
【化】 law of conservation of energy
能量守恒與轉化定律(Law of Conservation and Transformation of Energy)是物理學中的核心定律之一,其核心内涵可概括為:能量既不能憑空産生,也不會無故消失,隻能從一種形式轉化為另一種形式,或從一個物體轉移到另一個物體,而總能量保持不變。該定律適用于孤立系統,是熱力學第一定律的宏觀表述。
從漢英詞典角度解析,該定律的英文術語強調“守恒”(conservation)與“轉化”(transformation)雙重特性。中文定義中的“轉化”對應能量形态的改變(如機械能轉化為熱能),“轉移”則指能量在不同物體間的傳遞(如熱傳導)。英文語境中,“transformation”常與能量效率相關研究結合,例如可再生能源技術中對能量形式轉換率的分析。
該定律的實驗基礎可追溯至19世紀科學家邁爾(Julius von Mayer)、焦耳(James Prescott Joule)等人的研究。現代表述包含兩個關鍵維度:1)封閉系統内總能量恒定;2)能量轉換必然伴隨作功或熱傳遞過程。例如水力發電中,水的重力勢能依次轉化為動能、機械能,最終生成電能。
權威文獻中,《中國大百科全書·物理學卷》将其定義為“自然界普遍適用的定律之一”,國際純粹與應用物理學聯合會(IUPAP)則強調該定律在相對論框架下的普適性。當前研究已将該定律的應用擴展到量子力學、宇宙學等領域,例如解釋黑洞熱力學中的能量輻射現象。
參考文獻:
能量守恒與轉化定律是自然界的基本定律之一,其核心内容是:能量既不會憑空産生,也不會憑空消失,隻能從一種形式轉化為另一種形式,或者從一個物體轉移到另一個物體,而能量的總量保持不變。以下從多個角度詳細解釋:
在熱力學中,該定律表述為: $$ Delta U = Q - W $$ 其中:
這一定律揭示了自然界物質運動的統一性,是物理學、化學、工程學等學科的基礎理論之一。若需進一步探讨具體案例或公式推導,可提供更多背景信息。
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