能量是什麼?

 

能量是一個常用及基礎的物理概念,亦是一個抽象及難以定義的物理概念。

我們一般會以「做功」 (The ability to do work)來形容能量,作了功,便會產生運動,能量就會轉化成另一形式。

 

能量的符號一般是 E ,其國際單位是焦耳J (joule);

還有用以量度電力的千瓦時 kWh (kilowatt hour);

營養學量度能量的卡路里cal (calorie)及英制熱量單位Btu (British Thermal unit) 等。

 

「做功」就是能量的轉移 (conversion):

植物從太陽吸取輻射能,再把它轉化成組織中的化學能

動物把食物中的化學能轉化成他們身體活動的動能

汽車引擎也把燃料中的化學能轉化成動能

 

能量有不同的形式:

包括化學能、機械能、核能、熱能、輻射能和潮汐能等。

化學能 Chemical Energy

化學能儲存於原子和分子的化學鍵中。當這些化學鍵斷裂後, 能量就以不同的形式向四周釋放。生物質能、煤、石油、 天然氣和丙烷儲存的都是化學能。

輻射能 Radiant Energy

輻射能就是以橫波傳遞的電磁能。輻射能包括可見光 (visible light), X射線 (X-rays) 、伽瑪射線 (gamma rays) 和無線電波(radio waves)。 太陽光是最常見的一種輻射能。

核能 Nuclear Energy

在適當的條件之下,當一些物質元素中的重原子核分裂為重量較輕的原子核時,便會釋放巨大的能量,稱為核能。 鈾是少數存在大自然中可以產生核能的原材料之一。

機械能 Mechanical Energy

機械能可以分為兩種:動能(kinetic energy)和位能(potential energy)。物體憑藉位置的高低和距離的遠近來儲存位能,或稱為引力能 (gravitational potential energy)。例如山頂上的石頭擁有引力位能;水被水壩截留也具有引力勢能。

熱能 Thermal Energy

熱能是指物質的內能。熱能的產生源於物質內部原子和分子的振動和運動。物質的內能愈多,物質內部原子和分子的振動就越劇烈。

地熱能 (Geothermal energy)

是由地殼抽取的天然熱能。

潮汐能 Tidal Energy

潮汐指的是海平面周期性的漲退。潮汐現象產生自太陽和月亮對海水的引力作用。由於月亮環繞地球轉動而地球又繞着太陽轉動,當月亮和太陽排列成一直線時,引力作用非常強大,所引發的潮差也很大。潮汐能是指海水潮漲和潮退形成的海水位能。

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