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守恒定律（拼音 shǒu héng dìng lǜ ）是指在自然界中某種物理量的值恒定不變的規(guī)律。守恒定律是一種簡(jiǎn)單的講法，意思是不管是什么東西，它的量，不論發(fā)生什么事，都不會(huì)變。

守恒并不代表某種物理量恒定不變，而是某種物理量的增加量恒等于流入量（增加量為負(fù)代表減少，流入量為負(fù)代表流出）。增加量不等于流入量（比如增加量為正，流入量為0）代表不守恒（比如熵）。

總的說(shuō)，物理學(xué)大約有十二個(gè)守恒定律。這些守恒定律越來(lái)越重要，尤其對(duì)高能粒子物理學(xué)更為重要。

能量守恒

定律簡(jiǎn)介

（1）自然界中不同的能量形式與不同的運(yùn)動(dòng)形式相對(duì)應(yīng)：物體運(yùn)動(dòng)具有機(jī)械能、分子的運(yùn)動(dòng)具有核能、電荷的運(yùn)動(dòng)具有電能、原子核內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)具有原子能等等。

（2）不同形式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)化：“摩擦生熱是通過(guò)克服摩擦做功將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；水壺中的水沸騰時(shí)蒸汽對(duì)壺蓋做功將壺蓋頂起，表明內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；電流通過(guò)電熱絲做功可將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能等等”。這些實(shí)例說(shuō)明了不同形式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)化，且是通過(guò)做功來(lái)完成的這一轉(zhuǎn)化過(guò)程。

（3）某種形式的能減少，一定有其他形式的能增加，且減少量和增加量一定相等．某個(gè)物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等。

（4）總能量一般說(shuō)來(lái)已不再只是動(dòng)能與勢(shì)能之和，而是靜止能量（固有能量）、動(dòng)能、勢(shì)能三者的總量。

表達(dá)形式

保守力學(xué)系統(tǒng)：在只有保守力做功的情況下，系統(tǒng)能量表現(xiàn)為機(jī)械能（動(dòng)能和勢(shì)能/勢(shì)能），能量守恒具體表達(dá)為機(jī)械能守恒定律。

熱力學(xué)系統(tǒng)：能量表達(dá)為內(nèi)能，熱量和功，能量守恒的表達(dá)形式是熱力學(xué)第一定律。

核力學(xué)系統(tǒng)：在核聚變、核裂變過(guò)程中，產(chǎn)生大量能量的同時(shí)，有大量的粒子射出，所以物體的質(zhì)量在減少。如果核聚變、核裂變的過(guò)程可逆，那么就需要大量的粒子和大量的能量來(lái)構(gòu)成核聚變、核裂變的逆變過(guò)程。核聚變與核聚變逆變、核裂變與核裂變逆變之間，它們的能量是守恒、質(zhì)量也是守恒。

總的流進(jìn)系統(tǒng)的能量必等于總的從系統(tǒng)中流出的能量加上系統(tǒng)內(nèi)部能量的變化，能量能夠轉(zhuǎn)換，從一種形態(tài)轉(zhuǎn)變成另一種形態(tài)。

系統(tǒng)中儲(chǔ)存能量的增加等于進(jìn)入系統(tǒng)的能量減去離開(kāi)系統(tǒng)的能量。

重要意義

能量守恒定律，是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。從物理、化學(xué)到地質(zhì)、生物，大到宇宙天體。小到原子核內(nèi)部，只要有能量轉(zhuǎn)化，就一定服從能量守恒的規(guī)律。從日常生活到科學(xué)研究、工程技術(shù)，這一規(guī)律都發(fā)揮著重要的作用。人類(lèi)對(duì)各種能量，如煤、石油等燃料以及水能、風(fēng)能、核能等的利用，都是通過(guò)能量轉(zhuǎn)化來(lái)實(shí)現(xiàn)的。能量守恒定律是人們認(rèn)識(shí)自然和利用自然的有力武器。

