能量

能量是一个物理学、化学、生物学、地质学，以及工程技术和经济领域都要用到的概念。有许多战争就是为了争夺存储在石油里的化学能。能量有一个重要特点：尽管它的形式会改变，但能量总量保持不变。这个事实被称为“能量守恒”。但是，什么是能量？定义能量的最佳方式有几种不同的形式。

首先，有运动能。运动物体的质量越大，速度越快，其“动能”就越大。由于物体的运动而具有的能量叫动能。

石头下落的距离越长，下落的速度越快，则其动能就越大。因此，位于一定高度的石头具有获得一定速度，或者说一定动能的潜力。这种由引力带来的“潜在能量”叫势能。一个物体的质量越大，或它所处的高度越高，它的势能就越大。一块石头的动能和势能之和，即它的总能量，在石头下落过程中是不变的。这是能量守恒的一个例子。

当然，石头击中地面后，它的动能和势能均变为零。因此，在石头接触地面的过程中，石头本身的能量是不守恒的，但总能量是守恒的。通过撞击，石头的能量转化为地面和石头所含原子的随机运动的动能。现在，这些原子获得了更大的到处乱撞的能量。这些原子的偶发运动是热能（热）的微观描述。在石头击中的地方，地面会发热，就是这个道理。原子获得的杂乱运动的能量正好等于石头失去的能量。

当石头停止运动后，虽然总能量是守恒的，但可用的能量却减少了。例如，石块下落或水流下落的动能原本可以被用来推动转盘。但当这些能量转化为原子的随机运动后，除了热能，我们再也无法利用了。在任何物理过程中，总有些能量最后变得不可利用。当我们从环境角度考虑提倡“节约能量”时，我们所要求的是少用可用能量。

动能只有一种形式，但势能的形式却有多种。位于一定高度的石头具有引力势能，压缩的弹簧或拉长的橡皮筋具有弹性势能。弹簧的弹性势能可以转化成譬如石头上抛的动能。

当两块分别带有正电和负电的带电体被分开时，这些物体之间便有了电势能。如果松开手，它们会很快飞向对方，电势能便转化为速度和动能的增大。围绕太阳旋转的行星，或绕核旋转的电子，都同时具有动能和势能。

一瓶氢气和氧气分子的化学能要比在相同温度下由这些分子化合成的水有更大的能量。如果点燃氢氧混合气体，这些多余的能量便会以所产生的水分子的动能呈现。因此水蒸气是非常热的。这里氢氧混合物中的化学能变成了热能。

核能与化学能类似，只是核能涉及的是构成原子核的质子之间、中子之间以及质子与中子之间的力，包括核力和电性力。一个铀原子核具有的势能要比它破碎成的裂变产物的势能大得多。多出来的那部分势能就变成了裂变产物的动能。这种动能是热能，可以被用来产生蒸汽推动涡轮机从而带动发电机发电。铀的势能也可以作为炸弹被迅速释放出来。

当一个热的发光体发光时，能量变成电磁辐射场，同时发光体冷却，除非它获得其他能量的支持。当单个原子发光时，它便进入较低能态。

能量形式到底有多少种呢？这取决于你如何考虑。例如，化学能本质上属于电能，但通常为了方便将它单独分类，可能还存在一些我们还不了解的能量形式。若干年前，人们发现，宇宙的膨胀并不像人们普遍认为的那样在变缓，而是在加速。造成这种加速的能量有一个名字，叫“暗能量”，但关于它的神秘性我们目前了解得还不是很多。

什么是“精神能量 ”呢？物理学对“能量”一词并没有专利。能量一词在19世纪初被引入物理学之前就长期存在了。如果“精神能量”可以转换成能由物理学处理的能量，那它也将是我们讨论的一种能量形式。当然，这一点至今尚没有普遍接受的证据。 l7ctR2GCjS6cU+xl/TH1ZpKtWVFDp8VYl8TLaif3WsRgcbaU/MIxFhuXAhMgJh7U