物理 -功和能

簡介

• 當作用力（施加力）時，力的作用點在力的方向上發生位移，這被稱為做功。

• 功一詞最早由法國數學家加斯帕德·古斯塔夫·科里奧利於1826年提出。

• 作用在物體上的力所做的功等於力的大小乘以物體在力方向上移動的距離，計算公式如下：

• 所做的功 (W) = 力 (F) × 位移 (s)

• 功只有大小，沒有方向。

• 功的SI單位是焦耳 (J)。

能量

• 能量可以轉化，但不能被創造或毀滅。例如，利用太陽能發電等。

• 做功的物體損失能量，而對物體做功的物體獲得能量。

• 此外，擁有能量的物體可以對另一個物體施加力，將能量從前者轉移到後者。

• 因此，物體的能量用其做功的能力來衡量。

• 能量的SI單位是焦耳 (J)。

能量的形式

• 以下是主要的能量形式：

  • 勢能

  • 動能

  • 熱能

  • 化學能

  • 電能

  • 光能

• 讓我們簡要討論一下每種能量。

勢能

• 物體由於其相對於其他物體的位置而具有的能量稱為勢能。

• 因此，勢能是物體中儲存的能量。例如，重力勢能、彈性勢能、電勢能等。

• 勢能的SI單位是焦耳 (J)。

• 勢能一詞由蘇格蘭工程師和物理學家威廉·朗肯提出。

動能

• 物體由於運動而具有的能量稱為動能。

• 運動的物體保持其動能，除非其速度發生變化（增加或減少）。

• 動能的SI單位是焦耳 (J)。

熱能

• 熱是能量的一種形式，它會自發地從較熱的物體傳遞到較冷的物體。

化學能

• 化學物質透過化學反應發生轉變並轉化其他化學物質的潛力稱為化學能。例如，化學鍵的斷裂或形成、電池等。

• 化學物質的化學能可以透過化學反應轉化為其他形式的能量。例如，綠色植物透過光合作用將太陽能轉化為化學能（通常是氧氣）。

電能

• 由電勢能或動能產生的能量稱為電能。

• 電力通常由發電廠的機電發電機產生。

• 機電發電機主要由熱機驅動，熱機以流水和風能的動能為燃料。

• 機電發電機也由熱機驅動，熱機以化學燃燒或核裂變為燃料。

光能

• 光是一種電磁輻射形式。

• 光能可能是我們唯一真正能夠看到的能量形式。

• 光以自然的方式透過空間傳遞能量。例如，太陽能。

能量守恆定律

• 能量守恆定律指出，能量既不能被創造也不能被毀滅；然而，它只能從一種形式轉換為另一種形式。

• 根據能量守恆定律，轉化前後總能量保持不變。

• 能量守恆定律在所有條件和位置以及所有型別的轉化中都適用。