能量與物質(zhì)的定義以及之間的相互轉(zhuǎn)化

【專家解說】：能量是物理學中描寫一個系統(tǒng)或一個過程的一個量。一個系統(tǒng)的能量可以被定義為從一個被定義的零能量的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為該系統(tǒng)現(xiàn)狀的功的總和。一個系統(tǒng)到底有多少能量在物理中并不是一個確定的值，它隨著對這個系統(tǒng)的描寫而變換。 舉一個例子而言，我們觀察一個質(zhì)量為1kg的固體的能量： 假如我們在研究經(jīng)典力學而只對它的動能感興趣的話，那么它的能量就是我們要將它從靜止加速到它現(xiàn)有速度所加的功的總和。 假如我們在研究熱學而只對它的內(nèi)能感興趣的話，那么它的能量就是我們要將它從絕對零度加熱到它現(xiàn)有溫度所加的功的總和。 假如我們在研究物理化學而只對它所含有的化學能感興趣的話，那么它的能量就是我們在合成這個固體時對它的原料加入的功的總和。 假如我們在研究原子物理而只對它所含的原子能感興趣的話，那么它的能量就是我們從原子能為零的狀態(tài)對它做功、使它達到現(xiàn)在狀態(tài)的功的總和。 當然我們也可以用反過來的方法來定義這個固體所含的能量，舉兩個例子： 該固體的內(nèi)能是將它冷卻到絕對零度所釋放出來的功的總和。 該固體的原子能是將它所含的所有的原子能全部釋放出來的功的總和。 等等。 可見，能量雖然是一個非常常用和非常基礎的物理概念，但同時也是一個非常抽象和非常難定義的物理概念。事實上，物理學家一直到19世紀中才真正理解能量這個概念。在此之前能量常常被與力、動量等概念相混。有一段時間里，物理學家使用過一個稱為“活力”的、與能量非常相似的概念，其意思是一種使物體活潑起來（動起來、熱起來）的力。英語中的能量一詞energy是兩個希臘詞的組合：εν是“在……之中”的意思，εργοs是“功、勞動”的意思。加在一起 en-ergi 就是“加進去的功”的意思。 物質(zhì)指： 占有時間、空間和質(zhì)量的東西。例如：電子、質(zhì)子和中子；金屬、化合物、空氣、水、生物等等，以固體、液體或氣體相態(tài)呈現(xiàn)。 我們可以看到、嗅到、嘗到或接觸到的東西； 與思想相對而言。 按照辯證唯物主義理論，物質(zhì)指獨立于意識以外的，但可以被意識所反映、摹寫的客觀存在。