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Illustration of Conservation of Energy

能量守恒

物理学的一项基本原则,指出一个孤立系统的总能量保持不变;能量可以从一种形式转化为另一种形式,但不能被创造或毁灭。

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故事

你好,我是个变形大师!

你有没有想过,为什么一个弹跳的球永远不会弹到它开始时那么高?或者过山车在缓慢地“咔哒、咔哒、咔哒”爬到顶端后,怎么能突然“嗖”地一下冲下轨道?那都是我的功劳!你吃早餐是为了获得跑步和玩耍的能量,这也是因为我。我在你吃的食物里,在太阳的光芒里,在鼓声里,也在温暖的拥抱里。我是一条适用于整个宇宙的法则,我的规则很简单:我永远不能被无中生有地创造出来,也永远、永远不会被摧毁。我只是换换衣服而已!我可以是滑梯顶端那股安静的、等待的力量,一眨眼,我又能变成让你滑到底部的那股飞快的、运动的力量。我从一种形式变成另一种形式,整天都在交换我的“服装”。我的真名有点拗口,但你可以叫我能量守恒定律。

几千年来,人们并不真正理解我。他们看到东西慢下来,就像一个旋转的陀螺摇摇晃晃地停下来,就以为我消失了。但我其实还在,只是躲起来了!我变成了摩擦产生的热量。需要一些非常聪明的人类侦探才能解开我的谜团。最早的线索之一来自一位才华横溢的法国女士,她叫埃米莉·杜·夏特莱,那是在18世纪40年代。她帮助人们找到了思考运动能量的正确方式,让所有人离真相更近了一步。真正的突破发生在19世纪40年代,当时一个由多国科学家组成的团队终于破解了我的密码。1842年,一位名叫尤利乌斯·罗伯特·冯·迈尔的德国医生意识到,我们身体里的热量来自我们吃的食物——这是我改变形态的完美例子!大约在同一时间,一位英国科学家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳做了一些了不起的实验。从1843年开始,他用一个下落的重物来搅动水中的桨叶,证明了运动可以直接转化为热量。他展示了我是可以被精确测量的。然后,在1847年,一位名叫赫尔曼·冯·亥姆霍兹的德国科学家写了一篇著名的论文,将所有线索都拼凑在一起。他向全世界正式宣布,我是恒定的,只能改变形式。我的秘密就这样被揭开了!

就在科学家们以为他们已经知道我所有的秘密时,一位名叫阿尔伯特·爱因斯坦的天才在1905年揭示了我最大的秘密。他发现,即使是物质——那些你能触摸到的实体东西,比如一块石头或一把椅子——实际上也是我的一种超级浓缩、沉睡的形式!他著名的方程式E=mc²,就像一个食谱,解释了为什么一丁点物质可以释放出巨大的能量。这改变了一切。今天,你无时无刻不在使用我。工程师们之所以能设计汽车和飞机,是因为他们确切地知道需要多少燃料(我的化学形式)。营养师之所以能计算你午餐中的卡路里,告诉你它能给你多少能量,也是因为我。科学家们建造巨大的太阳能电池板和风力涡轮机,也是因为我——他们不是在制造新的能量,只是巧妙地捕捉我,让我在从阳光和风变成你家里的电。我是宇宙的一个承诺:没有任何东西会真正失去。它只是变成了新的东西。所以,下次你打开开关、踢球或者感受阳光照在脸上时,记得给我挥挥手。我就是那个让你的世界永远运转的变形力量。

惊人事实

关于

物理学的一项基本原则,指出一个孤立系统的总能量保持不变;能量可以从一种形式转化为另一种形式,但不能被创造或毁灭。

形成 1842
早期构想 1740

参加测验

问题 1 的 5

根据故事,能量守恒定律的基本规则是什么?

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