能量守恒定律
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能量守恒定律:永恒不变能量守恒定律是自然界中一个基本的物理定律,它表明在一个封闭系统中,能量的总量是恒定不变的。
这个定律是基于能量的转化和传递而建立的,它揭示了能量在自然界中的运动和变化规律。
能量守恒定律的发现和应用对于人类的科学研究和生活有着重要的意义。
能量守恒定律的基本原理是能量的转化和传递。
在一个封闭系统中,能量可以从一种形式转化为另一种形式,但总能量的量是不变的。
这意味着能量既不能被创造也不能被消灭,只能在不同形式之间进行转换。
例如,当一个物体从高处下落时,它的重力势能会转化为动能,当物体停止运动时,动能又会转化为热能和声能等其他形式的能量。
无论能量如何转化,总能量的量保持不变。
能量守恒定律的应用非常广泛。
在物理学中,能量守恒定律是解决各种物理问题的基础。
例如,在机械运动中,我们可以利用能量守恒定律来计算物体的速度、位移和力等。
在热力学中,能量守恒定律可以用来解释热传导、热辐射和热机等现象。
在电磁学中,能量守恒定律可以用来分析电磁场中的能量转化和传递。
在化学反应中,能量守恒定律可以用来计算反应的热效应和能量变化。
总之,能量守恒定律是物理学中最基本的定律之一,它为我们理解和解释自然界中的各种现象提供了重要的理论基础。
能量守恒定律的发现和建立是一个漫长而艰苦的过程。
早在古代,人们就开始观察和研究能量的转化和传递。
然而,直到19世纪初,能量守恒定律才被正式提出和确立。
这一定律的建立离不开一系列重要的实验和理论工作。
例如,英国物理学家焦耳通过实验研究发现了热量和机械功之间的等价关系,奠定了能量守恒定律的基础。
德国物理学家赫尔姆霍兹通过研究电磁场和力学系统的能量转化和传递,进一步完善了能量守恒定律的理论框架。
这些重要的贡献为能量守恒定律的发现和应用奠定了坚实的基础。
能量守恒定律的重要性不仅体现在科学研究中,也体现在我们的日常生活中。
我们身边的许多现象和技术都与能量的转化和传递有关。
例如,汽车的运行、电器的使用、食物的消化等都涉及到能量的转化和传递。
能量守恒定律能量守恒定律是自然界中的基本定律之一。
它指出,在一个封闭系统中,能量既不能被创造也不能被消灭,只能从一种形式转化为另一种形式,总能量保持不变。
1. 能量的定义和形式转化能量是物体或者系统所具有的做功的能力。
根据能量形式的不同,能量可以分为多种形式,如动能、势能、热能、化学能、电能等。
动能是物体由于运动而具有的能量。
当一个物体具有速度时,它的动能就是1/2mv²,其中m是物体的质量,v是物体的速度。
势能是物体由于位置或者状态而具有的能量。
常见的势能包括重力势能、弹性势能和电势能等。
重力势能的大小等于物体的质量乘以重力加速度乘以高度,即mgh,其中g是重力加速度,h是物体的高度。
热能是物体由于分子运动而具有的能量。
分子的热运动速度越快,热能就越大。
化学能是物质内部结构发生变化时所具有的能量。
化学能的释放常常伴随着化学反应的进行。
电能是电荷之间相互作用所具有的能量。
当电荷在电场中移动时,会产生电流,并转化为电能。
2. 能量守恒定律的表达形式和应用能量守恒定律可以表达为:在一个封闭系统中,能量的总量在任何过程中都保持不变。
这意味着,能量在物理过程中可以从一种形式转化为另一种形式,但总能量保持不变。
举例来说,当一块物体从一段斜面上滑下来时,它的重力势能逐渐转化为动能,直到触地时全部转化为动能。
在这个过程中,重力势能的减少等于动能的增加,总能量保持不变。
能量守恒定律在许多领域都有广泛应用。
在机械领域,它用于解释机械系统中的能量转化和传递。
在热力学领域,它用于研究热能的转化和热力学循环。
在化学反应中,它用于分析反应物和生成物之间的能量变化。
在电路中,它用于描述电能的转化和电路的稳定性。
3. 能量守恒定律的局限性和拓展能量守恒定律是自然界观测和实验的结果,是经验事实的概括。
它在大多数自然现象中都适用,但并非绝对适用。
在极微观的粒子尺度上,能量守恒定律可能失效。
