能量守恒定律是由英國(guó)科學(xué)家邁克爾·法拉第、焦耳以及焦耳的學(xué)生塞麥爾維斯等人共同發(fā)現(xiàn)的。
具體來(lái)說(shuō),法拉第最先通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,即能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中,磁場(chǎng)能可以轉(zhuǎn)化為電能。而焦耳則用大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中具有方向性,即能量不能被完全消耗。塞麥爾維斯則通過(guò)研究細(xì)菌培養(yǎng)和疾病傳染等現(xiàn)象,進(jìn)一步闡述了能量守恒定律的基本原理。
后來(lái),能量守恒定律得到了廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用,成為了自然科學(xué)的基礎(chǔ)理論之一。
能量守恒定律是由英國(guó)科學(xué)家邁克爾·法拉第、焦耳、亥姆霍茲等人發(fā)現(xiàn)的。他們通過(guò)實(shí)驗(yàn)和觀察,發(fā)現(xiàn)能量在轉(zhuǎn)化和傳遞的過(guò)程中,總能量保持不變,即能量的數(shù)量和形式可以改變,但不會(huì)消失或產(chǎn)生。
題目:一個(gè)電熱水壺接通電源后,將水加熱至沸騰。已知電熱水壺的功率為1000瓦,加熱時(shí)間為1小時(shí),水的質(zhì)量為1升。請(qǐng)計(jì)算電熱水壺消耗的電能和水的內(nèi)能。
解答:
首先,我們需要知道電熱水壺消耗的電能等于其功率乘以加熱時(shí)間。即:
電熱水壺消耗的電能 = 功率 × 時(shí)間 = 1000瓦 × 1小時(shí) = 1000瓦·時(shí)
接下來(lái),我們需要知道水的比熱容和溫度變化。水的比熱容為4.2×10^3 J/kg·℃,假設(shè)水的溫度上升了1℃,那么水的內(nèi)能變化量ΔQ等于吸收的熱量Q吸等于水的質(zhì)量m乘以比熱容c再乘以溫度變化ΔT。即:
ΔQ = Q吸 = mcΔT
已知水的質(zhì)量為1升,即1千克,溫度變化為1℃,比熱容為4.2×10^3 J/kg·℃。因此,ΔQ = 4.2×10^3 J/kg·℃ × 1 kg × 1℃ = 4.2×10^3 J
由于電能轉(zhuǎn)化為熱能,所以電熱水壺消耗的電能等于水的內(nèi)能。因此,電熱水壺消耗的電能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能為:
電熱水壺消耗的電能 = 水的內(nèi)能 = 4.2×10^3 J
綜上所述,電熱水壺消耗的電能和水的內(nèi)能相等,符合能量守恒定律。