能量守恒定律在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用

張昀臻

摘 要：能量守恒定律是自然科學(xué)普遍規(guī)律之一，它的發(fā)現(xiàn)與形成，經(jīng)過(guò)了科學(xué)家們多角度地不懈探索。通過(guò)研究能量守恒定律在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，透過(guò)事物的表象，看到內(nèi)在的科學(xué)本質(zhì)，體會(huì)物理知識(shí)的實(shí)用性，發(fā)現(xiàn)各科知識(shí)間是相通性，真正具備運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

關(guān)鍵詞：能量守恒定律；現(xiàn)實(shí)生活；應(yīng)用；價(jià)值與意義

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）02-0214-01

1 能量守恒定律內(nèi)容

能量守恒定律為熱力學(xué)第一定律，指在一個(gè)封閉系統(tǒng)中，能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到其它物體，而能量的總量保持不變。

2 能量守恒定律在生活中的應(yīng)用

2.1 發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)工作中的能量守恒定律

發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)，從能量轉(zhuǎn)換上說(shuō)是兩個(gè)相反的概念。發(fā)電機(jī)是將機(jī)械能或其它形式的能轉(zhuǎn)化成電能，最常用的是利用熱能、水能等推動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子來(lái)發(fā)電，經(jīng)輸電、配電網(wǎng)絡(luò)送往各種用電場(chǎng)合，而電動(dòng)機(jī)又名馬達(dá)，是將電能或其他形式的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，用來(lái)驅(qū)動(dòng)其他裝置的電氣設(shè)備。

2.2 新能源利用中的能量守恒定律

我們常利用的能源有木柴、煤炭、石油等，我們將這些能源通過(guò)燃燒將熱能轉(zhuǎn)化為電能、化學(xué)能、機(jī)械能等等，但是隨著傳統(tǒng)能源的大量開(kāi)發(fā)和利用，生態(tài)環(huán)境面臨著嚴(yán)重挑戰(zhàn)，遭到了破壞與污染，逐漸影響著人類(lèi)的生活。

由此可見(jiàn)，開(kāi)發(fā)新能源勢(shì)在必行，如今我國(guó)已經(jīng)開(kāi)始探索開(kāi)發(fā)新能源，如利用太陽(yáng)能的太陽(yáng)能路燈，利用水能的三峽水電站，利用風(fēng)能新疆達(dá)坂風(fēng)力發(fā)電廠，利用核能的深圳大亞灣核電站的建立，還有可利用的地?zé)崮芎Ｑ竽堋⒊毕艿?。新能源的開(kāi)發(fā)正是人們認(rèn)識(shí)到能量守恒，將一種清潔能量轉(zhuǎn)化正另一種能量，實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化，達(dá)到利用新能源的目的。

2.3 哲學(xué)觀點(diǎn)中的能量守恒定律

哲學(xué)中的一些觀點(diǎn)與能量守恒規(guī)律相通的。宋應(yīng)星是我國(guó)明代的思想家和科學(xué)家，他有著辯證的思想，認(rèn)為自然現(xiàn)象的萬(wàn)千變化皆為生與滅的轉(zhuǎn)化，事物的運(yùn)動(dòng)存在規(guī)律性，其規(guī)律取決于事物本身的性質(zhì)及所具備的條件，不同性質(zhì)與條件使其運(yùn)動(dòng)形式不同，可見(jiàn)宋應(yīng)星的哲學(xué)觀點(diǎn)里反映著轉(zhuǎn)化與能力守恒的觀點(diǎn)。

通過(guò)外因內(nèi)因的辯證哲學(xué)觀點(diǎn)，我們可以理解“一分耕耘一分收獲”這句話的含義，我們想獲得“收獲”，需要內(nèi)外因的共同作用。因此，在外因允許的情況下，人想要得到什么就要作出內(nèi)在的付出。這個(gè)付出就是一種能量，我們實(shí)現(xiàn)心中渴望相匹配的能量，當(dāng)積蓄的能量足夠時(shí)，這種付出的能量就會(huì)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)。所以，有些人急功近利，想不勞而獲，就說(shuō)明了他還不懂實(shí)現(xiàn)自身理想和價(jià)值是一種能量守恒。