根据量子力学的理论,虚空中的量子涨落会导致能量的短暂产生和湮灭,短时间内能量并非完全守恒。
能量守恒定律能量守恒定律是自然界中一条重要的物理定律,它表明在一个系统内,能量不会被创造或者消失,只会从一种形式转化为另一种形式,总能量守恒。
这条定律对于能量转换、能源利用以及环境保护等方面具有重要的指导意义。
一、能量守恒定律的基本原理能量守恒定律是基于能量的观念建立的,它可以通过以下公式来表达:ΔE = E₂ - E₁其中,ΔE表示系统内能量的变化,E₂表示系统的末态能量,E₁表示系统的初态能量。
根据这个公式,系统从初态到末态的能量变化量等于系统内能量的增量。
二、能量守恒定律的应用能量守恒定律在科学研究中有广泛的应用,以下是其中一些典型的例子:1. 热力学系统中的能量守恒热力学系统是一个包含热能和机械能的封闭系统。
根据能量守恒定律,系统的总能量保持不变,热能可以转化为机械能,反之亦然。
这个原理在工程热力学领域中被广泛应用,例如蒸汽发电厂中的热能转化为机械能,再转化为电能。
2. 能源利用与能效提升能量守恒定律对能源的利用和能效的提升起到了重要的指导作用。
在能源开发和利用过程中,合理地使用各种能源资源,遵循能量守恒定律可以最大限度地提高能源利用效率,实现可持续发展。
3. 环境保护与减排能量守恒定律也与环境保护密切相关。
能源的转化和利用过程中,会伴随着能源消耗和排放物的产生。
通过合理地应用能量守恒定律,可以减少能源的浪费,降低碳排放等环境污染物的排放。
三、能量守恒定律的意义和挑战能量守恒定律的存在和应用对于科学领域和工程技术有着深远的影响。
它为能源的转化、利用和环境保护提供了理论指导和技术支持。
然而,能量守恒定律在实践中也面临一些挑战。
1. 能量转化过程中的损耗在实际应用中,能量转化的过程往往伴随着能量损耗。
例如,能源的转化和传输过程中,存在能量转化和传输效率的损耗。
因此,如何减少能量转化过程中的能量损耗,提高能量利用效率是一个重要的研究方向。
2. 新能源开发与利用随着能源需求的增长和传统能源资源的紧缺,新能源的开发与利用成为当今能源领域的重要任务。
能量守恒定律能量是指物体所具有的使其进行某种变化或执行某种工作的属性。
根据能量守恒定律,能量在一个封闭系统内是恒定的,能量不能被创建或销毁,只能从一种形式转化为另一种形式。
本文将详细讨论能量守恒定律的基本原理以及其在真实世界中的应用。
一、能量守恒定律的基本原理能量守恒定律是物理学中一个重要的基本定律,它可以通过以下几个方面来解释和证明。
1.1 系统的封闭性能量守恒定律成立的前提是系统的封闭性。
一个封闭系统指的是与外界没有物质交换的系统,可以任意形式地进行能量交换。
在封闭系统中,尽管能量可以在不同形式之间转化,但总能量保持不变。
1.2 能量的转化根据能量守恒定律,能量可以从一种形式转化为另一种形式。
例如,机械能可以转化为热能、电能、化学能等。
这种转化是基于能量守恒定律的前提下进行的,转化后的总能量仍然保持不变。
1.3 能量转化的效率能量守恒定律不仅要求能量守恒,还需要关注能量转化的效率。
能量转化的效率是指在能量转化过程中有多少能量被有效利用,有多少能量被浪费。
能量转化的效率越高,浪费的能量越少,系统的能量利用效率越高。
二、能量守恒定律在真实世界中的应用能量守恒定律在各个领域都有广泛的应用。
接下来,将从自然界、工程技术和生活中的例子中,说明能量守恒定律的应用情况。
2.1 自然界中的应用自然界中能量守恒定律的应用体现在生态系统和天体物理学中。
生态系统中的能量守恒定律使得能量在生态链中得以传递和转化。
光合作用把太阳能转化为有机物,维持了生态系统中的能量供应。
而在食物链中,食物通过吃和被吃的关系,能量传递给上一级和下一级生物,确保了生态系统的平衡。
在天体物理学中,能量守恒定律解释了恒星的能量来源和宇宙中的物质运动。
恒星中的能量来自核聚变,通过核反应将氢转化为氦,释放出巨大的能量。
宇宙中的天体运动也遵循着能量守恒定律的原理,行星和卫星绕着中心天体进行运动,能量在不同轨道之间进行转化。
2.2 工程技术中的应用工程技术中的能量守恒定律的应用主要体现在能源开发和利用方面。
