物理学中常用到质能,微观领域中常用电子伏。能量之间可以相互转化,各种能量场也包括在其中。 通常认为,四维空间用能量作为物理量,而三维空间称为动量,二维空间称为质量。
热能最常见,总与运动相关,万物又是不断运动的,能量看起来无处不在。人们是通过热能与机械能的相互转换而认识了热力学第一定律。
空间的广延,时间的存在,物质运动又是持续体现的。引力是由于质量引起相互作用,电磁力是带电粒子运动的表现,运动多种多样,人体相对静止时,微观的能量却以不同形式在运动。
宏观存在机械运动,分子是热运动,原子存在化学能,带电粒子定向运动形成电能,光量子可以形成光能,风无孔不入也是能量,潮汐可以转换电能等等不胜枚举。
运动,形式不相同,唯一相同的就是产生能量,能量又会产生力量,不会凭空消失。系统之间可以转移能量,能量不是物质转移而传递能量,传递方式又称为作功。传送效果也一样,都是传递能量,碰撞可以获得能量,辐射也能传递能量,似乎都在宏观与微观的碰撞中转移动能。能量又可以不用表现为物质,它就是势能。
能量在热力学第二定律中,存在转换效率。能量守恒说明总能量保持不变,损失的能量会有另外一面的体现。
能量守恒是一个系统的总能量,运动的物体有减速,另一面的事物便会加速。直到停止以前,物体就会有做功效应。
运动是绝对的,静止是相对的,这似乎产生了因果关系。时间、空间与质量都有能量的本质在体现。在时空中,加速现象还有惯性出现,势能看似存在加速的趋势。
能量的存在方式有很多,以我们今天的认知却无法完美的转化能量。
这个世界每时每刻都在发生能量转化,我们一直在将物质转化成能量。但不同的物质原则上蕴含的能量相同,全部转化为能量时,只有核裂变能释放出更强的能量。
但,核聚变不是清洁的燃料。人类对能源的需求在提升,人类须要安全而长久的能量。人类文明能够掌控星空的资源和能源时,是否才能进阶真正的文明?
我们已了解到能量转化率百分百的方式是正反物质湮灭产生的能量,那种可以完全转化能量的反物质却难以得到,一克物质湮灭可以产生出双倍能量,仅仅一克的质量可以产生约五千万瓦特的能量。
高效率能源利用真难,人类的文明程度在提升,但还有很多未知领域没有达到。大自然之中的任何物质都有能量,我们一直在寻找那个方便的打开方式。
量子势能,可否成为我们寻找的方向。在分子内部,化学键都有的键长值和键角值。分子要调整它们,以使其布局尽可能接近自然。
原子分布符合自然状态的趋势,这个物理量就是所谓的量子势能。
量子力学也存在能量守恒,只不过是平均量守恒,相比其他常见的势能,分子体系的势能更复杂。而量子势能与振动有关,这或许是我们可以找到高效能量的方向。
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