能量

量度物体做功的物理量
能量(英文名:Energy)是衡量物质存在和运动变化的量度,是物理学中一个重要的基本概念。经典力学对能量的定义是指物体做功能力的量度。[15]它以各种形式存在,如动能(运动的能量)、势能(储存的能量)、热能(热量)、化学能(储存在化学键中)、核能(来自原子反应)等等。[16][17]能量的SI单位是焦耳(J),其中1J=1‎kg⋅m2⋅s−2。其他单位包括千瓦时(kW-h)、英国热量单位(BTU)、卡路里(cal)、千卡(C)、电子伏特(EV)、尔格(erg)和英尺磅(ft-lb)[18][11]
在一个孤立体系中,其总能量是守恒的[19]能量守恒定律指出:能量既不会凭空产生,也不会凭空消灭,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化或转移的过程中,总量保持不变。[20]质能关系式表明:质量和能量具有相当性,具有一定质量的物体也必具有和这质量相当的能量,具有某种能量的物体也必具有和这能量相当的质量。[21]
能量一词源自古希腊语:ἐνέργεια,这可能首次出现在公元前4世纪亚里士多德的著作中[2]。1686年,戈特弗里德·莱布尼茨(Gottfried Leibniz)提出了拉丁语的概念:vis viva,[2]1807年托马斯·杨(Thomas Young)在《关于自然哲学和机械技术教程》一书中,首次用“能”(energy)这个词来表示活力。[22]
能源是人类赖以生存的基础,也是人类从事生产和社会活动的基础。能源的开发利用程度标志着人类社会进化和发展的程度。[23]能量的学科应用方面,化学科学主要研究化学反应中的能量变化或转化[13];生命科学主要研究能量对生物的影响[14]计算机科学中能量被用于评估和优化硬件和软件系统的能源效率[24]地球科学中研究能量对地球动力学过程的影响[25];宇宙学中阐述能量的普遍形式与表现。[26]

能量的形式