能量守恒定律能量守恒定律是自然界中一个重要的物理法则,它指出在一个封闭系统中,能量既不能被创造,也不能被消灭,只能从一种形式转化为另一种形式。
这一定律在热力学、力学和电磁学等多个领域中有着广泛的应用。
本文将探讨能量守恒定律的定义、应用以及与其他物理定律的关系。
一、能量守恒定律的定义能量守恒定律是物理学中的一个基本定律,也是热力学第一定律的核心内容。
它根据能量的本质和变化规律,阐述了能量既不能从无中产生,也不能完全消失的原则。
能量守恒定律可以表述为:“在一个封闭系统中,能量的总量保持不变。
” 这意味着系统内各种形式的能量(如热能、机械能、化学能等)在变化过程中,其总和保持恒定。
二、能量转化与守恒能量守恒定律指出,能量可以在系统内不同的形式之间转化,但其总量保持不变。
例如,当一个物体从高处跌落时,其具有的重力势能逐渐转化为动能,直到触地时完全转化为动能。
这个过程中,系统中的总能量保持不变。
能量转化的例子还包括化学反应中的能量转化、光能转化为电能的过程等。
在化学反应中,反应物的化学键能转化为其它化学物质的化学键能,总能量保持恒定。
在光能转化为电能的过程中,太阳能被光电池转化为电能,从而实现了能量的转换和利用。
三、能量守恒与其他物理定律能量守恒定律与其他物理定律有着密切的联系。
其中最重要的关系是它与质能关系的相互作用。
根据爱因斯坦的质能关系理论,能量和质量是等价的,质量可以转化为能量,能量也可以转化为质量。
E=mc²,公式中的E代表能量,m代表质量,c代表光速。
根据这个公式,能量守恒可以与质能关系相互作用,形成体系完整的物理理论。
此外,根据牛顿的运动定律,物体在静止或匀速直线运动时,其动能、势能和内能的变化满足能量守恒定律。
这进一步说明了能量守恒定律与运动定律的关系。
四、能量守恒定律在实际生活中的应用能量守恒定律在生活中有着广泛的应用。
其中一些常见的应用包括:1. 能源转换和利用:能量守恒定律为能源的转换和利用提供了理论支撑。
简要说明能量守恒定律
简要说明能量守恒定律:
1、能量守恒定律即热力学第一定律是指在一个封闭(孤立)系统的总能量保持不变。
其中总能量一般说来已不再只是动能与势能之和,而是静止能量(固有能量)、动能、势能三者的总量。
2、能量守恒定律可以表述为:一个系统的总能量的改变只能等于传入或者传出该系统的能量的多少。
总能量为系统的机械能、热能及除热能以外的任何内能形式的总和。
3、能量守恒定律的重要意义:能量守恒定律,是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。
从物理、化学到地质、生物,大到宇宙天体。
小到原子核内部,只要有能量转化,就一定服从能量守恒的规律。
从日常生活到科学研究、工程技术,这一规律都发挥着重要的作用。
人类对各种能量,如煤、石油等燃料以及水能、风能、核能等的利用,都是通过能量转化来实现的。
能量守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器。
能量守恒和能量转化定律与细胞学说,进化论合称19世纪自然科学的三大发现。
牛顿的能量守恒定律牛顿的能量守恒定律是力学的基本定理之一,也是物理科学的基础,被广泛应用于研究任何类型的运动及力学系统。
它起源于17世纪末,由英国科学家艾萨克•牛顿所制定。
这是一个基本的物理学定律,通过概括许多种模型,将物体的运动描述成一种规律性的运动,被誉为力学物理学最重要的定理之一,并被广泛用于光学、声学、电磁学等其他物理领域。
牛顿的能量守恒定律描述的是在一定体系内,保持某一特定量的总能量不变的一般原理。
一般而言,这种守恒定律被表达为总能量的变化等于热量和功的总量。
根据定律,只要物体没有受到外力的干扰,这些物体就会保持其内部能量不变。
牛顿能量守恒定律可以表示为:矩阵形式的守恒定律:E_{net}=\frac{dE}{dt}=0其中E_{net}是净能量,E是系统内的总能量,t是时间。
另一种物理表达是物理形式的守恒定律:\vec{F}\cdot\vec{v}=0其中\vec{F}指代外力,\vec{v}指代速度。
