能量守恒定律

自然界中普遍的基本规律之一
能量守恒定律(英文:law of conservation of energy[1],一般表述为:能量可以通过不同的方式相互转化,但在相互转化过程(不论是宏观过程还是微观过程)中,能量的总和始终是保持不变的。能量不会自行产生或消失,不同形态的能量之间可以相互转换,但系统能保持恒定。[2][3]
早在古希腊时期,哲学家如泰勒斯(Thales)[10]恩培多克勒(Empedocles)[11]卢克莱修等提出关于宇宙中物质和能量的基本观点,并由卢克莱修(Titus Lucretius Carus)[12]在著作《物性论》(On the Nature of Things)[9]诗篇中给出物质基础守恒的思想。[13]19世纪40年代以前,自然科学的发展为能量守恒定律从力学、化学、热学电磁学等几个方面做了准备,德国的迈耶和英国的焦耳(Joule)[8]进行的热功当量测定实验是确立能量守恒定律基础,直到1847年,物理学家亥姆霍兹在《论力的守恒》(德语:Über die Erhaltung der Kraft )[6]一文中系统地论述了能量守恒定律,用数学化形式表述孤立系统中的机械能守恒,并接着把能量守恒定律应用于热学、电磁学、化学等领域,提出各种运动中能量守恒的思想。[7]
由能量守恒定律可知,第一类永动机不可能存在,即任何不供给能量而可连续不断产生能量的机器都是不存在的。 [14]能量守恒可通过诺特定理来诠释,作为连续时间平移对称性的结果,物理定律的对称性与守恒定律有着密切的关系。[15]能量守恒定律具有广泛的应用价值,例如在工程技术中,根据能量守恒定律,可按实际需要将一种运动形式的能量使之转化为另一种运动形式的能量。如火力发电是将热能转化为电能核电站是将核能转化为电能等。[5]

定义

能量