能量的定义：“表征一物质系统对外做功的能力。或者理解为改变物质存在状态的能力。”

具有能量特征的物质系统必须具有改变物质系统存在状态的这种能力，它的量值必然反映在如下的两个方面：释放能量的过程、能量存储的过程：

    1、释放能量的过程

    释放能量的过程就是改变物质存在状态的过程。必然通过两种等效的形式发生：第一、通过施加作用力。可以通过直接接触的形式，物质系统直接提供对外作用；也可以通过间接的形式，电场、磁场等施加作用。第二、可以通过施加动量的方式，通过运动物体采用摩擦、碰撞给物质系统施加动量。如：热机工作过程中高温气体的弹性碰撞。

    不论是气体、固体或者一个物质系统，改变存在状态必然通过如上的两种途径。

    2、存储能量过程

    存储能量过程的物质系统针对能量存储的属性，可归结为两种形式。

    一种形式是，将释放的能量存储为固定的能量物质或者能量物质系统，可以通过给这个能量存储系统一个激发的条件，使这个能量存储系统将存储的能量释放出来。通常所说的能源就具有这样的特征。如煤炭石油，电池。

    另一种形式是，能量体释放的能量不能被物质系统存储为固定的能量物质或者能量物质系统，只能改变这个物质系统的存在状态，如煤炭燃烧加热空气，空气吸收热量后，不能以特定的物质形式保存这种能量。

    两种存储形式关键是存储物质存储能量的条件。两者并不是绝对的，它们之间的区别在于能量存储状态能否被维持保留，比如加热杯中的水，我们同样也可以把水看作能量存储体。能量存储体要存储能量，必然有外界的作用改变能量存储体状态，使它达到能量可存储状态。能量存储的过程同样也是其它的能量的释放过程。

    在如上能量释放的过程、能量存储的过程里，完成能量的转化。

    我们可以看到：能量的转化过程是通过作用发生的，必然通过如下两种形式之一：第一、通过施加作用力。第二、通过施加动量。形成能量的转化。

  能量转换。所有的物理现象都包含了能量转换，或者能量从一种形式转变成另一种形式，如由辐射能变成电能，化学能变成机械能等等。其二是能量守恒。不论什么时候，能量在一个地方减少，在别测方就会增加完全相同的数量。其三是，不论何时发生能量转换，总会有些能量转变成热，扩散到周围，从而不能再用。

　生活中利用能量转化的例子很多:

　　1 例如拍球，能量从人体（手）转移到球，球的动能又转化成弹性势能，弹性势能又转化成动能和重力势能，只有靠这些能量的转移、转化才能够完成拍球这一过程. 　　2 太阳能热水器，利用太阳能转换成热能加热水给我们洗澡；太阳能电池，发电只要有太阳就能转换成需要的能量。 　　3 电水壶是将电能通过电热管转换为热能，从而烧开了水，水是吸收热能。 　　能量是能够使物体“工作”或运动的本领。虽然你看不见它，却能感觉到它。任何东西只要有移动、发热、冷却、生长、变化、发光、或发声的现象，其中就有能量在起作用。

能量之间转换的各种类型及方法

　　电能转化热能 　　电能转化热能一般通过热电阻或热辐射，例如家用的电热炉，是在热阻丝内通过大量电流使热阻丝产生大量热能，通过热辐射传导给周围环境。也可以通过微波装置，使电能转化成微波，通过直接的热辐射转为热能 　　热能转化电能 　　至今为止，人们还没想出很有效率的方法可以让热能直接转化为电能，似乎人们只发明了电能和机械能转化的装置，所以，如果想任何形式能量转换为电能，必须先转换为机械能。但是，有的物质如陶瓷等，在温度变化时可以产生电势差，进而产生微弱电能，但无法用于发电。 　　机械能转化电能 　　通过切割电磁圈的磁感线，可以使机械能转化为电能。在电机中，机械能和电能可以互逆转换。 　　光能转化电能 　　可以通过光电效应使光照射在金属表面而辐射出电子，通过这种方法，人们设计了太阳能板，太阳能板是通过阳光照射硅晶体的PN结产生空穴电压产生电能的，光能转化电能是相对比较有效的转换方式，并且随着不可再生能源的枯竭，人们越来越重视可再生清洁能源的应用，光能就是最受关注的清洁能源之一。 　　化学能转化电能 　　通过化学反应使得正电子和负电子分别在阳极和阴极汇聚，其实这也是电池的充电过程。 　　电能转化机械能 　　借助电磁感应效应，人们设计了电机，可以使电能轻松转化为机械能。在电机中，电能和机械能可以互逆转换。 　　化学能转化热能 　　可以通过核裂变使得熵值大量增加，进而产生大量热能传导出去。在核裂变过程中，不仅产生大量热能，还产生大量光能及机械能等。 　　还有一种方法就是通过可燃物的燃烧，伴随着光能的同时也产生大量热能。 　　热能转化机械能 　　至今人们想到的最好方法，只有通过加热水进而通过水蒸气驱动机械做功，自从瓦特发明蒸汽机以来，人们一直沿用这个方法进行转换。 　　机械能转化热能 　　机械做功摩擦可以产生热能，但一般效率不高，而且在实际应用中无法通过这样的转化大量提供热能，只作为机械能的能量损耗而已。 　　光能转化热能

