物理中的能如何理解?

【專家解說】：物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的一般量度。物質(zhì)運(yùn)動(dòng)有多種形式，表現(xiàn)各異，但可互相轉(zhuǎn)換，表明這些運(yùn)動(dòng)有共性，也有內(nèi)在的統(tǒng)一的量度，即能量。能量以機(jī)械能、內(nèi)能、電能、化學(xué)能等各種形式，出現(xiàn)在不同的運(yùn)動(dòng)中，并通過作功、傳熱等方式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。能量的單位為焦耳、爾格、千瓦小時(shí)、電子伏(特)等。 能量這個(gè)詞是 T.楊 1801 年在倫敦國王學(xué)院講自然哲學(xué)時(shí)引入的，他針對(duì)當(dāng)時(shí)把質(zhì)量與速度二次方之積稱為活力或上升力的觀點(diǎn)，提出用能量這個(gè)詞表示上述乘積是妥當(dāng)?shù)?，并和物體所作的功相聯(lián)系。但并未引起重視，人們?nèi)哉J(rèn)為不同的運(yùn)動(dòng)中蘊(yùn)藏著不同的力。直到能量守恒定律被確認(rèn)后 ，才認(rèn)識(shí)能量概念的重要意義。 在狹義相對(duì)論中，能量和另一個(gè)重要物理概念即質(zhì)量聯(lián)系在一起了，建立了質(zhì)能關(guān)系公式，這個(gè)公式更深刻地闡明了能量的物質(zhì)性，并為尋找新能源提供了重要線索。 ------------------- "能量"在物理中的意義: 能量是物理學(xué)中描寫一個(gè)系統(tǒng)或一個(gè)過程的一個(gè)量。一個(gè)系統(tǒng)的能量可以被定義為從一個(gè)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(gè)系統(tǒng)到底有多少能量在物理中并不是一個(gè)確定的值，它隨著對(duì)這個(gè)系統(tǒng)的描寫而變換。 人體在生命活動(dòng)過程中，一切生命活動(dòng)都需要能量，如物質(zhì)代謝的合成反應(yīng)、肌肉收縮、腺體分泌等等。而這些能量主要來源于食物。動(dòng)、植物性食物中所含的營養(yǎng)素可分為五大類:碳水化合物、脂類、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)和維生素，加上水則為六大類。其中，碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)經(jīng)體內(nèi)氧化可釋放能量。三者統(tǒng)稱為“產(chǎn)能營養(yǎng)素”或“熱源質(zhì)”。 能量是一種客觀存在，自然界的萬物都是他的表現(xiàn)形式。與物質(zhì)都存在反物質(zhì)一樣他也有相對(duì)的反能量。當(dāng)他們相遇時(shí)系統(tǒng)就恢復(fù)平靜了，就什么都沒有了，就不存在了。 通常每克碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)在人體內(nèi)平均可產(chǎn)生代謝能力分別為4kcal、9kcal、4lcal。同時(shí)一般情況下一個(gè)人在5-7天內(nèi)的熱能攝入量等于消耗量 能量攝入過剩，則會(huì)在體內(nèi)貯存起來。人體內(nèi)能量的貯存形式是脂肪，脂肪在體內(nèi)的異常堆積，會(huì)導(dǎo)致肥胖和機(jī)體不必要的負(fù)擔(dān)，并可成為心血管疾病、某些癌癥、糖尿病等退行性疾病的危險(xiǎn)因素。 人體每日攝入的能量不足，機(jī)體會(huì)運(yùn)用自身儲(chǔ)備的能量甚至消耗自身的組織以滿足生命活動(dòng)的能量需要。人長期處于饑餓狀態(tài)，在一定時(shí)期內(nèi)機(jī)體會(huì)出現(xiàn)基礎(chǔ)代謝降低、體力活動(dòng)減少和體重下降以減少能量的消耗，使機(jī)體產(chǎn)生對(duì)于能量攝入的適應(yīng)狀態(tài)，此時(shí)，能量代謝由負(fù)平衡達(dá)到新的低水平上的平衡。