能量守恆定律的演進
能量守恆定律主張，孤立系統中能量的總和保持不變。沒有能量可以憑空產生或消失，但可以改變形式，例如化學能轉化為動能。
古希臘哲學家泰勒斯和恩培多克勒認為某種物質或元素無法增加或減少。伽利略的研究表明能量在勢能和動能之間轉換。
萊布尼茨提出了「活力」概念，表示動能守恆。普萊費爾指出動能的不平衡，暗示能量可能轉化為熱能。
湯普森發現摩擦運動能轉化為熱能，並提出術語「能量」。科裏奧利和彭賽列提出功和動能之間的轉化。
莫爾提出「力」概念，認為能量可以轉化為各種形式，包括力、熱、電和光。熱功當量發現，證明瞭熱和機械能可以相互轉換。
羅蒙諾索夫反對熱質説，認為熱是動能的一種形式。邁爾和焦耳獨立驗證了機械能和熱等價。
格羅夫和亥姆霍茲將各種形式的能量視為同一種「力」的表現。蘭金提出「熱力學第一定律」。
物質由具有靜止質量的粒子組成。愛因斯坦的相對論表明，質量和能量等價。靜止質量不守恆，但總能量守恆。
| 時間 | 事件 |
|---|---|
| 現在 | 相對論表明質量和能量等價，質量可以轉化為其他形式的能量。 |
| 1905 | 愛因斯坦提出相對論。 |
| 1877 | 泰特聲稱能量守恆定律源自牛頓。 |
| 1874 | 格羅夫發表《物理力之間的關係》一書，提出能量統一理論。 |
| 1850 | 蘭金提出「熱力學第一定律」一詞。 |
| 1847 | 亥姆霍茲出版《保守力》一書，證明能量守恆。 |
| 1844 | 格羅夫提出機械能、熱能、光、電和磁之間的關聯。 |
| 1843 | 焦耳獨立發現機械能和熱等價。 |
| 1842 | 邁爾提出機械能和熱等價的理論。 |
| 1837 | 莫爾提出能量守恆的文字表述。 |
| 1819-1839 | 科裏奧利和彭賽列提出功和動能之間的轉換。 |
| 1807 | 楊提出「能量」一詞。 |
| 1798 | 湯普森觀察到機械運動可以轉化為熱能。 |
| 1783 | 拉瓦錫和拉普拉斯重新確認熱質説和活力説。 |
| 1676-1689 | 萊布尼茨提出「活力」概念。 |
| 1638 | 伽利略研究了單擺，表達了勢能和動能之間的轉換。 |
| 前5世紀 | 泰勒斯認為某種物質無法增加或減少。 |
能量不滅：物理學的基本定律
能量不滅是物理學中的一項基本定律，它表述為：在一個孤立系統中，總能量保持不變。換句話説，能量不能被創造或毀滅，它只能從一種形式轉換為另一種形式。
能量轉換的形式
能量不滅定律適用於各種物理過程中，其中能量可以以不同的形式出現，例如：
| 能量形式 | 描述 |
|---|---|
| 動能 | 物體運動所擁有的能量 |
| 位能 | 物體相對於參考位置所擁有的能量 |
| 熱能 | 物體或系統的温度所代表的能量 |
| 化學能 | 化學鍵中儲存的能量 |
| 電磁能 | 電磁場中儲存的能量 |
| 核能 | 原子核分裂或融合中釋放的能量 |
能量轉換的原理
能量不滅定律指出了能量轉換的原理：
- 能量只能由一種形式轉換為另一種形式：例如，動能可以轉換為熱能或電能。
- 總能量保持不變：在一個孤立系統中，總能量不變，儘管它可能以不同的形式存在。
- 能量轉換過程不可逆：能量轉換過程通常不會完全可逆，一些能量會不可避免地轉換為熱能。
能量不滅在應用中的例子
能量不滅定律在我們的日常生活中和許多物理應用中都有著重要的影響，例如：
- 發電廠：發電廠利用燃料中的化學能將其轉換為電能。
- 內燃機：汽車發動機利用汽油中的化學能將其轉換為動能。
- 太陽能電池：太陽能電池利用陽光的電磁能將其轉換為電能。
- 核反應器：核反應器利用核能將其轉換為電能或其他形式的能量。
能量不滅的理論基礎
能量不滅定律的理論基礎基於能量守恆定律：
- 諾特定理：諾特定理指出，任何不變的物理量都有一個對應的守恆量。
- 能量：作為物理量，能量是一個守恆量，即它的總量保持不變。
- 孤立系統：能量不滅定律適用於孤立系統，即沒有外部能量交換的系統。
結論
能量不滅是物理學中的一項基本定律，它表述了總能量保持不變的原理。在各種物理過程中，能量可以以不同的形式出現，並可以從一種形式轉換為另一種形式，而總能量保持不變。能量不滅定律對我們的日常生活和許多物理應用具有重要的影響。
延伸閲讀…
用愛發熱－發現能量不滅定律的焦耳 – 科技大觀園
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