能量守恒定律?看我量子四維糾纏
“我又不是小孩子!我不吃棒棒糖!別摸我頭!”若依冰悶哼一聲,卻沒有反抗,因為她知道反抗是沒有用的,只能乖乖在這耍嘴皮子功夫。
蘇文曲面無表情,打開一個傳送通道,快越空間,把若依冰抱起,放到宿舍的床上。
“哼!”若依冰一到床上,就卷起被子,不過動作很輕,沒有驚醒其她人。
漸漸地,慢慢的,緩緩的,進入了夢鄉(xiāng)。
【伏筆】
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隔天
還是若依冰依舊是最早起來,按照慣例洗漱一番,買好早餐后,就等著了。
寧方:“小若,今天可是2模誒,你覺得會考多少?”
靈微微直接一個拍板搶答:“廢話!根據(jù)能量守恒定律,只要沒有外力,也就是其它的影響,小若的成績會一直按水平方向保持?!?p> 打個比方:揚眉大仙一拳揍飛怪物,使怪物按水平方向飛去,接著再不斷用解空大道把怪物周圍的空氣,重力,引力,輻射,濕氣全部解空掉,化為虛無。那怪物在沒有任何外界因素的影響下,便會沿水平方向勻速飛行,從不會減速。
周蜜:“微微,這好像不是這么說的吧,常見表述:能量既不會憑空產(chǎn)生也不會憑空消失,它只會從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,或者從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,而在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中,能量總量保持不變。[3]
熱力學第一定律里面:普遍的能量守恒和轉(zhuǎn)化定律在一切涉及宏觀熱現(xiàn)象過程中的具體表現(xiàn)。熱力學第一定律確認,任意過程中系統(tǒng)從周圍介質(zhì)吸收的熱量、對介質(zhì)所做的功和系統(tǒng)內(nèi)能增量之間在數(shù)量上守恒?!?p> “對。”若依冰解釋道?!盁崃W系統(tǒng)由狀態(tài)1經(jīng)過一個過程到達狀態(tài)2后,系統(tǒng)的內(nèi)能一般會發(fā)生改變。根據(jù)能量守恒定律可得:
ΔU=Q-W (1)
式中ΔU=U2-U1為系統(tǒng)的內(nèi)能增量;Q為在此過程中系統(tǒng)從環(huán)境所吸收的熱量;W為在此過程中系統(tǒng)對環(huán)境所做的功。式(1)是熱力學第一定律的數(shù)學表達形式。
式(1)中U是狀態(tài)函數(shù),即ΔU 的數(shù)值只取決于系統(tǒng)的始態(tài)和終態(tài),而與系統(tǒng)由始態(tài)變到終態(tài)所經(jīng)過的具體過程無關,而其中Q和W 則與過程有關。應用式(1)時須注意Q和W 的正負號為:系統(tǒng)吸熱Q>0,系統(tǒng)放熱Q<0;系統(tǒng)對環(huán)境做功W >0,環(huán)境對系統(tǒng)做功W <0。
若系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生一個微小變化,則熱力學第一定律就寫成:
dU=δQ-δW(2)
式中δQ和δW 分別為過程的微小的熱量和微小的功,它們不是全微分,所以用“δ”而不用“d”來表示,以與全微分表示區(qū)別[3]。
熱力學第一定律還可表述為第一類永動機(一種能不斷自動做功而無須消耗任何燃料和能源的機器)是做不成的。
當系統(tǒng)是開放的,它和介質(zhì)之間不僅有熱的和機械的相互作用,還有物質(zhì)交換,則熱力學第一定律的表述中還應增加一項因物質(zhì)交換引起的能量的增量或減量。
機械能是物體在力學現(xiàn)象中所具有的能量形式,包含動能和勢能(位能),即機械能=動能+勢能。
在一個封閉的力學系統(tǒng)(保守力學系統(tǒng))中,只有保守力做功,沒有機械能與其他形式能量之間相互轉(zhuǎn)換時,則機械能守恒,系統(tǒng)能量表現(xiàn)為機械能。能量守恒具體表現(xiàn)為機械能守恒定律。機械能守恒定律是能量守恒定律的一個特例。
能量守恒定律表明,能量只能從一種形式變?yōu)榱硪环N形式而無法憑空產(chǎn)生或者是消滅。能量守恒是時間的平移對稱性(平移不變性)得出的數(shù)學結(jié)論(見諾特定理)。
根據(jù)能量守恒定律,流入的能量等于流出的能量加上內(nèi)能變化。
此定律是物理學中相當基本的判據(jù)。依照時間的平移對稱性(平移不變性),物理定律(定理)在任何時間都成立。
在狹義相對論中能量守恒定律表現(xiàn)為質(zhì)能守恒定律。質(zhì)能守恒定律是能量守恒定律的特殊形式。質(zhì)能公式E=mc2描述了質(zhì)量與能量對應關系。在經(jīng)典力學中,質(zhì)量和能量之間是相互獨立的,但在相對論力學中,能量和質(zhì)量是物體力學性質(zhì)的兩個方面的同一表征。在相對論中質(zhì)量被擴展為質(zhì)量-能量。原來在經(jīng)典力學中獨立的質(zhì)量守恒和能量守恒結(jié)合成為統(tǒng)一的質(zhì)能守恒定律,充分反映了物質(zhì)和運動的統(tǒng)一性。
單一質(zhì)量粒子的相對論能量包括其靜止質(zhì)量及其動能。若一質(zhì)量粒子動能為零(或在相對靜止參考系中),或是一個有動能的系統(tǒng)在動量中心系中,其總能量(包括系統(tǒng)內(nèi)部的動能)和其靜止質(zhì)量或不變質(zhì)量有關,其關系式即為著名的E=mc2。
因此只要觀測者的參考系沒有改變,狹義相對論中能量對時間的守恒性仍然成立,整個系統(tǒng)的能量仍然不變,位在不同參考系下的觀測者會量測的能量大小不同,但各觀測者量到的能量數(shù)值都不會隨時間改變。不變質(zhì)量由能量-動量關系式所定義,是所有觀測者可以觀測到的系統(tǒng)質(zhì)量和能量的最小值,不變質(zhì)量也會守恒,而且各觀測者量測到的數(shù)值均相同。
人們根據(jù)大量實驗確認了能量守恒定律,即不同形式能量之間相互轉(zhuǎn)換時,其量值守恒。焦耳熱功當量實驗是早期確認能量守恒定律的有名實驗,而后在宏觀領域內(nèi)建立了能量轉(zhuǎn)換與守恒的熱力學第一定律。康普頓效應確認能量守恒定律在微觀世界仍然正確,后又逐步認識到能量守恒定律是由時間平移不變性決定的,從而使它成為物理學中的普遍定律(見對稱性和守恒律)。
應當注意,能量這一概念有其應用范圍,根據(jù)廣義相對論,在一定條件下就不再能使用能量這種量度?!?p> 靈微微 and 周蜜 and 寧方:“fucking great!(牛逼)”