
【化】 law of conservation of energy
能量守恒与转化定律(Law of Conservation and Transformation of Energy)是物理学中的核心定律之一,其核心内涵可概括为:能量既不能凭空产生,也不会无故消失,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,而总能量保持不变。该定律适用于孤立系统,是热力学第一定律的宏观表述。
从汉英词典角度解析,该定律的英文术语强调“守恒”(conservation)与“转化”(transformation)双重特性。中文定义中的“转化”对应能量形态的改变(如机械能转化为热能),“转移”则指能量在不同物体间的传递(如热传导)。英文语境中,“transformation”常与能量效率相关研究结合,例如可再生能源技术中对能量形式转换率的分析。
该定律的实验基础可追溯至19世纪科学家迈尔(Julius von Mayer)、焦耳(James Prescott Joule)等人的研究。现代表述包含两个关键维度:1)封闭系统内总能量恒定;2)能量转换必然伴随作功或热传递过程。例如水力发电中,水的重力势能依次转化为动能、机械能,最终生成电能。
权威文献中,《中国大百科全书·物理学卷》将其定义为“自然界普遍适用的定律之一”,国际纯粹与应用物理学联合会(IUPAP)则强调该定律在相对论框架下的普适性。当前研究已将该定律的应用扩展到量子力学、宇宙学等领域,例如解释黑洞热力学中的能量辐射现象。
参考文献:
能量守恒与转化定律是自然界的基本定律之一,其核心内容是:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,只能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,而能量的总量保持不变。以下从多个角度详细解释:
在热力学中,该定律表述为: $$ Delta U = Q - W $$ 其中:
这一定律揭示了自然界物质运动的统一性,是物理学、化学、工程学等学科的基础理论之一。若需进一步探讨具体案例或公式推导,可提供更多背景信息。
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