作者gamer ()
看板ask-why
标题Re: [请益] 为何会有功？功是如何定义的？（物理）
时间Sat Nov 13 05:11:55 2010
※ 引述《benjamin0126 (台湾健儿加油)》之铭言：
: 不好意思这段我还是没看懂
: 照你说的因为有能量守恒这个性质，才会发现并定义功
: 那麽在定义功之前人类又是怎麽定义能量的呢
: 如果没办法定义能量又怎麽知道能量会守恒？
说实话，我不清楚到底是先发现能量守恒，还是先定义功，
这个比较偏科学史，热力学课本没有告诉我这个XD
不过定义功和定义能量之间没有什麽冲突，也不需要能量
守恒。还记得前一篇文章有讲到，最早提出功定义的Carnot，
他其实是为了衡量一个马达的能力才定义它的。换句话说，就
算Carnot完全没学过物理，从来没听过热力学，也不影响这个
过程，因为他只要知道一个机器能够输出多大的举重力量*高度
(力量*距离)就好了。
当然後来热力学的功并不单纯是这样，而是泛指热机在运
作过程中，除了热以外消耗掉的能量，包含在运作过程因为磨
擦力做的负功以及实际输出可以被利用的输出功，这个定义就
会牵涉到热力学第一定律(能量守恒)，因为如果这个式子不满
足，那麽这边的功就没办法正确的被定义，因为我们不知道除
了热以外，会不会有什麽能量突然出现或是突然消失。
然而如果你只是想知道最早的那个定义怎麽来的，我想是
不需要先有能量守恒的观念也可以建立的。
至於能量的定义，有非常多的形式，比方说由热力学第一定
律：dE = DW + DQ。由热力学第二定律：dE = T*ds - P*dv。热
力学之外大家也有自己的定义，机械能：ME = KE + PE，热能：
dTE = C*dT....族繁不及备载。这些东西当然不是一开始就被认
为都是一样的，只是到後来发现其实它们都指向同样一个抽象的
物理量-能量，只是用不同的形式表现罢了。
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希望这样有回答到你的问题啦。
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◆ From: 122.122.248.69
1F：→ xiaoa:按这篇说的, 我反而有疑问了. Carnot为了衡量马达的能力才定 11/13 05:22
2F：→ xiaoa:义它的. 这事是说, "功"只是因为Carnot觉得"负重x移动"可以 11/13 05:23
3F：→ xiaoa:用来衡量马达的能力,而得到定义... 是这样吗? 11/13 05:24
4F：→ xiaoa:那"功"和"能量"的关系不就成了个碰巧而已?? 果然是物竞天择? 11/13 05:25
5F：→ gamer:我去看了一下Carnot那篇文章，文章里面他并没有清楚的讲为什 11/13 05:55
6F：→ gamer:麽那样定义(该段文字出现在注解中)，而文章主要讲的是蒸汽 11/13 05:55
7F：→ gamer:机如何用热的流动力量来工作。所以我猜，Carnot当时可能没有 11/13 05:57
8F：→ gamer:特别将这个定义与能量做连结，而且从单位来看，F*L也很难与 11/13 05:59
9F：→ gamer:当时惯用的热量单位Caloric联想在一起。 11/13 06:00
10F：→ gamer:也许真的只是个巧合也说不定 11/13 06:01
11F：推 caseypie:不如这样想吧：原本就有很多的物理量被定义出来 11/13 08:33
12F：→ caseypie:今天看到功=能量变化，不是碰巧 11/13 08:33
13F：→ caseypie:而是只有这一种「功」的定义因为能和能量互换而流传至今 11/13 08:34
14F：→ xiaoa:碰巧 + 物竞天择(如果有其它定义) 11/13 17:07
15F：→ hermitwhite:事实上他们当初也是有可能用过mv（现在的动量）来衡量 11/13 17:15
16F：→ hermitwhite:做功，但在应用中发现mv^2比较能描述他们想要的东西。 11/13 17:16
17F：→ Oikeiosis:牛顿就是用mv来守恒的 mv也可以守恒 mv^2也可以守恒的 11/13 17:57
18F：→ Oikeiosis:与其说功跟能量有巧合 不如说是发明能量概念来包括了功 11/13 17:58
19F：→ gamer:动量守恒不见得能量会守恒喔。 11/13 19:08