定律的三種表述

永動(dòng)機(jī)不能造成，能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律及熱力學(xué)第一定律。這三種表述在文獻(xiàn)中是這樣敘述的：“熱力學(xué)第一定律就是能量守恒定律。”“根據(jù)能量守恒定律，……所謂永動(dòng)機(jī)是一定造不成的。反過(guò)來(lái)，由永動(dòng)機(jī)的造不成也可導(dǎo)出能量守恒定律。”這里不難看出，三種表述是完全等價(jià)的。但筆者認(rèn)為，這種等價(jià)是現(xiàn)代人賦予它們的現(xiàn)代價(jià)值，若從歷史發(fā)展的角度來(lái)考查就會(huì)發(fā)現(xiàn)，三種表述另有它連續(xù)性的一面，但還有差異性的一面。這種差異反映了人類(lèi)認(rèn)識(shí)定律的不同階段。

動(dòng)量守恒

內(nèi)容

如果一個(gè)系統(tǒng)不受外力或者所受外力的矢量和為零，這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。即Δp1=-Δp2

適用范圍

1.系統(tǒng)不受外力或者所受外力之和為零；

2.系統(tǒng)受外力，但內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，則外力可以忽略不計(jì)；

3.系統(tǒng)所受外力之和不為零，但在某一個(gè)方向上所受的合力為零，則在這個(gè)方向上的動(dòng)量守恒；

4.全過(guò)程的某一階段系統(tǒng)受的合力為零，則該階段系統(tǒng)動(dòng)量守恒。

表達(dá)式：

1.m1v1+m2v2=m1v'1+m2v'2；

2.p=p'（p為初動(dòng)量，p'為末動(dòng)量）；

3.△p=0或△p1= —△p2。

性質(zhì)

矢量性：動(dòng)量守恒的表達(dá)式是一個(gè)矢量式。對(duì)于作用前后物體的運(yùn)動(dòng)方向都在同一直線上的問(wèn)題，要選取統(tǒng)一的正方向。

相對(duì)性：動(dòng)量守恒定律中的速度都是相對(duì)于同一參考系的，若問(wèn)題中給出的速度足物體間相對(duì)速度，必須轉(zhuǎn)化為相對(duì)同一參考系的速度。

質(zhì)量守恒

質(zhì)量守恒定律。它是自然界普遍存在的基本定律之一。18世紀(jì)時(shí)法國(guó)化學(xué)家安托萬(wàn)-洛朗·德·拉瓦錫從實(shí)驗(yàn)上推翻了燃素說(shuō)之后，這一定律始得公認(rèn)。

在任何與周?chē)艚^的體系中，不論發(fā)生何種變化或過(guò)程，其總質(zhì)量始終保持不變。或者說(shuō)，任何變化包括化學(xué)反應(yīng)和核反應(yīng)都不能消除物質(zhì)，只是改變了物質(zhì)的原有形態(tài)或結(jié)構(gòu)，所以該定律又稱(chēng)物質(zhì)不滅定律。化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程，就是參加反應(yīng)的各物質(zhì)（反應(yīng)物）的原子，重新組合而生成其他物質(zhì)的過(guò)程。在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)前后原子的種類(lèi)沒(méi)有改變，數(shù)目沒(méi)有增減，原子的質(zhì)量也沒(méi)有改變。也就是說(shuō) A+B =C+D的化學(xué)反應(yīng)，其中A和B的質(zhì)量和等于C和D的質(zhì)量和。任何一種化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)前后的總質(zhì)量是不會(huì)變的。物質(zhì)質(zhì)量既不會(huì)增加也不會(huì)減少，只會(huì)由一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。但是，一個(gè)物體在作用時(shí)需要在密閉的環(huán)境下，質(zhì)量才會(huì)相同，若是在大氣中，某些反應(yīng)質(zhì)量會(huì)變重，是因?yàn)榕c空氣結(jié)合。質(zhì)量守恒定律是自然界普遍存在的基本定律之一。

電荷守恒

一個(gè)孤立系統(tǒng)的電荷總量是保持不變的，即在任何時(shí)刻，不論發(fā)生什么變化，系統(tǒng)中的正電荷與負(fù)電荷的代數(shù)和保持不變。這就是電磁現(xiàn)象中基本規(guī)律之一的電荷守恒定律。定律表明，如果孤立系統(tǒng)中某處在一個(gè)物理過(guò)程中產(chǎn)生或消滅了某種符號(hào)的電荷，那么必有等量的異種電荷伴隨產(chǎn)生或消滅；如果孤立系統(tǒng)中電荷總量增加或減少，那么必有等量的電荷進(jìn)入或離開(kāi)該孤立系統(tǒng)。