这个守恒定律表明在没有外力的作用下,具有固定的能量的物体的运动保持不变。
它还指出,只要外力和物体的运动之间存在功率交换,就可以观察到能量变化,比如速度变化或者势能变化等。
此外,牛顿的能量守恒定律是涉及能量守恒的定律,同时也被用来确定动量守恒的定律:\vec{F}\cdot\vec{r}= \frac{d}{dt}\left[m\vec{v}\right]牛顿的能量守恒定律有助于科学家们理解物体在定义的力学系统内如何运动,并对物体运动中的动能、势能、热量和其他形式的能量之间的转换有所认识,从而根据物理定律来推导运动和性质。
牛顿能量守恒定律及其应用也被应用到几何中去,它被证明可以把几何问题转换为计算问题,从而使这种结构的固有属性可以分析出来。
牛顿的能量守恒定律对于研究结构的运动特性也起到很大的作用,可以生成特定的结构在特定的条件下的最优性能分析结果。
能量守恒定律定义能量守恒定律是自然界中一个重要的基本原理,它指出在一个孤立系统中,能量的总量是恒定不变的。
这意味着能量既不能被创造,也不能被毁灭,只能在不同的形式之间转化。
能量守恒定律在物理学、化学、生物学等多个领域都有广泛的应用。
我们来看一些基本概念。
能量是物体或系统所具有的做功能力,它有许多不同的形式,例如动能、势能、热能、电能等。
这些形式的能量可以相互转化,但总能量的大小保持不变。
能量守恒定律可以通过以下方式进行说明。
假设有一个封闭的系统,系统中包含了一些物体和能量。
在系统内部,物体之间可能发生相互作用,例如碰撞、摩擦等。
这些作用过程中,能量可能会从一个物体转移到另一个物体,但是系统的总能量保持不变。
举例来说,考虑一个简单的机械系统,由一个弹簧和一个质点组成。
开始时,质点处于静止状态,弹簧处于自然长度。
当我们施加一个外力将质点拉开一段距离后,弹簧发生变形,具有弹性势能。
当我们释放外力,弹簧恢复原状,质点获得了动能。
在这个过程中,质点的动能增加,而弹簧的势能减少,但系统的总能量保持不变。
同样的原理也适用于其他领域。
在化学反应中,反应物分子的化学势能可以转化为产物分子的化学势能或热能。
在生物体内,食物中的化学能转化为生物体运动和生命活动所需的能量。
能量守恒定律的重要性不仅在于它是自然界的一个基本规律,还在于它对于科学研究和工程应用具有重要指导意义。
在设计和优化能源系统、制定环境保护政策等方面,能量守恒定律都扮演着重要角色。
能量守恒定律还与热力学第一定律密切相关。
热力学第一定律是能量守恒定律在热力学系统中的具体表现。
它指出,在一个封闭热力学系统中,能量可以从一个部分转移到另一个部分,但系统的总能量保持不变。
热力学第一定律为热力学系统的研究提供了基础。
能量守恒定律是自然界中一个基本的物理定律,它指出能量在一个孤立系统中是守恒的。
这一定律在物理学、化学、生物学等多个领域都有重要应用。
能量守恒定律的理解和应用对于科学研究和工程实践具有重要意义,它为能源系统设计和环境保护等问题提供了指导。
能量守恒定律能量守恒定律是物理学中的基本原理之一,它描述了在一个封闭系统内,能量的总量始终保持不变。
具体而言,能量既不能被创造也不能被消灭,只能在各种形式之间转换。
一、能量守恒定律的定义能量守恒定律可以简单地表述为:能量既不能从无中产生,也不能彻底消失,只能从一种形式转化为另一种形式,能量的总和在任何一个系统中保持不变。
二、能量的种类及其转化能量的种类有很多种,包括机械能、化学能、电能、热能、光能等等。
这些能量之间可以相互转化。
例如,当一个物体从高处下落时,它的重力势能会逐渐转化为动能;当电流通过电阻产生热时,电能转化为热能。
三、能量转化的实例1. 水力发电:水通过水轮机转动发电机,机械能转化为电能。
2. 燃烧:燃料燃烧时,化学能转化为热能和光能。
3. 日光浴:太阳光照射到肌肤上,光能转化为热能。
4. 电灯发光:电流通过灯丝,电能转化为光能和热能。
四、守恒定律的应用能量守恒定律在科学研究和工程实践中起到重要的作用。
它可以帮助我们分析和预测物理过程中的能量变化,并指导能源的合理利用。
