守恆定律

守恆定律

指在自然界中某種物理量的值恆定不變的規律。

基本介紹

  • 中文名:守恆定律
  • 外文名:Conservation Law
  • 別稱:物質不滅定理
  • 提出者:羅蒙諾索夫
  • 提出時間:1756年
  • 套用學科:巨觀 微觀
  • 適用領域範圍:巨觀物質
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能量守恆定律

定律簡介

(1)自然界中不同的能量形式與不同的運動形式相對應:物體運動具有機械能、分子的運動具有內能、電荷的運動具有電能、原子核內部的運動具有原子能等等。
(2)不同形式的能量之間可以相互轉化:“摩擦生熱是通過克服摩擦做功將機械能轉化為內能;水壺中的水沸騰時水蒸氣對壺蓋做功將壺蓋頂起,表明內能轉化為機械能;電流通過電熱絲做功可將電能轉化為內能等等”。這些實例說明了不同形式的能量之間可以相互轉化,且是通過做功來完成的這一轉化過程。
(3)某種形式的能減少,一定有其他形式的能增加,且減少量和增加量一定相等.某個物體的能量減少,一定存在其他物體的能量增加,且減少量和增加量一定相等。

表達形式

保守力學系統:在只有保守力做功的情況下,系統能量表現為機械能(動能和位能/勢能),能量守恆具體表達為機械能守恆定律
熱力學系統:能量表達為內能,熱量和功,能量守恆的表達形式是熱力學第一定律
核力學系統:在核聚變核裂變過程中,產生大量能量的同時,有大量的粒子射出,所以物體的質量在減少。如果核聚變、核裂變的過程可逆,那么就需要大量的粒子和大量的能量來構成核聚變、核裂變的逆變過程。核聚變與核聚變逆變、核裂變與核裂變逆變之間,它們的能量是守恆、質量也是守恆。
總的流進系統的能量必等於總的從系統中流出的能量加上系統內部能量的變化,能量能夠轉換,從一種形態轉變成另一種形態。
系統中儲存能量的增加等於進入系統的能量減去離開系統的能量。

重要意義

能量守恆定律,是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。從物理、化學到地質、生物,大到宇宙天體。小到原子核內部,只要有能量轉化,就一定服從能量守恆的規律。從日常生活到科學研究、工程技術,這一規律都發揮著重要的作用。人類對各種能量,如煤、石油等燃料以及水能、風能、核能等的利用,都是通過能量轉化來實現的。能量守恆定律是人們認識自然和利用自然的有力武器。

定律的三種表述

永動機不能造成,能量的轉化和守恆定律及熱力學第一定律。這三種表述在文獻中是這樣敘述的:“熱力學第一定律就是能量守恆定律。”“根據能量守恆定律,……所謂永動機是一定造不成的。反過來,由永動機的造不成也可導出能量守恆定律。”這裡不難看出,三種表述是完全等價的。但筆者認為,這種等價是現代人賦予它們的現代價值,若從歷史發展的角度來考查就會發現,三種表述另有它連續性的一面,但還有差異性的一面。這種差異反映了人類認識定律的不同階段。

動量守恆定律

內容

一個系統不受外力或合外力為零,該系統的動量保持不變。即Δp1=-Δp2

適用範圍

  1. 系統不受外力
  2. 系統受外力,但外力和為零
  3. 系統受外力,但內力遠大於外力,如碰撞、爆炸
  4. 系統受外力且合外力不為零,但某一方向上合外力為零,則該方向上動量守恆

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