三大守恒定律:能量守恒定律(包括機械能守恒定律)、動量守恒定律和角動量守恒定律。
機械能守恒
動能和勢能的總量守恒
而能量守恒包括了所有的能量
包括熱能等
所以能量守恒的范圍比機械能守恒的范圍更加大
機械能是能量的一種形式的表現,機械能守恒也就是能量守恒的一種表現形式.能量守恒的使用范圍比機械能守恒的大輪使用范圍大,但有時解決具體問題是使用具體的機械能可能表達滾數信比較簡單.
如果一個系統不受外力或所受外力的矢量和為零,那么這個系統的總動量保持不變,這個結論叫做動量守恒定律。
做一個類比可能比較好:
動量守恒應該還是挺清楚的吧?
那么對于一個系統如果沒有合外力的話
就動量守恒了。那么對于一個系統如果沒有合力矩的話
就角動量守恒了。角動量守恒就是在轉動中的動量守恒,對于星云收縮的話,個人認為是不能單靠角動量守恒來解釋畢告的。(不過對于星云來說,萬有引力對于他們的力矩是零,所以角動量守恒。)
有用
能量守恒定律 定律內容:能量既不會憑空產生,也不會憑空消 失,它只能從一種形式轉化為別的形式,或者從一 個物體轉移到別的物體,在轉化或轉移的過程中其 總量不變.
1)自然界中不同的能量形式與不同的運動形式相對 應:物體運動具有機械能、分子運動具有內能、電 荷的運動具有電能、原子核內部的運動具有原子能 等等.
(2)不同形式的能量之間可以相互轉化:“摩擦生熱 是通過克服摩擦做功將機械能轉化為內能;水壺中 的水沸騰時水蒸氣對壺蓋做功將壺蓋頂起,表明內 能轉化為機械能;電流通過電熱絲做功可將電能轉 化為內能等等”.這些實例說明了不同形式的能量 之間可以相互轉化,且是通過做功來完成的這一轉
(3)某種形式的能減少,一定有其他形式的能增 加,且減少量和增加量一定相等.某個物體的能量 減少,一定存在其高拆他物體的能量增加,且減少量和 增加量一定相等.
能量守恒的具體表達形式 保守力學系統:在只有保守力做功的情況下,系統 能量表現為機械能(動能和位能),能量守恒具體 表達為機械能守恒定律.熱力學系統:能量表達為內能,熱量和功,能量守 恒的表達形式是熱力學第一定律.相對論性力學:在相對論里,質量和能量可以相互 轉變正高.計及質量改變帶來能量變化,能量守恒定律 依然成立.歷史上也稱這種情況下的能量守恒定律 為質能守恒定律.
能量守恒定律的重要意義 能量守恒定律,是自然界最普遍、最重要的基本定 律之一.從物理、化學到地質、生物,大到宇宙天 體.小到原子核內部,只要有能量轉化,就一定服 從能量守恒的規律.從日常生活到科學研究、工程 技術,這一規律都發揮著重要的作用.人類對各種 能量,如煤、石油等燃料以及水能、風能、核能等 的利用,都是通過能量轉化來實現的.能量守恒定 律是人們認識自然和利用自然的有力武器.基本內容:熱可以轉變為功,功也可以轉變為熱; 消耗一定的功必產生一定的熱,一定的熱消失時,也必產生一定的功.
普遍的能量轉化和守恒定律在一切涉及熱現象的宏 觀過程中的具體表現.熱力學的基本定律之一.
表征熱力學系統能量的是內能.通過作功和傳熱,系統與外界交換能量,使內能有所變化.根據普遍 的能量舉念尺守恒定律,系統由初態Ⅰ經過任意過程到達 終態Ⅱ后,內能的增量ΔU應等于在此過程中外界 對系統傳遞的熱量Q 和系統對外界作功A之差,即 UⅡ-UⅠ=ΔU=Q-A或Q=ΔU+A這就是熱力學 第一定律的表達式.如果除作功、傳熱外,還有因 物質從外界進入系統而帶入的能量Z,則應為ΔU= Q-A+Z.當然,上述ΔU、A、Q、Z均可正可 負.對于無限小過程,熱力學第一定律的微分表達 式為
dQ=dU+dA因U是態函數,dU是全微分;Q、A dQ和dA只表示微小量并非全微分,用 符號d以示區別.又因ΔU或dU只涉及初、終態,只要求系統初、終態是平衡態,與中間狀態是否平 衡態無關.
熱力學第一定律的另一種表述是:第一類永動機是 不可能造成的.這是許多人幻想制造的能不斷地作 功而無需任何燃料和動力的機器,是能夠無中生 有、源源不斷提供能量的機器.顯然,第一類永動 機違背能量守恒定律.
兩者的區別與聯系:熱力學第一定律是人類在長期的生產和科學實驗中 總結出來的一條普遍規律,適用于一切熱力學過 程.熱力學第一定律表明,一切熱力學過程都必須 服從能量守恒定律,因此熱力學第一定律實際上是 包括熱現象在內的能量轉化與守恒定律.