关于若干能量守恒问题的探讨第一期
热力学第一定律与能量守恒
热力学第一定律与能量守恒热力学第一定律和能量守恒定律是描述能量转化和能量守恒的两个基本定律。
它们在热力学和物理学中有着重要的地位。
本文将探讨热力学第一定律和能量守恒之间的关系，以及它们在实际应用中的意义和重要性。
一、热力学第一定律热力学第一定律，也称为能量守恒定律，表明能量在物理系统中不能被创造或者灭亡，只能由一种形式转化为另一种形式。
简单来说，能量的总量在任何封闭系统中都是恒定的。
热力学第一定律的数学表达式为ΔU = Q - W，其中ΔU表示系统内能量的变化，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外做的功。
根据这个定律，当系统吸收热量时，它的内能增加；当系统对外做功时，它的内能减少。
二、能量守恒定律能量守恒定律是自然界的基本定律之一，它表明在任何封闭系统中，能量的总量保持不变。
无论能量以何种形式存在，都不会从系统中消失或出现。
能量守恒定律可以用以下数学表达式描述：ΔE = E2 - E1 = Q - W，其中ΔE表示系统内能量的变化，E1和E2分别表示系统的初态和末态能量，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外做的功。
根据这个定律，系统吸收的热量和对外做的功之和等于系统内能量的变化量。
三、热力学第一定律与能量守恒的关系热力学第一定律和能量守恒定律本质上是相互关联的，两者可以互相推导和补充。
热力学第一定律强调了能量转化和能量守恒的过程，而能量守恒定律则是对热力学第一定律的数学描述。
通过热力学第一定律，我们可以更好地理解能量的转化过程，并利用能量守恒定律来计算系统中能量的变化。
在实际应用中，热力学第一定律和能量守恒定律的结合帮助我们解决能量转化和能量守恒的问题，为工程设计和科学研究提供了基础和依据。
四、热力学第一定律和能量守恒在实际中的应用热力学第一定律和能量守恒定律在能源利用和工程设计中有着广泛的应用。
例如，在热力学系统中，我们可以通过热力学第一定律来计算系统吸收的热量和对外做的功，进而计算系统内能量的变化量。
热力学第一定律说明能量守恒原理
热力学第一定律说明能量守恒原理能量作为我们生活中的重要概念之一，在自然界中起着至关重要的作用。
而热力学第一定律则是热力学基础理论之一，通过它可以清晰地解释能量守恒原理。
在本文中，我们将深入探讨热力学第一定律对能量守恒的解释及其应用。
热力学第一定律，亦被称为能量守恒原理，在热力学中具有重要的地位。
它的核心思想是能量在系统中的改变等于系统所吸收的热量与所做的功之和。
换言之，能量既不能被创造，也不会被消失，而只能在各种形式之间转化或传递。
为了更好地理解热力学第一定律，让我们来看一个简单的例子。
假设我们有一个封闭的容器，容器内含有一定量的气体。
如果我们对此容器施加压力，在给定的条件下，容器内的气体就会发生压缩，从而做功。
而在同一过程中，由于分子之间的碰撞，分子的平均动能也会增加，从而使气体的温度升高。
这个例子中，能量转化的过程充分展示了热力学第一定律。
通过热力学第一定律，我们能够更好地认识能量的特性。
首先，它使我们认识到能量的保存性质。
无论何时何地，通过各种力的作用，能量只会转化，而不会生成或消失。
这一能量守恒原理是热力学第一定律基本原理的核心。
其次，热力学第一定律还揭示了能量的本质本质。
不同形式的能量之间可以相互转化，例如机械能可以转化为热能，热能可以转化为电能等等。
在现实生活中，热力学第一定律的应用非常广泛。
例如，能源转化领域就是一个很好的例子。
在热力学第一定律的指导下，我们可以设计和优化各种能源转化设备，如发电机、汽车引擎等。
