论能量不守恒罗爱波
§1.序 能量守恒定律包含现在及过去所产生的所有赋予能量的物质、物理与化学等现象的能量的总和应符合能量守恒定律。 人类持续不断地消耗能源，使物体根据人们的需要运动，使物体具有机械能。物体的机械能一般是相对于相对静止的地球的，因此，物体的机械能最终作用于地球。机械能作用于地球，除产生热能、声能等其它形式的能量外，有部分机械能要转移到地球。作为能量的一种表现形式，如果要求作用于地球上的能量守恒，地球上得到的机械能将是现在及过去所有机械能的总代数和，地球获得的机械能的总和是不是随着人类越来越多能源的消耗而积累越来越多的机械能从而改变地球原有的运动状态呢？ 本文研究物体的机械能转移、积聚到地球的过程，从而论述物体的宏观运动的最终结果是机械能不守恒，能量不守恒。 §2.势能的转移过程 把质量为m的物体抛到h的高度，内能或其它形式的能转化成机械能，机械能转化成物体的动能，动能转化为重力势能，物体具有重力势能Ep=mgh，符合机械能守恒定律、能量守恒定律。 当这个物体从h的高度作自由落体运动，忽略空气阻力，重力势能全部转化为物体的动能，符合机械能守恒定律。 物体的重力势能转化成物体的动能后，物体不能保持其运动状态，它要与地球相碰撞。碰撞时产生的热能、声能等其他形式的能量，与物体的部分动能转移到地球上，即地球获得的部分动能与其它形式的能之和符合能量守恒定律。 从以上运动过程可以看出，机械能之间与机械能与其它形式的能之间的相互转化过程完全符合机械能守恒定律和能量守恒定律。 我们的思维活动不能到此为止。 地球获得的这个物体的部分动能后，将改变地球的运动状态，即使这个能量对地球来说非常微小。如果忽略地球获得的这部分动能，理论上将导致机械能不守恒，能量不守恒。 若是在此物体落地点沿地心在地球的另一端，有相同的物体以相同的条件从同样的高度落下，地球获得此物体的部分动能，也同样改变了地球的运动状态，此次运动使地球的运动状态恢复到这两次运动前的状态，地球获得的总动能是0，总机械能不守恒，总能量不守恒。 §3.动能的转移过程 一辆质量为m的汽车以速度v匀速运动。此时物体的总能量包括三部分，物体的动能1/2mv2，内能转化成机械能产生克服摩擦力使汽车保持以速度v运动的力F与物体移动距离的乘积FS，车轮与地面产生的摩擦热和内能产生的余热。 机械能产生的力F与摩擦力f大小相同，方向相反。机械能产生的力F对汽车做功，汽车与地面产生的摩擦力对地球做功【内能转化成机械能对汽车做功，汽车又对地球做功，似乎内能做了两份功2 FS，实则不然。如内能产生100kw功率带动内燃机旋转，100kW内燃机带动100kW发电机（不计损耗）发电，100kW发电机带动100kW电力机车行驶，使电力机车获得动能，电力机车的电能转化为机械能使电力机车克服摩擦力维持一定的速度运动，通过摩擦力的作用最终使地球获得内能经过多个环节转化的能量，内能通过多个环节的传递最终以机械能的形式部分转移到地球】，FS=fS，机械能对汽车做功使汽车明显的运动，摩擦力f相对于质量巨大的地球的影响微乎其微，但是如果忽略地球获得的这部分动能，理论上将导致机械能不守恒，能量不守恒。 如果相同质量、相同速度、相对而行的汽车，其产生的摩擦力对地球的影响因其大小相同方向相反，地球得到的合力为零，机械能对地球做的总功不是2 FS而为0，总机械能不守恒，总能量不守恒。 内能转化为机械能的作用停止后，物体的动能通过摩擦力的作用部分转化成地球的机械能，物体停止运动， §4.内能作用于同一个物体上，机械能、能量不守恒 内能转化为机械能使静止的物体以1/2mv2的动能运动，在无外力作用下物体会一直匀速运动。欲使物体停止运动，内能必须转化为机械能作用于运动方向相反方向的物体上，内能对物体做的总功为1/2mv2+1/2mv2，物体最终得到总的机械能为0，机械能不守恒，能量不守恒。 §5.从以上机械能转移过程可以得出重要结论：机械能不守恒，能量不守恒。 §5.1.能量在转化、转移过程中，能量的传递可以有多个环节，能量在单次、局部的转化、转移过程是守恒的，每一个环节都符合能量守恒定律。机械能守恒定律、能量守恒定律均遵守机械能、能量的一次转化守恒。 §5.2.机械能守恒定律是以单次、局部的机械能的转化、转移实验为背景得出的定律。 机械能转移、转化的每个环节都符合机械能守恒定律。但是由于每个物体的运动方向不同，以及机械能作用于同一物体的方向不同，使机械能的总量不能有效相加，最终机械能的总量是物体相互作用后或机械能作用于物体得到机械能的矢量和而不是代数和。 §5.3.宇宙中各种天体以机械能的形式作相对运动，当各种天体相互作用时机械能将减少。因此，宇宙中的总能量不会增加，且必将逐渐减少。 2012年7月24日0:30:03 |