理论教育 时空学概论:能量基本概念及运动规律

时空学概论:能量基本概念及运动规律

时间:2023-11-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:能量的定义说明,能量是物质的属性,物质是能量的载体。由于物体的能量与其速度、位置有关,因此,物体的能量是相对的,它与参照系有关。内能必须在本征参照系中计量,与其他非本征参照系无关。人类的实践表明能量交换遵循能量守恒的原则,能量守恒是牛顿力学的一条公理,能量交换、转化是能量的运动形式,能量守恒是能量的运动规律。

时空学概论:能量基本概念及运动规律

能量:物质具有的改变其他物质运动状态的能力或潜在能力。由于时空学的研究对象主要是宇宙时空,其中的物质都是指天体,故没有采用普通物理学中“能量是物质作功的本领”的定义。这样可能更客观一点。能量的定义说明,能量是物质的属性,物质是能量的载体。能量有动能和势能两种形式。

动能:由物体的速度确定的能量。

势能:由物体的位置确定的能量,势能也称作位能。

内能:物质具有的潜在能量,需要满足一定条件才能释放。核能、热能、电磁能都是内能。内能释放的能量可以是动能,也可以是势能。内能有一个重要特征,可以载体运动的形式转移或运输。如石油、天然气、铀矿、蒸汽、电力等。(www.daowen.com)

能量可以互相转化,物体之间的能量和能量形式可以互相转化,能量形式的互相转化包含动能和势能互相转化。不同性质的势能可以互相转化,物体的内能也可以互相转化(转移)。一是物体内部不同种类的内能互相转化;二是不同物体的内能互相转化。热传导,就是不同物体的内能的转移。物体的能量和内能也可以互相转化,物体可以吸收光能增加内能,非弹性碰撞也可以增加内能,各种势能也可以转化为内能;超新星爆发、炸弹爆炸就是内能转化为动能,煤、油燃烧及核能利用也是内能转化为其他形式的能。

由于物体的能量与其速度、位置有关,因此,物体的能量是相对的,它与参照系有关。例如,月亮相对于地球或太阳的引力场的势能不同,月亮相对于地球或太阳的动能也不同。内能必须在本征参照系中计量,与其他非本征参照系无关。能量与参照系有关,这也说明能量交换必然伴随着时空的改变,而能量交换伴随着时空的改变则说明“能量是物质的属性”。人类的实践表明能量交换遵循能量守恒的原则,能量守恒是牛顿力学的一条公理,能量交换、转化是能量的运动形式,能量守恒是能量的运动规律。

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