位置或位形而具有的能。例如,舉到髙處的打樁機(jī)重錘具有勢(shì)能,故下落時(shí)能使它的動(dòng)能增加并對(duì)外界做功,把樁打入土中;張開的弓具有勢(shì)能,故在釋放能時(shí)對(duì)箭做功,將它射向目標(biāo)。
物體(或系統(tǒng))的勢(shì)能,只能對(duì)選定的初始位形來計(jì)算。物體在某特定位形的勢(shì)能在數(shù)量上等于將物體從初始位形沒有加速度地改變到此位形時(shí),外界克服物體抗力所作的功,也就是物體抗力在此過程中所作的功取負(fù)值。設(shè)物體受到力F的作用,則行微位移dr的元功為F·dr。如取0點(diǎn)為零勢(shì)能位置,則物體在M點(diǎn)時(shí)所具有的勢(shì)能
為:
還要指出,作用于系統(tǒng)的力必須是像重力、彈性力那樣的可以恢復(fù)的力,即在系統(tǒng)位形變化的一個(gè)循環(huán)中,力的功等于零,列式如下:
滿足以上條件的力稱為保守力。這樣,系統(tǒng)的勢(shì)能只取決于初始和終了的位置或位形,而與變化過程中的途徑無關(guān)。故式(6)中的積分路線可以取從O點(diǎn)到M點(diǎn)的任意曲線。非保守力(如摩擦力)不存在勢(shì)能。下面是一般力學(xué)中常見的三種勢(shì)能:
能量重力勢(shì)能
重力是保守力。質(zhì)量為m的物體,所受到的重力是mg(g=9.80665米/秒是重力加速度)。如果把地面選作零勢(shì)能位置,則物體在髙度處所具有的重力勢(shì)能為:
更嚴(yán)格地說,這是物體與地球組成的系統(tǒng)所具有的勢(shì)能(圖1)
能量引力勢(shì)能
物體離地球中心的距離r很大時(shí),必須考慮到地心引力隨距離的變化(圖2)。質(zhì)量為m的物體所受地心引力大小是
式中
是地球的質(zhì)量;G=6.673×10米/(千克·秒),是引力常數(shù)。由式(6)可以算出其勢(shì)能為:
式中
=6.371×10米,是地球半徑。零勢(shì)能位置仍取在地球表面。
任何兩個(gè)物體之間的萬有引力也有引力勢(shì)能,例如質(zhì)量為m1和m2的兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的星體的引力勢(shì)能為
其中r為兩星體間的距離。
能量彈性力勢(shì)能
彈簧變形時(shí),作用于外界的彈性力大小F與變形
成正比,
(胡克定律),k是彈簧剛度(圖3)。彈性力也是保守力。如取彈簧未變形時(shí)的自然狀態(tài)作為零勢(shì)能位形,則由式(6)算出它變形時(shí)的勢(shì)能為:
能量化學(xué)能
物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化(化學(xué)反應(yīng))時(shí)釋放或吸收的能量。如干電池和蓄電池的放電是化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能;給電池充電則是電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能 [1] 。其本質(zhì)是原子的外層電子變動(dòng),導(dǎo)致電子結(jié)合能改變而放出的能量。正負(fù)電子對(duì)湮沒成光子,就是電子的靜能轉(zhuǎn)換成光子的能量 [2] 。
能量熱能
物質(zhì)內(nèi)部原子分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能,溫度愈高的物質(zhì)所包含的熱能愈大。熱機(jī)是膨脹的水蒸氣把它的熱能變成了熱機(jī)的動(dòng)能 [1] 。
能量電能