通过研究能量的转化和传递过程，我们可以提高能源的利用效率，减少能量的浪费，从而实现可持续的能源开发和利用。
此外，热力学第一定律在化学反应中也起着重要的作用。
在化学反应中，能量的转化和守恒是决定反应是否发生和反应速率的关键因素。
通过热力学第一定律，我们可以计算反应的焓变，评估反应的热效应，从而指导实验和工业过程的设计。
最后，热力学第一定律的理论基础也对环境保护和气候变化等全球性问题的应对具有重要的意义。
热力学第一定律能量守恒定律
热力学第一定律能量守恒定律热力学第一定律，也被称为能量守恒定律，是热力学中最基本的定律之一。
它揭示了能量在系统内的转换和守恒规律，对于提供能源和工程热力学的研究都至关重要。
本文将对热力学第一定律进行深入探讨，以加深我们对能量守恒的理解。
能量守恒定律是指在一个封闭系统内，能量的总量在任何时刻都保持不变。
这意味着能量可以从一个形式转化为另一个形式，但总能量的值保持不变。
热力学第一定律可以用以下方程表达：ΔU = Q - W其中，ΔU代表系统内能量的变化，Q代表热量的加热或散失，W代表外界对系统所做的功。
根据能量守恒定律，系统内的能量增加等于系统所吸收的热量减去对外界所做的功。
热力学第一定律的应用包括了多个领域。
在环境科学中，能源管理和建筑节能都与能量守恒定律密切相关。
例如，合理利用能源、减少能源浪费和提高能源效率都是基于能量守恒定律的原理。
在化学工程中，能量守恒定律被用于研究化学反应的热力学效应以及能源转化过程。
在生物医学工程领域，能量守恒定律被应用于生物体内的能量代谢研究。
了解热力学第一定律的前提是理解热量和功的概念。
热量是指系统和环境之间由温差引起的能量传递，通常以Q表示。
功则是指系统通过应用力使物体移动而产生的能量转移，通常以W表示。
在热力学中，热量和功都是能量的形式转移，但两者的作用方式不同。
热量是通过温度差驱动的能量传递，而功是通过力的作用使物体克服位移而产生的能量转移。
在实际应用中，能量转化通常涉及多个形式的能量之间的转换。
例如，热能可以转化为机械能、电能、化学能等。
无论是什么形式的能量，热力学第一定律都说明了其转换和守恒的规律。
这一定律的应用使我们能够更好地利用能源，减少能量浪费，并促进可持续发展。
总结起来，热力学第一定律能量守恒定律是热力学中最基本的定律之一，它揭示了能量在封闭系统内的转换和守恒规律。
通过对热量和功的理解，我们能够更好地应用这一定律，实现能源的有效利用和节约。
热力学第一定律对于工程热力学、环境科学、化学工程和生物医学工程等领域的研究都具有重要意义，对于推动技术和社会的发展产生着积极的影响。
热力学第一定律与能量守恒
热力学第一定律与能量守恒热力学是研究能量转化和能量传递的一门学科，而热力学第一定律和能量守恒是热力学的基本原理。
本文将对热力学第一定律与能量守恒进行探讨，并介绍它们在物理学和工程领域的重要性。
一、热力学第一定律热力学第一定律，也被称为能量守恒定律，表明在一个封闭系统中，能量的增加等于系统所吸收的热量与系统所做的功之和。
简单来说，热力学第一定律可以表达为以下的公式：ΔU = Q - W其中，ΔU表示系统内能的变化，Q表示系统所吸收的热量，W表示系统所做的功。
这个公式说明了能量并不会凭空消失，而是会转化为其他形式。
无论是吸收热量还是做功，都会对系统的内能产生影响。
二、能量守恒能量守恒是自然界中最基本的原理之一，它表明能量在任何情况下都是不会减少或增加的，只会从一种形式转变为另一种形式。
热力学第一定律即是能量守恒的具体应用。
在自然界中，能量存在于各种形式，包括热能、动能、化学能等等。
而能量的转化也是普遍存在的，比如从化学能转化为热能的火焰，从动能转化为电能的发电机等等。
能量守恒的基本原理保证了能量的总量永远不会改变。
三、物理学中的应用热力学第一定律与能量守恒在物理学中有着广泛的应用。
