能量转换

简介

　　能量以多种形式出现，包括辐射、物体运动、处于激发状态的原子、分子内部及分子之间的应变力。所有这些形式的重要意义在于其能量是相等的，也就是说一种形式的能量可以转变成另一种形式。宇宙中发生的绝大部分事件，例如，恒星的崩溃和爆炸、生物的生长和毁灭、机器和计算机的操作中都包括能量由一种形式转化为另一种形式。

　　能量的形式可以用不同的方法来描述。声能主要是分子前后有规律的运动；热能是分子的无规则运动；重力能产生于分隔物体的相互吸引；储存在机械应力中的能量，则是由于分离的电行相互吸引的结果。尽管各种能量的表现形式大不相同，但是，每种能量都能采用一种方法来测量，这样就能够搞清楚，有多少能量由一种形式转化为另一种形式。不论什么时候，一个地方或一种形式的能量减少了，另一个地方或另一种形式就会增加同样数量的能量。在一个系统中不论发生渐变还是骤变，只要没有能量进入或者离开这个系统，那么系统内部各种能量立和将不发生变化。

　　但是，能量确实可以从系统边界渗漏出去。特别是能量转换会导致产生热能，通过辐射和传导的方式泄漏出去。如通过发动机、电线、热水罐、我们的躯体和立体音响。而且，当热在流体中传导或辐射时，激起的流动通常促发了热量的转移。尽管传导或辐射热能很少的材料可用来减少热能的损耗，但也无法完全避免热能的流失。

　　与能量的转移不同，其种类发生了变化

生活中利用能量转化的例子

　　1、例如拍球，能量从人体（手）的化学能转移到球，使之成为球的动能，球的动能又转化成弹性势能，弹性势能又转化成动能和重力势能，只有靠这些能量的转移、转化才能够完成拍球这一过程.

　　2、太阳能热水器，利用太阳能转换成热能加热水给我们洗澡；太阳能电池，发电只要有太阳就能转换成需要的能量。

　　3、电水壶是将电能通过电热管转换为热能，从而烧开了水，水是吸收热能。

　　能量是能够使物体“工作”或运动的本领。虽然你看不见它，却能感觉到它。任何东西只要有移动、发热、冷却、生长、变化、发光、或发声的现象，其中就有能量在起作用。

能量之间转换的各种类型及方法

　　能量是一种看不见摸不着你却一直能感觉得到的神奇东西，至今为止没有任何人提取或发现它的真实面貌，有人认为能量就是以物体内部分子不断震动的频率来衡量大小的，也就是熵的大小，其中证明宇宙膨胀的一个例子就是宇宙中总体的熵值在不断增加，也就是宇宙在不断趋于混乱，却又不断创造平衡，如此循环反复的从混乱与协调中平衡。

　　电能转化热能

　　电能转化热能一般通过热电阻或热辐射，例如家用的电热炉，是在热阻丝内通过大量电流使热阻丝产生大量热能，通过热辐射传导给周围环境。也可以通过微波装置，使电能转化成微波，通过直接的热辐射转为热能

　　热能转化电能

　　至今为止，人类还没想出很有效率的方法可以让热能直接转化为电能，似乎人类只发明了电能和机械能转化的装置，所以，如果想任何形式能量转换为电能，必须先转换为机械能。但是，有的物质如陶瓷等，在温度变化时可以产生电势差，进而产生微弱电能，但无法用于发电。

　　机械能转化电能

　　通过切割电磁圈的磁感线，可以使机械能转化为电能。在电机中，机械能和电能可以互逆转换。

　　光能转化电能

　　可以通过光电效应使光照射在金属表面而辐射出电子，通过这种方法，人类设计了太阳能板，太阳能板是通过阳光照射硅晶体的PN结产生空穴电压产生电能的，光能转化电能是相对比较有效的转换方式，并且随着不可再生能源的枯竭，人类越来越重视可再生清洁能源的应用，光能就是最受关注的清洁能源之一。

　　化学能转化电能

　　通过化学反应使得正电子和负电子分别在阳极和阴极汇聚，其实这也是电池的充电过程。

　　电能转化机械能

　　借助电磁感应效应，人类设计了电机，可以使电能轻松转化为机械能。在电机中，电能和机械能可以互逆转换。

　　化学能转化热能

　　可以通过核裂变使得熵值大量增加，进而产生大量热能传导出去。在核裂变过程中，不仅产生大量热能，还产生大量光能及机械能等。

　　还有一种方法就是通过可燃物的燃烧，伴随着光能的同时也产生大量热能。

　　热能转化机械能

　　至今人类想到的最好方法，只有通过加热水进而通过水蒸气驱动机械做功，自从瓦特发明蒸汽机以来，人类一直沿用这个方法进行转换。

　　机械能转化热能

　　机械做功摩擦可以产生热能，但一般效率不高，而且在实际应用中无法通过这样的转化大量提供热能，只作为机械能的能量损耗而已。

　　光能转化热能

　　光能在照射到物体时，自然就会伴随热能的传导，但不同波段的光波导热能力不同。

　　光能转化机械能

　　太阳帆

　　光能转化化学能

　　植物吸收太阳光进行光合作用