正負(fù)電荷之間由于電力作用所具有的(電)勢(shì)能,可以用電場(chǎng)強(qiáng)度表達(dá)出來。真空中的電能密度(單位體積內(nèi)的電能)即電場(chǎng)能量密度w=E2/2;介質(zhì)中的電能密度w=E·D/2,式中D是電位移矢量,E是電場(chǎng)強(qiáng)度。電能的提取就是將電勢(shì)能變成帶電粒子的動(dòng)能,如導(dǎo)體中的電流或加速器中的荷電粒子束。磁能是指磁場(chǎng)能,磁能密度w=H·B/2,式中H是磁場(chǎng)強(qiáng)度,B是磁感應(yīng)強(qiáng)度。電能密度與磁能密度之和為電磁能密度(電磁場(chǎng)能量密度)w=(E·D+H·B)/2 [1] 。
能量輻射能
指光和電磁波的能量(光子的能量) [1] 。
能量核能
原子核內(nèi)核子的結(jié)合能,它可以在原子核裂變或聚變反應(yīng)中釋放出來變成反應(yīng)產(chǎn)物的動(dòng)能 [1] 。根據(jù)狹義相對(duì)論,物體的質(zhì)量m和能量E之間存在著質(zhì)能關(guān)系E=mс2(с為真空中的光速)。因此,當(dāng)物體靜止時(shí)也具有能量。物質(zhì)的能量、質(zhì)量這二者是密切相關(guān)的。原子核的質(zhì)量比組成它的核子的總質(zhì)量小,即自由核子結(jié)合成原子核時(shí)有能量釋放出來,這能量稱為原子核的結(jié)合能。比結(jié)合能(原子核中平均每核子的結(jié)合能)低的重核裂變成比結(jié)合能高的較輕核,或幾個(gè)比結(jié)合能低的輕核聚合成一個(gè)比結(jié)合能高的較重核,所釋放的能量就是原子能
希望我能幫助你解疑釋惑。
在日常生活中,能量的來源主要是主食,里面含有淀粉和碳水化合物,蛋白質(zhì)的來源有肉蛋奶。
歸根結(jié)底來源是太陽。比如萬物生長(zhǎng)靠太陽,使我們有了食物;比如太陽能轉(zhuǎn)換成水利勢(shì)能,再轉(zhuǎn)換電能;比如石油、煤炭也是億萬年前生物吸收太陽能轉(zhuǎn)換而成;比如---;幾乎都離不開太陽,所以日常生活中能量相對(duì)而言來源于太陽。
我們自己的能量來源于食物,植物的能量來源于太陽;電能來源于煤炭,水力,核能等。汽車能源來自于石油等。
人在日常生活中
主要的能量來源是食物
米飯,面粉
蔬菜,水果
這些食物給人提供了熱量,
維生素,氨基酸
和人體必須的各種能量
電能主要來源于太陽,
和水力發(fā)電,
以及煤炭和垃圾的焚燒
動(dòng)力能源主要有石油,
總能量消耗是什么意思
總能量消耗是指?jìng)€(gè)體在一段時(shí)間內(nèi)所消耗的總能量。詳細(xì)解釋如下:一、能量的來源和消耗機(jī)制 人體能量的來源主要依賴于食物攝入,通過飲食中的碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)為身體提供能量。而總能量消耗則是指?jìng)€(gè)體在日常活動(dòng)中,包括基礎(chǔ)代謝、運(yùn)動(dòng)、工作等所消耗的總能量。二、基礎(chǔ)代謝消耗 基礎(chǔ)代謝...
如果物質(zhì)是由量子、粒子構(gòu)成的,那么能量是由什么構(gòu)成的?
這是一個(gè)有點(diǎn)復(fù)雜的問題,能量無處不在,但是人們又無法看見也無法觸摸到它。根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能守恒方程,在孤立的物理系統(tǒng)中,宇宙中總能量是一個(gè)守恒量。組成能量的事物不是我們通常所理解的量子或粒子,能量只是某一個(gè)物理系統(tǒng)對(duì)其它的物理系統(tǒng)做功的能力。在我們的物理學(xué)描述中,能量分為機(jī)械能(...
