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◎ 势能:看两集《哔哔鸟与歪心狼》就知道了
为什么19世纪的物理学家会说我们无法创造能量?发电厂制造能量,对吧?并没有。就算我们以为自己制造出能量,事实上却不过是转换能量。在发电厂里,可以把天然气转换成热能、把水转换成蒸汽,推动涡轮、转动发电机、产生电流,再供电给你的计算机、电吉他还有冰箱,这样你就有办法写出超棒的音乐剧,赢得东尼奖,然后开一瓶香槟庆祝。
谢谢你,热力学第一定律!不过这里并没有产生新能量。煤、天然气或核物质里的潜在能量转换成热能,再转换成动作(动能),又转换成电能,经由电线传送到你的计算机、电吉他以及冰箱里。唯一新创造出来的是你美妙的音乐剧。
如果我们没有开挖天然气,然后在发电厂里把它转换成热能,它还是会带着势能安安静静地待在地底,等着被发掘,就像在乡下小剧场等待伯乐出现的天才演员。
势能急着一展长才,想做点令人兴奋的事。势能的类型有好几种,其中最容易想象的就是重力势能。等着从山上滚下去的雪球拥有很多势能,只需要往下掉,就可以把由高度而来的势能转换成一场小型雪崩。另一种势能是化学能,车子里的汽油就是最佳例证。由于汽油的特殊化学组成,可以燃烧并释出能量驱动你的车子。
我最喜欢的势能是弹性势能(看来大家都各有偏爱)。东西伸展、拉长,或以其他方式变形,并等着弹回原本的形状,用科学的方式来描述就是“弹性势能”。弓箭、弹射器、橡皮筋还有弹簧,会在力量逼迫之下脱离最舒适的姿势,当它们弹回原位并用掉弹性势能时,把箭射出、让石头飞越城墙,永远忠诚于原来的状态。
如果你想看看每一种可能的能量转换,只要看几集《哔哔鸟与歪心狼》卡通就可以了。大笨狼很有创意地运用弹力势能、重力势能还有化学能,屡战屡败(它是个天才工程师,可是需要一名优秀的项目经理协助管理时程、项目执行,以及哔哔鸟的行为研究)。