在热力学领域，我们可以通过研究热能的转化和传递来分析物体的热行为。
通过热力学第一定律，我们可以计算系统的内能变化，并了解热能与功的平衡关系。
此外，热力学第一定律也为热机的设计和分析提供了理论基础。
热机是利用热能转化为其他形式能量的设备，包括汽车发动机、蒸汽机等。
利用热力学第一定律，我们可以计算热机的效率，并进一步优化热机的设计。
四、工程领域的应用在工程领域，热力学第一定律与能量守恒同样具有重要作用。
例如，在能源领域，通过研究能量转化和传递的过程，我们可以找到能源利用的最佳方式，提高能源转化的效率。
此外，热力学第一定律也被应用于工厂和热电站的运行与管理。
通过分析系统所吸收的热量和做的功，我们可以了解系统的能量损失情况，并进行有效的能量管理和节约。
热力学第一定律与能量守恒
热力学第一定律与能量守恒热力学第一定律是热力学的基本定律之一，它与能量守恒原理紧密相关。
热力学第一定律用于描述能量在热力学系统中的转化和守恒。
本文将探讨热力学第一定律与能量守恒的关系，以及应用。
一、热力学第一定律的基本原理热力学第一定律指出：在一个封闭系统中，能量既不会凭空产生，也不会消失，只会从一种形式转化为另一种形式。
这种转化可以是热能转化为功或者功转化为热能的过程，但总能量守恒。
换句话说，能量的转化总和等于零。
热力学第一定律可以用以下公式表示：ΔU = Q - W其中，ΔU代表系统内能量的变化，Q代表系统获得的热量，W代表系统对外做的功。
二、热力学第一定律与能量转化根据热力学第一定律，能量在热力学系统中可以相互转化。
热力学系统可以是一个开放系统、封闭系统或者孤立系统。
在开放系统中，能量的输入和输出通过物质流动实现，例如蒸汽机的工作过程；在封闭系统中，能量的转化只有通过热传递和做功两种方式实现，例如汽车发动机的工作过程；在孤立系统中，能量不与外界交换，只能在系统内部转化，例如宇宙。
在实际应用中，将热力学第一定律与能量守恒原理结合起来，可以解释许多自然现象和实际工程问题。
例如，热力学第一定律可以解释燃烧过程中能量转化的原理，从而帮助优化燃烧系统的效率；它也可以用来分析热机的工作原理，评估热机的性能。
三、热力学第一定律的应用举例1. 汽车发动机汽车发动机是一个典型的封闭系统，它将燃油燃烧产生的热能转化为机械能，推动汽车行驶。
根据热力学第一定律，汽车发动机工作时，热量从燃烧室传递给工作物质（一般为气体），使其膨胀，从而产生做功的能力。
同样，发动机工作时也会有一部分热量通过散热、摩擦等途径损失，这是能量转化中不可避免的损耗。
2. 太阳能光伏发电太阳能光伏发电是利用太阳能光子的能量转化为电能的过程。
太阳能光伏发电系统中，光子的能量通过光伏材料的吸收和电子之间的跃迁，产生电流。
这个过程符合热力学第一定律，能量的输入为太阳光能，输出为电能，仍然满足能量守恒的原理。
热力学第一定律与能量守恒定律
热力学第一定律与能量守恒定律热力学是一门研究能量转化和传递规律的学科，而热力学第一定律和能量守恒定律是热力学体系中两个核心的理论基础。
本文将详细探讨热力学第一定律和能量守恒定律的基本概念、表达方式以及它们在实际问题中的应用。
1. 热力学第一定律热力学第一定律，也被称为能量守恒定律，是指在一个系统中，能量的增减等于系统的输入减去输出。
换句话说，能量是守恒的，它既不能从无中产生，也不能消失。
热力学第一定律可以用以下数学公式表示：ΔU = Q - W其中，ΔU表示系统内部能量的变化，Q表示热量的输入，W表示功的输入。
当ΔU大于零时，说明系统的内能增加，表示系统吸收了热量或者做了功；当ΔU小于零时，说明系统的内能减少，表示系统释放了热量或者外界对系统做了功。
2. 能量守恒定律能量守恒定律是自然界中最基本的守恒定律之一。
