能

引言： 能量（[‘能量（古希臘語ἐνέργεια energeia，意為“活動、操作”[1]） 在物理學中是一個間接觀察到的物理量。它往往被視為某一個物理系統對其他的物理系統做功的能力。由於功被定義為力作用一段距離，因此能量總是等同於沿著一定的長度阻擋某作用力的能力。 1. 任何形式的能量可以轉換成另一種形式。舉例來説，當物體在力場中，因力場作用而移動時，位能可以轉化成動能。當能量是屬於非熱能的形式時，它轉化成其他種類能量的效率可以很高甚至達百分之百，如沿光滑斜面下滑的物體，或者新物質粒子的產生。然而如果以熱能的形式存在，則在轉換成另一種型態時，就如同熱力學第二定律所描述的，總會有轉換效率的限制。 2. 在所有能量轉換的過程中，總能量保持不變，原因在於總系統的能量是在各系統間做轉移，當某個系統損失能量，必定會有另一個系統得到這損失的能量，導致失去和獲得達成平衡，所以總能量不改變。 3. 隨著宇宙的演化，越來越多的能量被困在不可逆的狀態裏（如熱或其他無序的能量形式），這就是熱寂理論。熱寂理論是猜想宇宙最終命運的一種假説。根據熱力學第二定律，作為一個獨立系統，宇宙的熵會隨著時間的流逝而增加，由有序走向無序，當宇宙的熵達到最大值時，宇宙中的其他有效能量已經全數轉化為熱能，所有物質温度達到熱平衡。這種狀態稱為熱寂。這樣的宇宙中再也沒有任何可以維持運動或是生命的能量存在。 4. 能量必須遵守“守恆定律”，也就是説不論測量或計算一個粒子系統的能量，其粒子間的行為和時間無關，它的系統總能量永遠保持一定。 5. 能量的英文“energy”一字源於希臘語：ἐνέργεια（energeia），該字可能首次出現在公元前四世紀亞裏士多德的作品中。 6. 能量的概念出自於戈特弗裏德·萊布尼茨的生活力（拉丁語：vis viva）想法，而它的定義是一個物體質量和其速度的平方。他相信總vis viva是守衡的。為瞭解釋因摩擦而令速度減緩的現象，萊布尼茨的理論認為熱能是由物體內的組成物質隨機運動所構成，而這種想法和艾薩克·牛頓一致，雖然這種觀念經過一個世紀才被普遍接受。 7. 熱量（heat）熱是能量的一種形式，一部分屬於勢能（位能），一部分屬於動能。在物理科學的文章中，有數種形式的能量被定義。這些包括： 8. 根據諾特定理，能量守恆是由於物理定律不會隨時間改變而得到的自然結果。雖然一個系統的總能量，不會隨著時間改變，但其能量的值，可能會因為參考系而有所不同。例如一個坐在飛機裏的乘客，相對於飛機其動能為零；但是相對於地球來説，動能卻不為零。 9. 在整個科學的歷史裏，能量曾以許多不同的單位表示，例如ergs和calories。而今，測量能量的國際標準認證單位是焦耳。除了焦耳，其他的能量單位有千瓦時（kWh）和英國熱量單位（Btu）。這兩個都是用來表達較大的能量單位。一千瓦時等同於三百六十萬焦耳，而一英國熱量單位等同於 1055 焦耳。 10. 能量必須遵守能量守恆定律。根據這個定律，能量只能從一種形式變為另一種形式而無法憑空產生或者是消滅。能量守恆是時間的平移對稱性得出的數學結論（參閲諾特定理） 11. 既然能量必須遵守能量守恆定律，且只要能被定義，連局部的能量也將守恆。因為能量在系統與相鄰區域中的能量傳輸就是功。常見的例子就是機械功，僅考慮簡單的情境，可以將方程式寫成： 12. 根據能量守恆定律，能量既不可能憑空產生，也不會消失。宇宙中能量總量是守恆的。在使用過程中，能量只是從一種形式，轉變為其他形式而已（例如家用的電暖爐，就是將電能轉變為熱能）。化學能儲存於原子和分子的化學鍵中。正是由於這些化學能的存在，才使得這些粒子可以靠近在一起。當這些化學鍵斷裂後，能量就以不同的形式向周圍環境釋放。生物質能、煤、石油、天然氣和丙烷儲存的正是化學能。機械能可以分為兩種形式：即動能和勢能。動能可以使小至電子，大至流星的物體改變位置。物體憑藉位置的高低和距離的遠近來儲存勢能，或者説引力能。比方説，山頂上的石頭擁有引力勢能，被截留在水壩後面

能量有哪些？

能量為一個廣泛的概念，在物理學中，能量的定義為能夠做功或產生變化。能量有哪些？能量的形式繁多，以下表格列出常見的能量形式：

能量的轉換與守恆

能量可以從一種形式轉換成另一種形式。例如，化學能在燃燒過程中轉換成熱能；電能在電路上轉換成熱能和光能；核能在核反應中轉換成熱能和光能。然而，根據能量守恆定律，能量總量保持不變。在任何能量轉換過程中，輸入能量等於輸出能量，能量不會消失也不會產生。

能量的應用

能量在我們的日常生活中扮演着至關重要的角色。我們利用電能來驅動機器和設備；化學能在化石燃料中為汽車和發電廠提供動力；熱能用於加熱房屋和烹飪食物。能量守恆定律有助於我們設計高效的能源系統，最大限度地減少能源浪費和降低對環境的影響。