在講能量時,先講一下我個人曾有的誤會 某物原本在位置 A,高度 H 移動至位置 B,高度仍然是 H 要不要用能量? 在生活的經驗中,這是搬東西,是要能量的 但在學到物理這課的"位能"時,這是不用能量的 差別在哪? 差別在真實生活中不可避免摩擦力 A 搬至 B,要克服過程中的摩擦力 如果加滾輪且效率極高,那可以耗費極少能量 又如果我們租下冰宮做這個實驗,摩擦力小至極小 但重物很重(一個貨櫃) 搬移要不要能量? 要,即使摩擦力為0都要能量 重物在加速時會獲得動能 到達目的後又要減速失去動能 這股動能如果不能回收,就得完全對消而轉為熱能 這個和冰上移動的摩擦力無關 而是最初和最終兩端的加速及減速;當然它減速時還是摩擦力的型式 所以我這樣有點切割不清楚 比如全程中如果一半時間在加速,一半時間減速 那我就很難把"移動不需要耗費能量"講得很清楚 但事實上如果有一段是恒速,一段是減速 我要說的是"恒速段不需消耗能量,因為摩擦力為0" 而這也符合動者恒動,靜者恒靜的定律 換言之,A地移至B地要消耗多少能量是不一定的 全看你要用多快的速度來搬運 速度愈快,動能愈大,消耗的能量也愈大 (這是以累積動能只能全部轉熱能為前提,也就是剎車 如果是油電車,動能轉儲電池,那就提存回化學能了) 那我們舉另一個例子,物體由高度 H 往下滑,位能變動能 以此動能讓物體由 A 地移至 B 地,然後又從高度 0 爬升回高度 H 也就是在冰宮內架設軌道車 這樣的話,我就可以在不損耗能量的狀況下完成搬移 當然我得再次強調冰宮內摩擦力近似於0 不然會模糊了我要討論的焦點 上面我想要說的是:物體的移動,如果其位能相同,是不耗費能量的 如果 A 地和 B 地雖然高度相同,但磁場不同 那麼還有磁位能要算.. ; 也就是說,看我們考量的力夠不夠全面,但基本原理就是這樣了 這結論一開始很難讓我接受,很不直覺 畢竟每次開車從 A 至 B,又從 B 至 A,哪有不用油的? 但事實上油的化學能全都在和摩擦力對抗,摩擦力才是重點,距離不是(雖然現實生活中,距 離也是重點) 既然如此,那麼溼氣,也就是水分子 有什麼法子移動它嗎? 而移動它需要耗多少能量? 我能解釋成水分子在房內的位能是多少,移出去後的位能又是多少嗎? 只怕不行吧.. 它們的位能可能是等高的 是移動的過程在耗能,是我們找不到減少摩擦力的移動方法 是我們無法替水分子架設冰宮軌道 如果找到了適合的介質,那麼除溼理應不必什麼能量 這和熱能本身是能量,冷氣機要抽出能量是不一樣的 但是和能量密度的問題相近,熱能只能由高溫往低溫流 溼氣也是由高溼度往低溼度流;它有一個機會不同,'相變' 目前壓縮機式除溼機用的也是水的相變 但比如開發出一種介質,通電時儲水,放電時釋出水氣的話 或許可以大幅度加強除溼效果 而電能損耗,就要更微觀的看進水分子移動時的摩擦損耗了 --

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