其結(jié)果引起兒童生長發(fā)育停滯，成人消瘦和工作能力下降。 任何運(yùn)動(dòng)都需要能量。能量的形式有許多如:光聲熱電,有機(jī)械能,化學(xué)能,熱能,電能,聲能等等。 舉一個(gè)例子而言，我們觀察一個(gè)質(zhì)量為1kg的固體的能量: 假如我們?cè)谘芯拷?jīng)典力學(xué)而只對(duì)它的動(dòng)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?cè)谘芯繜釋W(xué)而只對(duì)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(duì)零度加熱到它現(xiàn)有溫度所加的功的總和。 假如我們?cè)谘芯课锢砘瘜W(xué)而只對(duì)它所含有的化學(xué)能感興趣的話，那么它的能量就是我們?cè)诤铣蛇@個(gè)固體時(shí)對(duì)它的原料加入的功的總和。 假如我們?cè)谘芯吭游锢矶粚?duì)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(duì)它做功、使它達(dá)到現(xiàn)在狀態(tài)的功的總和。 當(dāng)然我們也可以用反過來的方法來定義這個(gè)固體所含的能量，舉兩個(gè)例子: 該固體的內(nèi)能是將它冷卻到絕對(duì)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。 可見，能量雖然是一個(gè)非常常用和非?；A(chǔ)的物理概念，但同時(shí)也是一個(gè)非常抽象和非常難定義的物理概念。事實(shí)上，物理學(xué)家一直到19世紀(jì)中才真正理解能量這個(gè)概念。在此之前能量常常被與力、動(dòng)量等概念相混。有一段時(shí)間里，物理學(xué)家使用過一個(gè)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(dòng)起來、熱起來)的力。英語中的能量一詞energy是兩個(gè)希臘詞的組合:εν是“在……之中”的意思，εργοs是“功、勞動(dòng)”的意思。加在一起 en-ergi 就是“加進(jìn)去的功”的意思。 [編輯本段]正常需要 中國營養(yǎng)學(xué)會(huì)2000年提出中國居民膳食能量參考攝入量指出，成年男性輕、中體力勞動(dòng)者每日需要能量為2400-2700kcal;女性輕、中體力勞動(dòng)者每日需要能量為2100-2300kcal.嬰兒、兒童和青少年、孕婦和乳母、老年人各自的生理特點(diǎn)不同，能量需要也不盡相同。 在物理學(xué)中，能量是最基礎(chǔ)的一個(gè)概念之一，從開門的經(jīng)典力學(xué)到宇宙學(xué)、相對(duì)論和量子力學(xué)，能量總是一個(gè)中心的概念。 一般在常用語中或在科普讀物中能量是指一個(gè)系統(tǒng)能夠釋放出來的、或者可以從中獲得的、可以相當(dāng)于做一定量的功。比如說1千克汽油含12千瓦小時(shí)能量的話，那么是指假如將1千克的汽油中的化學(xué)能全部施放出來的話可以做12kWh的功。 能量在物理中的符號(hào)一般是E，其國際單位是焦耳J。除焦?fàn)柾獬Ｓ玫倪€有千瓦小時(shí)kWh和卡cal: 1J=0.2388cal=(3.6*10^6)^(-1)kWh 除此之外在物理中，尤其在原子物理和粒子物理中還常使用電子伏: 1 eV = 1.602 176 462(63) · 10-19 J 對(duì)能量最本質(zhì)的公式是質(zhì)能方程式E=MC2 為什么質(zhì)量和能量之間能等價(jià)，又為什么其涉及到光速平方的倍比關(guān)系，又為什么各種不同來源的能量單位是等價(jià)的，“博宇十論”從宇宙演化、物質(zhì)構(gòu)造上給予了終極的回答:物質(zhì)的最小單位是能量子。