能量到底是什么?能量到底怎样的量,有什么意义?本人觉得能量很抽象,请给予直观的解释.

Question

能量到底是什么?
能量到底怎样的量,有什么意义?本人觉得能量很抽象,请给予直观的解释.

Answer 1

"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”.
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.
等等.
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.