能量守恒定律指出，在一个孤立系统中，能量的总量保持不变。
这意味着能量既不能从无中产生，也不能无缘无故地消失。
能量只能在不同的形式之间相互转换，但总能量守恒。
能量守恒定律与热力学第一定律的关系密切。
热力学第一定律是能量守恒定律在热力学领域的表述。
能量守恒定律可以应用于各个层面，包括宏观和微观系统，从机械能到热能、化学能等各种形式的能量都需要遵守能量守恒定律。
3. 热力学第一定律和能量守恒定律的应用热力学第一定律和能量守恒定律在实际问题中具有广泛的应用。
下面以几个例子来说明：3.1 能源利用能源是人类社会发展所必需的，热力学第一定律和能量守恒定律对于能源的利用提供了重要的理论基础。
利用热力学第一定律和能量守恒定律可以对能源进行合理的分配和利用，有效地提高能源利用率，减少能源的浪费。
3.2 热机效率热力学第一定律和能量守恒定律还可以用于研究和评价热机的效率。
根据热力学第一定律，热机的输出功等于输入热量减去输出热量，即W = Q1 - Q2。
而根据能量守恒定律，输入热量等于输出热量加上对外做功，即Q1 = Q2 + W。
解答各种能量转化和守恒问题的方法
解答各种能量转化和守恒问题的方法能量是物理学中一个非常重要的概念，它存在于我们生活的方方面面。
了解能量的转化和守恒问题，不仅能帮助我们更好地理解自然界的运行规律，还能解释许多日常现象。
本文将探讨一些解答各种能量转化和守恒问题的方法，并通过具体示例进行说明。
首先，让我们来解答一个常见的问题：热能转化为机械能的原理和方法是什么？当物体受热时，分子的热运动速度增加，从而使温度升高。
温度升高时，热能的转化便开始发生。
我们可以通过热机的工作原理来解答这个问题。
热机是一种将热能转化为机械能的装置，它根据热力学第一定律的原理运行。
热机中的工作物质（通常是气体）在受热过程中膨胀，产生压力，然后通过活塞或涡轮将这些压力转化为机械能。
以汽车发动机为例，汽油燃烧产生高温高压燃气，燃气膨胀推动活塞运动，最终带动汽车前进。
其次，我们来解答一个困扰许多人的问题：光能转化为电能的原理和方法是什么？光能转化为电能的过程主要依靠光电效应。
光电效应是指当光照射到某些物质表面时，会使得物质中的电子脱离原子，形成自由电子。
这些自由电子可以在物质中形成电流，从而产生电能。
举个例子，太阳能电池就是利用光电效应将太阳光能转化为电能的装置。
太阳能电池中的半导体材料会吸收光能，然后释放出光电子，产生电流。
这种方式不仅可以为家庭供电，还可以为无线电、太空探测器等设备提供动力。
再次，我们来解答一个与能量守恒有关的问题：机械能守恒定律是什么？机械能守恒定律是指在没有外力做功和没有能量损失的情况下，一个物体的总机械能保持不变。
这个定律可以用来解答很多问题，如物体在运动中的力学能转化。
例如，当一个物体从高处自由下落时，它的势能逐渐转化为动能，速度增加。
当物体达到最低点时，动能达到最大值，而势能消失。
然后，当它向上运动时，动能逐渐转化为势能，速度减小，直到达到最高点时，动能为零，势能达到最大值。
在整个过程中，物体的总机械能保持不变。
最后，让我们解答一个和能量守恒有关的问题：能量守恒定律的运用方法有哪些？在解决能量守恒问题时，我们可以使用能量转化和能量守恒的公式来帮助我们找到答案。
热力学第一定律与能量守恒
热力学第一定律与能量守恒热力学第一定律是热力学基本定律之一，也是能量守恒定律在热力学体系中的具体表现。
本文将围绕热力学第一定律以及能量守恒展开论述，旨在深入探讨热力学和能量守恒的关系。
一、热力学第一定律的基本概念热力学第一定律，也称为能量守恒定律，是指能量在系统内的转化以及进出系统的动能的守恒。
简单来说，能量不会凭空产生或消失，只能在不同形式之间相互转化。
