能量的英文“energy”一字源于希腊语:?ν?ργεια,该字首次出现在公元前4世纪亚里士多德的作品中。
伽利略时代已出现了“能量”的思想,但还没有“能”这一术语。
能量概念出自于17世纪莱布尼茨的“活力”想法,定义于一个物体质量和其速度的平方的乘积,相当于今天的动能的两倍。
为了解释因摩擦而令速度减缓的现象,莱布尼茨的理论认为热能是由物体内的组成物质随机运动所构成,即物体分子的内能,而这种想法和牛顿一致,虽然这种观念过了一个世纪后才被普遍接受。
1807年托马斯·杨发现了每个东西都蕴含能量,这些能量都是相同的。
1831年法国学者科里奥利又引进了力做功的概念,并且在“活力”前加了12系数,称为动能,通过积分给出了功与动能的联系。
1853年出现了“势能”,1856年出现了“动能”这些术语。
直到能量守恒定律被确认后,人们才认识到能量概念的重要意义和实用价值。
亥姆霍茨开始考虑,如何能量是可以相互转化的,同时也都能用做功的思想来描述,那相对而言所有的能力都可以保存在一个东西上。
但是在保存的过程中,会不会有浪费的情况?
更重要的是,能不能制造一个机器,可以不断的往外输出能量?如果要是能成功的话,是不是可以制造一种永久机器,不断的往外产生能量,帮助人们劳作?
亥姆霍茨看到很多人的永动机都不能成功运行,发现能量是不能凭空产生了。
那么能量是如何消失的呢?他发现不论是什么样的能量的转变,都会留下痕迹,这个痕迹即使是人类难以觉察,但是依旧可以用其他方式观察到。
从最本质来讲,如何能量都是动量,也就是质量乘以速度的平方的一半,这样的量在什么情况下都不会轻易发生改变,一个能量的消失也会让另外一个没有活力的东西得到能量。
所以亥姆霍茨认为,能量既不会凭空产生也不会凭空消失,它只会从一个物体转移到另一个物体,或者从一种形式转化为另一种形式,而在转化或转移的过程中,能量总量保持不变。
一切能量,都是由力来产生的。
物体内部的能量也是由于每个分子震动产生,也就是分子之间也有力。
重力势能是来自地球的引力。
电子的能力是来源于电磁力。
光的力量是来源于光里。
亥姆霍茨认为,凡是会有变化的东西,都是内在的力的作用产生的。
把世界上的一切都归结于力,是亥姆霍兹能量守恒理论的核心观点。
关于能量守恒定律,亥姆霍兹主要论点有三,即:一切科学都可以归结到力学;牛顿力学和拉格朗日力学在数学上是等价的,因此可以用拉氏方法,以里说传递的能量或它所作的功来量度力;所有的能量都是守恒的。
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