能量守恒律英文解释翻译、能量守恒律的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【机】 law of conservation of energy
分词翻译:
能量的英语翻译:
energy
【化】 energy
【医】 capacity
【经】 capacity; energy
守恒律的英语翻译:
【计】 conservation law
【医】 conservation law
专业解析
能量守恒律(Law of Conservation of Energy)是物理学中最基本的定律之一,其核心含义为:在一个孤立系统中,能量既不能被创造,也不能被消灭,只能从一种形式转化为另一种形式,或从一个物体转移到另一个物体,而系统的总能量保持不变。 该定律反映了物质运动的普遍性和永恒性。
从汉英词典角度解析:
- 能量 (Néngliàng): Energy - 指物体做功的能力或物质运动的度量。
- 守恒 (Shǒuhéng): Conservation - 指保持恒定、不增减。
- 律 (Lǜ): Law - 指自然界或社会中客观存在的规律、法则。
- 能量守恒律: Law of Conservation of Energy - 即能量守恒定律。
详细解释:
-
核心内涵:
- 能量守恒律表明,自然界发生的一切过程中,参与过程的各物体的能量总和在过程开始和结束时是相等的。
- 能量可以相互转化,例如机械能(动能、势能)可以转化为热能、电能、光能、化学能等,反之亦然。但在转化过程中,能量的总量是恒定的。
- 该定律适用于任何封闭系统(即与外界没有能量交换的系统)。对于开放系统,总能量的变化等于流入系统的能量减去流出系统的能量。
-
数学表达(孤立系统):
$$
Delta E{total} = 0
$$
或
$$
E{initial} = E{final}
$$
其中 ( E{total} ) 代表系统的总能量,( E{initial} ) 和 ( E{final} ) 分别代表过程开始和结束时系统的总能量。
-
普遍性与重要性:
- 能量守恒律是自然界最普遍、最重要的定律之一,适用于所有物理过程,包括力学、热学、电磁学、光学、原子物理、核物理以及化学、生物学等其它自然科学领域。
- 它是构建物理学理论体系的基石之一,与动量守恒定律、角动量守恒定律并称为物理学三大守恒定律。
- 该定律的发现和确立,对于否定永动机的可能性、理解热力学过程、发展相对论和量子力学等都具有决定性意义。
-
与热力学第一定律的关系:
- 在热力学中,能量守恒律具体表现为热力学第一定律。它指出:系统内能的变化量(ΔU)等于系统吸收的热量(Q)减去系统对外所做的功(W)。
$$
Delta U = Q - W
$$
此公式是能量守恒在涉及热现象的系统中的具体应用。
-
适用范围与深化:
- 在经典力学和宏观领域,能量守恒律被严格证明和广泛应用。
- 在相对论中,能量守恒仍然成立,但必须考虑质量与能量的等效性(( E = mc )),此时质量也被视为能量的一种形式,总能量守恒包含了静质量对应的能量。
- 在量子力学中,能量守恒也是成立的,但在极短时间尺度内存在量子涨落带来的不确定性。
权威参考来源:
- 《中国大百科全书》物理学卷:对能量守恒定律的定义、历史发展、内涵及其在物理学各分支中的应用有权威阐述。
- 中国科学院物理研究所:其科普资源或专业文献中对基础物理定律(包括能量守恒)有严谨解释。
- 教育部审定物理教科书(高中/大学):如人教版、沪科版等主流教材,对能量守恒定律有系统、准确的介绍和公式推导。
- 《辞海》或《现代汉语词典》:提供“能量”、“守恒”、“定律”等术语的标准汉语释义。
网络扩展解释
能量守恒定律是物理学中的核心定律之一,其核心含义为:在一个孤立系统中,能量的总量保持不变,只能从一种形式转化为另一种形式,既不会凭空产生,也不会凭空消失。以下从不同角度详细解释:
1. 基本定义
- 核心表述:孤立系统的总能量(包括动能、势能、热能、化学能等所有形式)不会随时间改变。
- 数学表达:对于封闭系统,热力学第一定律可写为:
$$Delta U = Q - W$$
其中,$Delta U$ 是系统内能变化,$Q$ 是系统吸收的热量,$W$ 是系统对外做的功。
2. 历史背景
- 早期发现:19世纪,科学家如迈尔(Julius von Mayer)、焦耳(James Joule)和亥姆霍兹(Hermann von Helmholtz)通过实验和理论推导,确立了能量守恒的普适性。
- 哲学意义:打破了“永动机”的幻想,成为科学理性思维的基石。
3. 实际应用
- 机械系统:例如,摆锤运动中动能与重力势能的相互转化(忽略空气阻力时总机械能守恒)。
- 热力学:发动机将热能转化为机械能,但总能量守恒(部分热能因效率损失散失到环境中)。
- 化学反应:反应前后化学键的断裂与形成伴随能量变化,但总能量不变(如燃烧释放热能)。
4. 常见误解
- 非孤立系统:若系统与外界有能量交换(如外力做功或热传递),总能量可能变化,但若将外界纳入考虑,全局仍守恒。
- 能量“消耗”:日常所说的“耗能”实为高品位能量(如电能)转化为低品位能量(如热能),总量未变。
5. 扩展意义
- 跨学科性:不仅适用于物理,也贯穿化学、生物学、天文学等领域。例如:
- 生物体内ATP分解供能,化学能转化为机械能(肌肉收缩);
- 恒星核聚变中,质量转化为光热辐射(结合质能方程 $E=mc$)。
能量守恒定律揭示了自然界最深刻的对称性之一,是科学探索和技术发展的基础原则。如需具体场景的深入分析,可进一步探讨!
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