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能量转换 百科内容来自于: 百度百科

能量既不能产生也不能消失,能量转换是指从一种形式转化为另一种形式或是从一个物体转移到另一个物体,除了宇宙大爆炸可以使能量消失。

简介

能量以多种形式出现,包括辐射、物体运动、处于激发状态的原子、分子内部及分子之间的应变力。所有这些形式的重要意义在于其能量是相等的,也就是说一种形式的能量可以转变成另一种形式。宇宙中发生的绝大部分事件,例如,恒星的崩溃和爆炸、生物的生长和毁灭、机器和计算机的操作中都包括能量由一种形式转化为另一种形式。
能量的形式可以用不同的方法来描述。声能主要是分子前后有规律的运动;热能是分子的无规则运动;重力能产生于分隔物体的相互吸引;储存在机械应力中的能量,则是由于分离的电行相互吸引的结果。尽管各种能量的表现形式大不相同,但是,每种能量都能采用一种方法来测量,这样就能够搞清楚,有多少能量由一种形式转化为另一种形式。不论什么时候,一个地方或一种形式的能量减少了,另一个地方或另一种形式就会增加同样数量的能量。在一个系统中不论发生渐变还是骤变,只要没有能量进入或者离开这个系统,那么系统内部各种能量立和将不发生变化。
但是,能量确实可以从系统边界渗漏出去。特别是能量转换会导致产生热能,通过辐射和传导的方式泄漏出去。如通过发动机、电线、热水罐、我们的躯体和立体音响。而且,当热在流体中传导或辐射时,激起的流动通常促发了热量的转移。尽管传导或辐射热能很少的材料可用来减少热能的损耗,但也无法完全避免热能的流失。

相关案例

与能量的转移不同,其种类发生了变化
示意图 示意图
1 例如拍球,能量从人体(手)的化学能转移到球,使之成为球的动能,球的动能又转化成弹性势能,弹性势能又转化成动能和重力势能,只有靠这些能量的转移、转化才能够完成拍球这一过程.
2太阳能热水器,利用太阳能转换成热能加热水给我们洗澡;太阳能电池,发电只要有太阳就能转换成需要的能量。
3 电水壶是将电能通过电热管转换为热能,从而烧开了水,水是吸收热能。
能量是能够使物体“工作”或运动的本领。虽然你看不见它,却能感觉到它。任何东西只要有移动、发热、冷却、生长、变化、发光、或发声的现象,其中就有能量在起作用。
能量之间转换的各种类型及方法
能量是一种看不见摸不着你却一直能感觉得到的神奇东西,至今为止没有任何人提取或发现它的真实面貌,有人认为能量就是以物体内部分子不断震动的频率来衡量大小的,也就是的大小,其中证明宇宙膨胀的一个例子就是宇宙中总体的熵值在不断增加,也就是宇宙在不断趋于混乱,却又不断创造平衡,如此循环反复的从混乱与协调中平衡。

电能转化热能

电能转化热能一般通过热电阻或热辐射,例如家用的电热炉,是在热阻丝内通过大量电流使热阻丝产生大量热能,通过热辐射传导给周围环境。也可以通过微波装置,使电能转化成微波,通过直接的热辐射转为热能

热能转化电能

至今为止,人类还没想出很有效率的方法可以让热能直接转化为电能,似乎人类只发明了电能和机械能转化的装置,所以,如果想任何形式能量转换为电能,必须先转换为机械能。但是,有的物质如陶瓷等,在温度变化时可以产生电势差,进而产生微弱电能,但无法用于发电。

机械能转化电能

通过切割电磁圈的磁感线,可以使机械能转化为电能。在电机中,机械能和电能可以互逆转换。

光能转化电能

可以通过光电效应使光照射在金属表面而辐射出电子,通过这种方法,人类设计了太阳能板,太阳能板是通过阳光照射硅晶体的PN结产生空穴电压产生电能的,光能转化电能是相对比较有效的转换方式,并且随着不可再生能源的枯竭,人类越来越重视可再生清洁能源的应用,光能就是最受关注的清洁能源之一。

化学能转化电能

通过化学反应使得正电子和负电子分别在阳极和阴极汇聚,其实这也是电池的放电过程。

电能转化机械能

借助电磁感应效应,人类设计了电机,可以使电能轻松转化为机械能。在电机中,电能和机械能可以互逆转换。

化学能转化热能

可以通过核裂变使得熵值大量增加,进而产生大量热能传导出去。在核裂变过程中,不仅产生大量热能,还产生大量光能及机械能等。
还有一种方法就是通过可燃物的燃烧,伴随着光能的同时也产生大量热能。

热能转化机械能

至今人类想到的最好方法,只有通过加热水进而通过水蒸气驱动机械做功,自从瓦特发明蒸汽机以来,人类一直沿用这个方法进行转换。

机械能转化热能

机械做功摩擦可以产生热能,但一般效率不高,而且在实际应用中无法通过这样的转化大量提供热能,只作为机械能的能量损耗而已。

光能转化热能

光能在照射到物体时,自然就会伴随热能的传导,但不同波段的光波导热能力不同。

光能转化机械能

太阳帆,太阳能电池板

光能转化化学能

植物吸收太阳光进行光合作用