例如,在能源转换中,我们可以利用守恒定律计算能量的转化效率,从而提高能源利用效率。
五、能量守恒定律的意义能量守恒定律的意义在于揭示了自然界中能量的本质和规律。
它告诉我们,能量是一种宝贵的资源,我们应该珍惜并合理利用它。
在能源短缺和环境污染的背景下,遵守能量守恒定律有助于实现可持续发展。
六、能量守恒定律的局限性尽管能量守恒定律在大多数情况下都是成立的,但在微观领域和高速运动中,可能会出现一些特殊的情况。
例如,量子力学中的能量涨落现象就无法用经典的能量守恒定律来描述。
七、结语能量守恒定律是物理学中的重要原理,它告诉我们能量在自然界中的变化规律。
遵守能量守恒定律有助于实现能源的合理利用和可持续发展。
我们应该积极探索能量转化的机理,推动绿色能源的发展,为人类创造更加美好的未来。
能量守恒定律能量守恒定律是一个基本的自然定律,它在物理学中起着重要的作用。
它表明在一个封闭系统中,能量的总量保持不变。
这个定律可以通过各种实验来验证,并且在各个领域都得到了广泛的应用。
一、定律表述能量守恒定律可以表述为:在一个封闭系统中,能量既不能创造也不能消失,只能从一种形式转换为另一种形式,能量的总量保持不变。
这意味着在一个封闭系统中,能量的输入量等于输出量,任何形式的能量转换都要遵循能量守恒定律。
二、能量转化的过程根据能量守恒定律,能量可以以各种形式进行转换,常见的能量形式包括机械能、热能、化学能、电能、光能等。
下面以机械能的转化为例进行说明。
在一个简单的机械系统中,如一个小球从一高处滚下来的过程中,机械能的转化可以详细描述如下:1. 起始状态:小球位于高处,具有重力势能和零动能。
2. 下滚过程:小球下滚的过程中,重力势能逐渐减少,而动能逐渐增加。
3. 最低点状态:小球到达最低点时,其重力势能最小,为零,而动能最大,达到最大值。
4. 上滚过程:小球上滚的过程中,动能逐渐减少,而重力势能逐渐增加。
5. 终止状态:小球回到起始高处,具有零重力势能和零动能。
在这个过程中,虽然重力势能和动能发生了转换,但能量的总量保持不变。
这就是能量守恒定律的具体体现。
三、应用举例1. 机械能转化:在日常生活中,我们能够观察到很多机械能的转化过程。
比如电梯上升时,电能转化为机械能;自行车骑行时,人体的化学能转化为机械能等等。
这些转化过程都符合能量守恒定律。
2. 热能转化:热能也是一种常见的能量形式。
当我们使用电热水壶烧水时,电能被转化为热能;当我们在太阳光下晒被子时,光能被转化为热能。
这些例子都说明了能量守恒定律的适用性。
3. 化学反应:在化学反应中,能量的转化也遵循能量守恒定律。
例如,在火柴燃烧的过程中,化学能转化为热能和光能,能量守恒定律保证了总能量不变。
总结:能量守恒定律是一个基本的自然定律,它指出了能量在转化过程中总量保持不变的规律。
能量守恒定律公式是:ΔE = Q + W,其中ΔE 表示能量变化,Q 表示热能,W 表示功。
能量守恒定律是物理学中一个重要的原理,它表明能量在一个系统中总是保持守恒。
这意味着能量不会凭空创造或消失,只会在形式上转换。
ΔE 表示系统中能量的总变化,这可能是由于加热、冷却、动能增加或减少等原因。
Q 表示热能,即系统中的热量的变化。
热量的增加可能是由于燃烧燃料或热电转换等原因。
W 表示功,即系统中力的作用下物体运动的能量。
功的增加可能是由于物体被提起或推动等原因。
总之,能量守恒定律表明,系统中的能量总和是不变的,即热能和功总和等于能量变化。
能量守恒定律的一个重要应用就是在热力学中,它告诉我们在热力学过程中,热量总是从高温物体流向低温物体,直到两者达到热平衡,在这个过程中,热量是不能被完全转化为机械功的。
另一个重要应用就是在力学中,它告诉我们在力学过程中,能量总是守恒的,在一个系统中,机械能量的变化等于功的变化,如果功是负的,机械能量就会减小,反之,如果功是正的,机械能量就会增加。
总的来说,能量守恒定律是物理学中一个基本定律,在热力学和力学中都有重要的应用。
能量守恒定律的名词解释能量守恒定律是指在物理学中,能量不会被创造或毁坏,只会从一种形式转化为另一种形式,总能量保持不变。
这个定律是整个物理学科中最基本的定律之一。