二、热力学第一定律的数学表达热力学第一定律可以用数学表达式来表示，常见的表达式为：ΔU = Q - W其中，ΔU表示系统内能量的变化，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外界做功。
根据能量守恒定律，系统内能量的变化等于吸收的热量减去对外界所做的功。
三、能量守恒的重要性能量守恒是自然界中普适的物理定律，无论是在宏观尺度还是微观尺度，能量都得以守恒。
能量守恒性质的存在，使得我们可以更好地理解和解释自然界中的各种现象和过程。
在能源利用方面，也可以通过合理设计和利用能量转化过程来实现资源的节约与可持续发展。
四、热力学第一定律的应用热力学第一定律在工程领域和自然科学研究中具有广泛的应用。
下面列举几个常见的应用案例：1. 热力学循环分析热力学循环是指在一系列热力学过程中热能转化的循环过程，如蒸汽发电厂中的朗肯循环。
通过热力学第一定律，可以分析和计算热力学循环中能量的转化效率，为优化能源利用提供理论依据。
2. 汽车燃料消耗在汽车工作过程中，能量主要以热能的形式转化为机械能。
热力学第一定律可以用来分析汽车热能转化的效率，从而对汽车的燃料消耗进行评估和改进。
3. 自然界中的能量转化自然界中如生物体的能量转化、地球热能的流动等都可以用热力学第一定律来解释和分析。
这些应用不仅在科学研究中起到重要作用，还可以为环境保护和能源利用提供参考依据。
五、结语热力学第一定律与能量守恒是物理学中的基本概念和定律，它们对于研究能量的转化和利用具有重要意义。
通过深入理解和应用热力学第一定律，我们能够更好地掌握和解释能量守恒的原理，为人类社会的可持续发展提供科学依据。
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关于若干能量守恒问题的探讨倪卫新顾铮天皇甫泉生（上海理工大学理学院，上海200093）摘要本文以德国卡尔斯鲁尔物理课程（KPK）所提出的能量概念为线索，简要地探讨了宇宙和天体、一般物理化学生物过程以及化学反应过程中的某些能量守恒问题。
作者希望通过简单对比，凸显KPK方法的独特优点，从而有助于学习者拓宽视野、加深认识。
关键词能量守恒；卡尔斯鲁厄物理课程（KPK）；相似性在我国目前正在进行的物理教学改革中，KPK物理课程的教学研究和实验正在悄然开展。
KPK这套教材是德文Der Karlsruhe Physikkurs的缩写。
它是德国卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）由赫尔曼教授领衔的团队经多年研究、开拓、发展而创立起来的概念新颖的整套物理学课程。
KPK 的主要特色之一是确定出各物理学分支学科中与能量有关的广延量，并研究这些广延量在物理过程中流动的相似性。
能量是这门新教程中的主干物理量，而类比法是贯穿KPK教程中的一条主线。
按照KPK的思路，能量不再是按照各个分支学科或所谓形式分类，而是强调能量在流动过程中所利用的载体和转载体。
动量，熵，电荷等均可以成为传递能量的载体。
能量没有变，只是载体在变。
不过本文的侧重点并不在于讨论KPK为物理教学改革所带来的启示，而是希望借助于KPK 所使用的一套思想方法，从宇宙学和天体物理以及物理化学这两个方面，重新对大家所熟知的能量转换和守定律做一些剖析。
1关于宇宙和天体的能量守恒问题哲学家眼中的宇宙包含了太多的内涵，包含了整个物质世界和精神世界，可以认为是无边无际的。
物理学家眼中的宇宙则稍微具体一点，比如它是整个天体空间的总和，包括了虚空的空间和物质的空间。
由于它的尺度实在太大，一般也认为是无边无际的。
虽然光速很大，高达每秒30万公里，但毕竟是有限的。
所以我们对无限宇宙的了解，不但有限，而且一定是滞后的。
然而这并不影响我们对宇宙的基本判断。
爱因斯坦的广义相对论是我们目前认知宇宙的最有效的理论工具。