　　光能在照射到物体时，自然就会伴随热能的传导，但不同波段的光波导热能力不同。

 

能量转化的原因

    在19世纪以前，人们普遍认为存在多种能量形式，如风能、热能、动能、电能、光能，无法通过形形色色的可以改变物质状态的表象来说明能量的统一性的原因，即便今天，仍然在采用延续以前的各种能量的名称来描述能量存储体所具有的能量的种类。也同样采用能量转换来说明不同种能量体之间的物质运动变化。在能量这个问题上，科学对这方面的认识并没有向前发展多少。

    能量过程必然通过的形式：第一、通过施加作用力。第二、通过施加动量。所有的能量发生过程都具有这样的特征，不论是光能、原子能甚至物质能都具有前面能量的结构中所说的这样的特征，十九世纪四十年代前后所证明的能量转化过程中的当量关系仅仅是证明了，不同能量释放过程中能量释放体和能量接受体之间的状态变化，都存在确定的关系。可以采用如下的关系表述：

一个单位能量释放体通过确定的能量释放途径可以使一个单位能量接受体产生一个确定的状态变化

n个单位能量释放体通过确定的能量释放途径可以使n个单位能量接受体产生一个确定的状态变化

    并得到结论：不同种能量之间可以进行能量转化。

    从物质运动变化的角度来看，这是不需要证明的。原因在于能量转化过程都必须通过施加作用力或者施加动量来完成。在科学定义系统中，作用力和动量之间的关系可以描述为ft=mv。能量体和能量接受体都是具有质量的物质，其最终可以归结为：

能量体系统的ft(mv)←——（通过作用）——→能量接受体系统的ft(mv)

    在这种意义上来说，不同种能量之间的转化，是因为物质所具有的相同的质量和导致物质运动状态改变原因的作用力的定义的同一。传统观念中的不同种能量形式，在能量属性的实质上，是相同的。只是计量模式和采用的单位不同。

能量转化的过程

  1、通过碰撞和摩擦进行的转化

  碰撞和摩擦是物体间直接接触发生作用的能量转化形式，也是机械运动的主要能量转化形式。

  碰撞过程中，两个物体间存在一个力的作用点，该作用力点受到作用时，会将受到的作用力在物体中迅速传递，此一过程必然产生振动。碰撞过程中必然在碰撞物体中产生振动能量的转化。

  摩擦过程中，两个物体之间存在一个接触面，该接触面上的分子原子会由于两个接触面上的分子原子的剧烈碰撞，从而产生磨擦热。摩擦过程中必然在摩擦物体的接触面上产生热能转化。

  2、动能、势能之间的转化

   动能涉及的面比较广，但最终可归结为如下常见的转换方式：

   对于引力场中的物体，那么动能和势能的转化对象就是物体的动能和引力势能之间的转化。这是最简单的能量转化。除了动能和势能之间的转化方式之外，不涉及其它形式能量的转化。[3]

   对于电场中的带电粒子，那么动能和势能的转化对象就是带电粒子的动能和电势能之间的转化。由于在转化过程中，带电粒子的状态必然发生改变，那么带电粒子的变速运动则会辐射电磁作用。电场中的带电粒子的动能势能间的转化则会同时伴随电磁波的转化。

   对于磁场中的磁体，动能和势能的转化对象就是磁体的动能和磁势能之间的转化，磁体的运动必然会伴随磁场的运动，同样的这种转化也会形成磁场电场的转化。

   如果还存在其它的作用形式，那么仍然具有相类似的转化形式。

  3、电流、磁场、热能、机械能之间的转化

   这种转化形式可以说是最复杂的能量形式的转化。

   给一根直导线通一电流，在导线中存在电能向热能的转化并遵守I²Rt。同时，导线会产生一个磁场，导线所产生的磁场和电流的大小成正比。并会对铁磁性材料产生作用。电力作为动力的大量应用，大多是通过这种形式。如电动机。

