物理中的能如何理解?能量是什么意思?

Question

物理中的能如何理解?
能量是什么意思?

Answer 1

物质运动的一般量度.物质运动有多种形式,表现各异,但可互相转换,表明这些运动有共性,也有内在的统一的量度,即能量.能量以机械能、内能、电能、化学能等各种形式,出现在不同的运动中,并通过作功、传热等方式进行转换.能量的单位为焦耳、尔格、千瓦小时、电子伏（特）等.
能量这个词是 T.杨 1801 年在伦敦国王学院讲自然哲学时引入的,他针对当时把质量与速度二次方之积称为活力或上升力的观点,提出用能量这个词表示上述乘积是妥当的 ,并和物体所作的功相联系.但并未引起重视,人们仍认为不同的运动中蕴藏着不同的力.直到能量守恒定律被确认后 ,才认识能量概念的重要意义.
在狭义相对论中,能量和另一个重要物理概念即质量联系在一起了,建立了质能关系公式,这个公式更深刻地阐明了能量的物质性,并为寻找新能源提供了重要线索.
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"能量"在物理中的意义:
能量是物理学中描写一个系统或一个过程的一个量.一个系统的能量可以被定义为从一个被定义的零能量的状态转换为该系统现状的功的总和.一个系统到底有多少能量在物理中并不是一个确定的值,它随着对这个系统的描写而变换. 人体在生命活动过程中,一切生命活动都需要能量,如物质代谢的合成反应、肌肉收缩、腺体分泌等等.而这些能量主要来源于食物.动、植物性食物中所含的营养素可分为五大类：碳水化合物、脂类、蛋白质、矿物质和维生素,加上水则为六大类.其中,碳水化合物、脂肪和蛋白质经体内氧化可释放能量.三者统称为“产能营养素”或“热源质”.
能量是一种客观存在,自然界的万物都是他的表现形式.与物质都存在反物质一样他也有相对的反能量.当他们相遇时系统就恢复平静了,就什么都没有了,就不存在了.
通常每克碳水化合物、脂肪、蛋白质在人体内平均可产生代谢能力分别为4kcal、9kcal、4lcal.同时一般情况下一个人在5-7天内的热能摄入量等于消耗量
能量摄入过剩,则会在体内贮存起来.人体内能量的贮存形式是脂肪,脂肪在体内的异常堆积,会导致肥胖和机体不必要的负担,并可成为心血管疾病、某些癌症、糖尿病等退行性疾病的危险因素.
人体每日摄入的能量不足,机体会运用自身储备的能量甚至消耗自身的组织以满足生命活动的能量需要.人长期处于饥饿状态,在一定时期内机体会出现基础代谢降低、体力活动减少和体重下降以减少能量的消耗,使机体产生对于能量摄入的适应状态,此时,能量代谢由负平衡达到新的低水平上的平衡.其结果引起儿童生长发育停滞,成人消瘦和工作能力下降.
任何运动都需要能量.能量的形式有许多如:光声热电,有机械能,化学能,热能,电能,声能等等.
举一个例子而言,我们观察一个质量为1kg的固体的能量：
假如我们在研究经典力学而只对它的动能感兴趣的话,那么它的能量就是我们要将它从静止加速到它现有速度所加的功的总和.
假如我们在研究热学而只对它的内能感兴趣的话,那么它的能量就是我们要将它从绝对零度加热到它现有温度所加的功的总和.
假如我们在研究物理化学而只对它所含有的化学能感兴趣的话,那么它的能量就是我们在合成这个固体时对它的原料加入的功的总和.
假如我们在研究原子物理而只对它所含的原子能感兴趣的话,那么它的能量就是我们从原子能为零的状态对它做功、使它达到现在状态的功的总和.
当然我们也可以用反过来的方法来定义这个固体所含的能量,举两个例子：
该固体的内能是将它冷却到绝对零度所释放出来的功的总和.
该固体的原子能是将它所含的所有的原子能全部释放出来的功的总和.
可见,能量虽然是一个非常常用和非常基础的物理概念,但同时也是一个非常抽象和非常难定义的物理概念.事实上,物理学家一直到19世纪中才真正理解能量这个概念.在此之前能量常常被与力、动量等概念相混.有一段时间里,物理学家使用过一个称为“活力”的、与能量非常相似的概念,其意思是一种使物体活泼起来（动起来、热起来）的力.英语中的能量一词energy是两个希腊词的组合：εν是“在……之中”的意思,εργοs是“功、劳动”的意思.加在一起 en-ergi 就是“加进去的功”的意思.
[编辑本段]正常需要
中国营养学会2000年提出中国居民膳食能量参考摄入量指出,成年男性轻、中体力劳动者每日需要能量为2400-2700kcal；女性轻、中体力劳动者每日需要能量为2100-2300kcal.婴儿、儿童和青少年、孕妇和乳母、老年人各自的生理特点不同,能量需要也不尽相同.
在物理学中,能量是最基础的一个概念之一,从开门的经典力学到宇宙学、相对论和量子力学,能量总是一个中心的概念.
一般在常用语中或在科普读物中能量是指一个系统能够释放出来的、或者可以从中获得的、可以相当于做一定量的功.比如说1千克汽油含12千瓦小时能量的话,那么是指假如将1千克的汽油中的化学能全部施放出来的话可以做12kWh的功.
能量在物理中的符号一般是E,其国际单位是焦耳J.除焦尔外常用的还有千瓦小时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还常使用电子伏：
1 eV = 1.602 176 462(63) · 10-19 J
对能量最本质的公式是质能方程式E=MC2
为什么质量和能量之间能等价,又为什么其涉及到光速平方的倍比关系,又为什么各种不同来源的能量单位是等价的,“博宇十论”从宇宙演化、物质构造上给予了终极的回答：物质的最小单位是能量子.