下面分步骤详细阐述能量守恒定律的相关名词解释:1. 能量:能量是用来描述物体状态的物理量。
简单地说,能量可以使物体发生改变,例如加速或者移动物体。
能量的单位是焦耳,符号是J。
2. 守恒:守恒是指一个系统或者一个物理量在某些情况下是不会发生改变的。
例如,能量守恒定律中说能量是不可创造或者毁坏的,只能从一种形式转化为另一种形式。
3. 转化:能量可以从一种形式转化为另一种形式。
例如,太阳能被转化为电能,电能被转化为机械能等等。
在这个过程中,总能量保持不变。
4. 总能量:总能量是指某个系统或者物理量的全部能量。
在能量守恒定律中,总能量保持不变,只有在形式转化的过程中,能量从一种形式转化为另一种形式。
5. 系统:系统是指一个特定的物理量或物质组成的实体。
例如,地球可以被视为一个系统,氢气可以被视为一个系统等等。
能量守恒定律适用于所有的物理系统。
6. 闭合系统:闭合系统是指一个不受外部影响的系统。
在这种情况下,系统内的所有物质和能量都被看作一个整体。
在闭合系统中,能量守恒定律适用于整个系统。
总而言之,能量守恒定律是整个物理学科中最基本的定律之一,它定义了能量在转化过程中不会被创造或毁坏,只能从一种形式转化为另一种形式,总能量保持不变。
在物理学中,我们需要理解和掌握能量守恒定律,这有助于我们更好地理解自然环境,开展有效的能量转化和利用。
能量守恒定律三种表达式能守恒定律的三种表达式:1、从能量守恒的角度2、从能量转化的角度3、从能量转移的角度在只有重力或弹力做功的物体系统内(或者不受其他外力的作用下),物体系统的动能和势能(包括重力势能和弹性势能)发生相互转化,但机械能的总能量保持不变。
1、从能量守恒的角度选取某一平面为零势能面,系统末状态的机械能和初状态的机械能相等。
2、从能量转化的角度系统的动能和势能发生相互转化时,若系统势能的减少量等于系统动能的增加量,系统机械能守恒。
3、从能量转移的角度系统中有A、两个物体或更多物体,若A机械能的减少量等于机械能的增加量,系统机械能守恒。
能量守恒定律表达公式大全:动量和冲量:动量:P = mV 冲量:I = F t!动量定理:物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化。
公式:F合t = mv’ 一mv (解题时受力分析和正方向的规定是关键)!动量守恒定律:相互作用的物体系统,如果不受外力,或它们所受的外力之和为零,它们的总动量保持不变。
(研究对象:相互作用的两个物体或多个物体)公式:m1v1 + m2v2 = m1 v1‘+ m2v2’或p1 =一p2 或p1 +p2=O 适用条件:(1)系统不受外力作用。
(2)系统受外力作用,但合外力为零。
(3)系统受外力作用,合外力也不为零,但合外力远小于物体间的相互作用力。
(4)系统在某一个方向的合外力为零,在这个方向的动量守恒。
功:W = Fs cos (适用于恒力的功的计算)(1)理解正功、零功、负功(2)功是能量转化的量度重力的功------量度------重力势能的变化电场力的功-----量度------电势能的变化分子力的功-----量度------分子势能的变化合外力的功------量度-------动能的变化!动能和势能:动能:Ek = 重力势能:Ep = mgh (与零势能面的选择有关) 20 动能定理:外力对物体所做的总功等于物体动能的变化(增量)。
量守恒定律的定义
在化学反应中,参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。
这就叫做质量守恒定律(law of conservation of mass)。化学反应的过程,就是参加反应
的各物质(反应物)的原子,重新组合而生成其他物质的过程。在化学反应中,反应前后
原子的种类没有改变,数目没有增减,原子的质量也没有改变。
质量守恒定律简解
自然界的基本定律之一。在任何与周围隔绝的物质系统(孤立系统)中,不论发生何
种变化或过程,其总质量保持不变。18世纪时法国化学家拉瓦锡从实验上推翻了燃素说之