正能量的來源和引用
正能量是一種健康、樂觀、積極向上的動(dòng)力和情感,是社會(huì)生活中積極向上的行為表現(xiàn)。在中國(guó),"正能量"這一概念指的是所有積極的、健康的、激勵(lì)人心的事件和故事,并被廣泛傳播和貼上"正能量"的標(biāo)簽。這個(gè)詞匯已經(jīng)演變成一個(gè)充滿象征意義的符號(hào),與我們的情感深深相連,代表著我們的渴望和期待。正能量的...
能量包括哪些?它們分別有什么用?
--- 至于能量有什么用?專業(yè)點(diǎn)說,能量這個(gè)詞,是用以衡量所有物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)模的統(tǒng)一的客觀尺度。從生活角度來說,顯而易見,能量是所有活動(dòng)的來源,包括我們的生命活動(dòng),特別是在我們?nèi)祟惿鐣?huì),能量就以為著——Money
電能主要來自其他形式能量的轉(zhuǎn)換
應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)、交通、通訊以及日常生活中的能量形式 電能是指電子能量的形式,是一種廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)、交通、通訊以及日常生活中的能量形式。電能的來源主要來自其他形式的能量轉(zhuǎn)換,如化學(xué)能、機(jī)械能、光能等。這些能量形式先被轉(zhuǎn)換成電能,再被輸送到需要的地方進(jìn)行使用。
熱源什么什么
熱源在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中扮演著重要的角色。它們可以是各種不同類型的物體,從日常生活中的火爐、暖氣片等,到更為復(fù)雜的工業(yè)設(shè)備,如熱交換器、鍋爐等。這些物體之所以被稱為熱源,是因?yàn)樗鼈兙哂幸环N能夠產(chǎn)生或釋放熱能的能力。從科學(xué)的角度來看,熱源是一種能量的來源。在物理學(xué)中,熱量是從高溫區(qū)域...
所謂的正能量負(fù)能量從何而來?怎么產(chǎn)生的
正負(fù)能量指的是一種氣氛或態(tài)度,不是真正意義上的能量。你做好人好事,弘揚(yáng)正確的觀念,別人聽說了或看見了感覺心情愉悅,就像獲得了能量一樣,就叫正能量。反之你怨天尤人,或做了壞事,人們知道了很生氣,就叫你帶了負(fù)能量。
三、問答題。1、利用太陽的光和熱,我們可以干什么事情?
四、太陽能間接影響了海洋生態(tài)系統(tǒng),通過熱點(diǎn)季風(fēng)和洋流,促進(jìn)了水產(chǎn)品(如魚、蝦等)的生長(zhǎng)。五、在更廣義的層面上,地球表面的大部分能量都源自太陽,包括煤炭、石油等化石燃料,以及植物通過光合作用轉(zhuǎn)化成的各種食物。六、太陽能是大氣層、海洋以及地球上各種元素的化合物形成的重要能量來源。盡管地?zé)崮?..
心理能量是什么意思
在日常生活中,我們常常聽到“心理能量”這個(gè)詞,但是對(duì)于這個(gè)詞的含義,很多人并不十分了解。心理能量,顧名思義,是指在心理學(xué)上的一種力量,是一種放射出自內(nèi)心的積極力量,可以影響我們的思維、情感和行為。心理能量是什么意思心理能量的來源人類的心理能量來源于內(nèi)心的信念和態(tài)度,以及周圍的環(huán)境和人際...
能量從哪里來教案
通過圖片資料和已經(jīng)學(xué)過的植物能進(jìn)行光合作用的認(rèn)知去理解太陽的能量是怎樣傳遞到地球上的,再參照食物鏈中的食物關(guān)系去理解和描述太陽能為我們提供能量的過程,從而體會(huì)到太陽是自然界最大的能量來源。 我們的生活中處處都要用到電,學(xué)生通過動(dòng)手操作手搖發(fā)電機(jī)點(diǎn)亮小燈泡體驗(yàn)發(fā)電的過程,觀察手搖發(fā)電機(jī)的構(gòu)造并與小電動(dòng)...
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