2.4 人體能量代謝中的能量守恒定律

我們?nèi)梭w每天都進(jìn)行著新陳代謝，新陳代謝包括物質(zhì)代謝與能量代謝。其中能量代謝是指在人通過(guò)細(xì)胞中的細(xì)胞器線粒體進(jìn)行有氧呼吸，將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，以及釋放能量，這里釋放出的能量為熱能和ATP，熱能用于保持體溫等，ATP是人類(lèi)的直接能源，供人體生命活動(dòng)需要。所以人體能量代謝中的總能量就是人們攝取食物后儲(chǔ)存在人體中有機(jī)物的化學(xué)能，通過(guò)呼吸作用將有機(jī)物中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能或其他途徑的化學(xué)能。

這也說(shuō)明能有些人偏胖，有些人偏瘦的原因。當(dāng)我們攝取的能量超過(guò)了我們?nèi)粘Ｄ芰看x的能量值，那么人體就會(huì)都以糖原、蛋白質(zhì)或脂肪等有機(jī)物的形式儲(chǔ)存在人體中，那么體重就會(huì)增加，反之，體重就會(huì)減少?？梢?jiàn)，人體的能量代謝符合能量守恒定律。

2.5 生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)中的能量守恒定律

在生態(tài)系統(tǒng)中，能量流動(dòng)是沿著食物鏈與食物網(wǎng)進(jìn)行的。太陽(yáng)能是能量傳遞的起點(diǎn)，生產(chǎn)者大部分是綠色植物，他們通過(guò)光合作用，將光能固定下來(lái)，變成儲(chǔ)存在有機(jī)物中的化學(xué)能，食植性動(dòng)物食用了植物后，獲取了植物的固定下來(lái)的能量，植食性動(dòng)物會(huì)將獲得能量用于為個(gè)體生長(zhǎng)，還有大部分以熱能消耗以及作為糞便排出，糞便以及動(dòng)植物死后的殘?bào)w所儲(chǔ)存的能量，會(huì)傳遞給分解者，分解者經(jīng)過(guò)呼吸作用將能量以熱能等形式消耗。能量在各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞的過(guò)程中，由于熱能形式的散失等因素，前一級(jí)傳給下一級(jí)時(shí)能量逐級(jí)遞減，但是總能量是一定的，都是來(lái)自生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能，這樣說(shuō)明了能量始終守恒。

3 研究能量守恒定律在現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用的價(jià)值與意義

物理知識(shí)不僅僅是文字知識(shí)，而是可以應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)生活的科學(xué)概念，可以幫助人們了解事物規(guī)律，發(fā)現(xiàn)實(shí)用價(jià)值，解決生活中的實(shí)際問(wèn)題。學(xué)而不思，思而不用，都是不能真正達(dá)到現(xiàn)今素質(zhì)教育的實(shí)質(zhì)要求。通過(guò)對(duì)能量守恒定律在現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用的研究，要善于體會(huì)物理知識(shí)的實(shí)用性，發(fā)現(xiàn)各科知識(shí)間是相通性，善于發(fā)現(xiàn)，勤于思考，活學(xué)知識(shí)，聯(lián)系實(shí)際，掌握知識(shí)與技能，提高自身素質(zhì)，真正成為服務(wù)于社會(huì)的實(shí)用型人才。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)研究能量守恒定律在現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用，認(rèn)識(shí)到高中物理知識(shí)不僅是文字知識(shí)，而是科學(xué)概念，具有實(shí)用性，可以解決實(shí)際問(wèn)題。要認(rèn)識(shí)物理知識(shí)的價(jià)值，樂(lè)于學(xué)習(xí)物理知識(shí)，善于發(fā)現(xiàn)生活中的物理知識(shí)相關(guān)的現(xiàn)象，積極主動(dòng)地探索，努力運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。學(xué)習(xí)有造詣的物理學(xué)家的科學(xué)精神，未來(lái)在自己擅長(zhǎng)的物理知識(shí)領(lǐng)域，為實(shí)現(xiàn)科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)三者的和諧發(fā)展，努力造福人類(lèi)社會(huì)，優(yōu)化人類(lèi)生活而努力奮斗。

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