后,这一定律始得公认。20世纪初以来,发现高速运动物体的质量随其运动速度而变化,
又发现实物和场可以互相转化,因而应按质能关系考虑场的质量。质量概念的发展使质量
守恒原理也有了新的发展,质量守恒和能量守恒两条定律通过质能关系合并为一条守恒定
律,即质量和能量守恒定律(简称质能守恒定律)。
验证
20世纪初,德国和英国化学家分别做了精确度极高的实验,以求能得到更精确的实验
结果,反应前后的质量变化小于一千万分之一,这个误差是在实验误差允许范围之内的,因
此质量守恒定律是建立在严谨的科学实验基础之上的。质量守恒定律就是参加化学反应的各
物质的质量总和,等于反应后生成的各物质的质量总和。例如,把铁钉放在硫酸铜溶液(蓝
色)里,当反应结束(会有明显的反应现象)后,剩余物质的质量将严格地等于铁钉的质
量和硫酸铜溶液的质量之和。实验证明,物体的质量具有不变性。不论如何分割或溶解,
质量始终不变。在任何化学反应中质量也保持不变。燃烧前碳的质量与燃烧时空气中消耗
的氧的质量之和准确地等于燃烧后所生成物质的质量。 质量守恒定律即,在化学反应
中,参加反应的各物质的总和等于反应后生成的各物质总和。 微观解释:在化学反应
前后,原子的种类,数目,质量均不变。 六个不变: 宏观:1.反应前后物质总质
量不变 元素的种类不变 3.物质的总质量不变 微观:4.原子的种类不变;5.原子的数
目不变;6.原子的质量不变。 两个一定改变: 宏观:物质种类改变。 微观:
物质的粒子构成方式一定改变。 两个可能改变: 宏观:元素的化合价可能改变
微观:分子总数可能改变。
质量守恒定律发现简史
1756年俄国化学家罗蒙诺索夫把锡放在密闭的容器里煅烧,锡发生变化,生成白色的
氧化锡,但容器和容器里的物质的总质量,在煅烧前后并没有发生变化。经过反复的实验,
都得到同样的结果,于是他认为在化学变化中物质的质量是守恒的。但这一发现当时没有
引起科学家的注意,直到1777年法国的拉瓦锡做了同样的实验,也得到同样的结论,这一
定律才获得公认。但要确切证明或否定这一结论,都需要极精确的实验结果,而拉瓦锡时代
的工具和技术(小于%的质量变化就觉察不出来)不能满足严格的要求。因为这是一个最基本
的问题,所以不断有人改进实验技术以求解决。1908年德国化学家朗道耳特(Landolt)及
1912年英国化学家
罗蒙诺索夫
曼莱(Manley)做了精确度极高的实验,所用的容器和反应物质量为1 000 g左右,反应前后
质量之差小于 1 g,质量的变化小于一千万分之一。这个差别在实验误差范围之内,因此
科学家一致承认了这一定律。
发展
爱因斯坦
自从爱因斯坦(Einstein)提出狭义相对论和质能关系公式(E=mc2)以后,说明物质可
以转变为辐射能,辐射能可以转变为物质。这个结论对质量守恒定律在化学中的应用有何
影响呢实验结果证明1 000 g硝化甘油爆炸之后,放出的能量为×10^6 J。根据质能关系
公式计算,产生这些能量的质量是×10^-8 g,与原来1 000 g相比,差别小到不能用现在
实验技术所能测定。从实用观点来看,可以说在化学反应中,质量守恒定律是完全正确的。
20世纪以来,人们发现原子核裂变所产生的能量远远超过最剧烈的化学反应。1 000 g 铀
235裂变的结果,放出的能量为×10^16 J,与产生这些辐射能相等的质量为 g,和原来1 000
g相比,质量变化已达到千分之一。于是人们对质量守恒定律就有了新的认识。在20世纪
以前,科学家承认两个独立的基本定律:质量守恒定律和能量守恒定律。现在科学家则将这
两个定律合而为一,称它为质能守恒定律。 1756年俄国罗蒙诺索夫首先测定化学反
应中物质的质量关系,将锡放在密闭容器中燃烧,反应前后质量没有变化,由此得出结论:
“参加反应的全部物质的质量,常等于全部反应产物的质量。”1774年法国.拉瓦锡重复类
似的实验,并得出同样的结论。 由于罗蒙诺索夫和拉瓦锡时代所用的天平不够精密,
所以后来又有不少科学家用更精确的方法证明这一定律。例如19世纪中叶,比利时分析化
学家.斯塔用银和碘制备碘化银,所得碘化银的质量与碘和银的总质量只相差%。19世纪末,.