   所有的能量转化形式都可以直接或者间接的归结到如上的三类转化过程里。在转化过程中具有如下的特点：

   所有的能量转化过程中，确定的转化途径存在确定的转化关系。同时，必然伴随其它能量形式同时的转化，并且也存在确定的独立的转化关系。

   能量转化的计量

   根据能量转化的特点：所有的能量转化过程中，确定的转化途径存在确定的转化关系。同时，必然伴随其它能量形式同时的转化，并且也存在确定的独立的转化关系。

   我认为能量的计算应该根据能量转化过程中实际的作用形式来计算能量的转化关系，而不应该采用能量守恒和转化定律仅仅建立一个等量关系。如下几种情况可证明采用能量守恒和转化定律是完全失效的。

   1、电流转化的磁场对外作用

  如下的内容是此次添加的内容[6]，添加时间2005.1.15。原内容可见本内容后面的银色字：

 

http://www.phyw.com/jxyd/nlshhhzhhdldljjg/nlshhhz2.gif   能量转换和能量转化" />

如左图：图中箭头的方向是电流的方向，水平面有一张平滑的纸，纸上一端均匀撒了一些碎铁粉末。     导线中电流所产生的磁场同电流的大小成正比，铁是导磁性很强的物质。我们给导线通一电流，那么碎铁末则会在磁场的作用下发生重新排布的现象，并具有沿磁场排布的规律。这个现象恐怕中学的课堂上都会演示，是最普通的一个物理实验了。     碎铁末发生重新排布说明磁场对铁粉末产生了作用，给导线通电后，铁粉末特殊的排布规律说明磁场移动了铁粉末，并且有能量施加在铁粉末上。

 

    这个能量大家都知道，是导线电流所产生的磁场对它施加的能量。由于如下两点：

  第一、铁粉末都在导线的一侧，因此，磁场不能形成以导线为圆心的磁场，使导线在最初通电的过程中由于电磁感应存储的磁能而增大导线电流的阻抗。也就是导线在通电过程中碎铁粉的存在并不影响导线中的电流。

  第二、导线和碎铁粉基本上处于静止状态，不会产生切割磁力线的运动。

  可判定导线在通电过程中仍然要遵守焦耳定律，导线通电过程中仍然要遵守Q=I²Rt,导线中不存在感生电流。磁场移动碎铁粉末所施加的能量是额外的能量，这样该过程能量不守恒。

   能量存储的失效：

    化学能源如氢气、石油、煤炭等都是在和氧气燃烧过程中，利用原子间化和与分解过程中的相对势能，使燃烧后的产物获得大于燃烧前动能的方法来获取热能。我们只要改变燃烧环境，就可以使能量守恒所反映的量值则会失效。

    比如：我们知道，氢氧燃烧获得的温度可达三千度左右。我们只要将氢气和氧气单独的加热到远大于这个温度，然后再将它们会合到一起。

    加热到这样的温度条件之后，氢气和氧气都会分解为氢原子和氧原子，（冷却的过程中，氢原子、氢离子、氧原子、阳离子的混合体转变为水分子。加热氢气氧气所消耗的能量将大于冷却过程中氢气、氧气的混合体转变为水分子过程中释放的能量。添加时间 2005.1.4）氢原子和氧原子结合到一起，不但不会放热，而且还会吸热。原因是如果分子间通过碰撞而结合成一个分子，那么，根据动量定律，这一过程必然是吸热过程。[5]

    弹性碰撞的能量转化：

    前面我们曾经讨论了弹性碰撞，弹性碰撞单纯的在势能和动能之间是遵守传统的能量守恒和转化定律的。但在考虑到碰撞过程中必然所产生的振动能量，那么能量则不在守恒。

    假设篮球和地面发生完全弹性碰撞，那么篮球在碰撞的前后总能量是不变的。但是在地面上则产生一个振动能量。这个振动能量则打破能量守恒定律了。

    从能量转化的三种转化形式里各选择一种，其它的不作分析了。针对具体的数与量及相关转换属性的分析，还存在很多。

    能量守恒和转化定律是19世纪物质运动不生不灭的思想，它所产生的时代具有那个时代的局限性。甚至都不明白热是微观物质分子通过微观的运动形式表现为宏观的作用在作怪。能量的相互转化只是物质不同形式的作用。能量的统一在于作用的统一，它们都构成了物质运动变化的因果关系。

    局限于能量转化守恒的关系，对探索更深层次的物理世界百害而无一利。建议放弃能量守恒和转化定律，放弃现有的物理的能量定义系统，用球形思维全新思考一切能量，一切皆有可能！

附注：

[1]最初认为弹性碰撞之间的弹性势能和动能的转化不遵守传统的能量守恒，主要是存在方向，传统的能量是标量。但最终在交流中被证明，弹性碰撞势能和动能间的转化遵守力与距离乘积的量的等量关系。

[2]两个物体之间单纯的摩擦和动能之间的转换。不包括在外力作用下之间的热能转换。如使用一个作用力采用不同运动速度去移动一个摩擦物体。不能建立等量关系。

[3]单纯的动能和势能之间的转化，不涉及其它作用形式，如引力场中的空气等。