兰多尔特用很精密的天平再一次证明这一定律的正确性。 20世纪,爱因斯坦推导出了
狭义相对论,他指出,物质的质量和它的能量成正比,可用以下公式表示:E=mc^2式中E
为能量;m为质量;光速c=±km/s (一般取300000km/s)。以上公式说明物质可以转变为辐
射能,辐射能也可以转变为物质。这一现象并不意味着物质会被消灭,而是物质的静质量转
变成另外一种运动形式。
狭义相对论
(由于当时科学的局限,这条定律只在微观世界得到验证,后来又在核试验中得到验证)所
以20世纪以后,这一定律已经发展成为质量守恒定律和能量守恒定律,合称质能守恒定
律。
检验质量守恒的实验
方案一在底部铺有细沙的锥形瓶口,放入一粒火柴大的白磷。在锥形瓶口的橡皮塞上
安装一根玻璃管,在其上端系牢一个小气球,并使玻璃管下端能与白磷接触。将锥形瓶与玻
璃管放在托盘天平上用砝码平衡。然后,取下锥形瓶。将橡皮塞上的玻璃管放到酒精灯火
焰上灼烧至红热后,迅速用橡皮塞将锥形瓶塞紧,白磷引燃。待锥形瓶冷却后,重新放到
托盘天平上,观察天平是否平衡。 磷 + 氧气点燃 十氧化四磷 配平:
4P+5O2=2(P2O5)(条件:点燃) P4+5O2=P4O10(条件:点燃) 实验现象白磷
燃烧发黄光,并且产生大量白烟,放出热量,并且,天平平衡。 注意事项 1.白
磷的取用及其注意事项:白磷是一种易燃而又有剧毒的物质,通常把它贮存在水里,切割白
磷也在水中进行。取白磷,要用镊子,不可用手接触,表面的水分可用滤纸吸干,接触过的
东西上往往有磷的碎粒,不能随便乱放,白磷的碎粒和吸过白磷表面水分的滤纸,一定要烧
掉以保证安全。 2.气球的作用:系气球的目的是为了防止由于白磷燃烧,放出大量热
量,气体膨胀造成瓶塞被冲开。瓶内气体膨胀时,气球被吹大,冷却时气球缩进瓶内,起
保护作用。 3.误差分析:由于点燃白磷时需将橡皮塞上的玻璃管取出,放到酒精灯火
焰上灼烧至红热后,再用橡皮塞将锥形瓶塞紧,这一操作会因为锥形瓶内空气受热膨胀和白
磷燃烧产生的白烟外逸而造成实验时托盘天平不平衡。 方案二在100mL烧杯中加入
30mL的稀硫酸铜溶液,用砂纸将几根铁钉打磨干净,将盛有硫酸铜溶液的烧杯和铁钉一起
放在托盘天平上称量,记录所称的质量m1。 将铁钉浸到硫酸铜溶液中,观察实验现象。
待反应一段时间后溶液颜色改变时,将盛有硫酸铜溶液和铁钉的烧杯放在托盘天平上称量,
记录所称的质量m2。比较反应前后的质量。