和广义相对论配套的较为成功的要数大爆炸模型和宇宙暴涨模型。
这些模型和我们对天体的观测基本是相符的。
早在1929年，埃德温哈勃作出了一个具有里程碑意义的发现，即不管你往哪个方向看，远处的星系正急速地远离我们而去。
换言之，宇宙正在不断膨胀。
这意味着，在早先星体相互之间更加靠近。
事实上，似乎在大约100亿至200亿年前的某一时刻，它们刚好在同一地方，所以哈勃的发现暗示存在一个叫做大爆炸的时刻，当时宇宙无限紧密。
1950年前后，伽莫夫第一个建立了热大爆炸的观念。
这个创生宇宙的大爆炸不是习见于地球上发生在一个确定的点，然后向四周的空气传播开去的那种爆炸，而是一种在各处同时发生，从一开始就充满整个空间的那种爆炸，爆炸中每一个粒子都离开其他每一个粒子飞奔。
事实上应该理解为空间的急剧膨胀。
“整个空间”可以指的是整个无限的宇宙，或者指的是一个就像球面一样能弯曲地回到原来位置的有限宇宙。
根据大爆炸宇宙论，早期的宇宙是一大片由微观粒子构成的均匀气体，温度极高，密度极大，且以很大的速率膨胀着。
这些气体在热平衡下有均匀的温度。
这统一的温度是当时宇宙状态的重要标志，因而称为宇宙温度。
气体的绝热膨胀将使温度降低，使得原子核、原子乃至恒星系统得以相继出现。
从1948年伽莫夫建立热大爆炸的观念以来，通过几十年的努力，宇宙学家们为我们勾画出这样一部宇宙历史：宇宙的演化及其组成单元的弦，粒子，其分裂衰变可分为五个时期，其中尤以希格斯场期最为盛名。
由于希格斯粒子被证实存在，大爆炸理论增添了砝码。
尽管大爆炸理论能够解释许多天文观测数据，但对宇宙初步的瞬间演变还是缺乏足够的说服力。
所以近年来又有了宇宙暴涨模型。
麻省理工学院的学者阿伦固斯提出了“暴涨宇宙模型”。
他认为，早期的宇宙不是像现在这样以递减的速率膨胀，而是存在着一个快速膨胀的时期，宇宙的加速度膨胀使其半径在远远小于1秒钟的时间里增大了100万亿亿亿（1的后面跟30个0）倍。
固斯认为，大爆炸的状态是非常热和相当紊乱的。
这些高温表明宇宙中的粒子具有极高的能量。
在如此的高温下，强相互作用力、弱相互作用力和电磁力都被统一成为一个力；当宇宙膨胀并变冷，力之间的对称性由于粒子能量降低而被破坏，强力、弱力和电磁力变得彼此不同。
这就好像液态水在各个方向上性质都相同，而结冰形成晶体后，就变成了各向异性，水的对称性在低能态被破坏了。
当宇宙暴涨时，它所有的不规则性都被抹平，就如同吹涨一个气球时，它上面的皱褶都被抹平一样。
暴涨模型还能解释为什么宇宙中存在着这么多物质。
在量子理论里，粒子可以以“粒子—反粒子对”的形式从能量中创生出来。
这些粒子和反粒子具有正能量，而这些粒子的质量产生的引力场具有负能量（因为靠得较近的物体比分开得较远的物体能量低），宇宙的总能量为0，这保证了能量守恒不被破坏。
0的倍数仍然为0，在暴涨时期宇宙体积急剧加倍的过程中，可以制造粒子的总能量变得非常之大，以至于我们的宇宙现在大约拥有1亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿（1的后面跟80个0）个粒子。
固斯是这样形容这件事的：“宇宙是最彻底的免费午餐！”而暴涨理论的本质是什么呢？我们可以这样来假设：在宇宙奇点坍缩至密度大到一定程度之后，由于其密度之大，已大到连“引力子”（一种传播弱力的场粒子）也发射不出。
一旦出现此种情况，由于原来物质之间受着强大的引力束缚，引力一旦消失，其强大的斥力突然得不到平衡，因此便把里面大量的物质给抛了出来。
（这段是假设宇宙诞生的形式。
）这两种模型的共同特征是承认宇宙演变的突变特征以及膨胀特征。
同时这两种模型均不否认暗物质的存在。
在宇宙学中，暗物质（dark matter）又称为暗质，是指无法通过电磁波的观测进行研究，也就是不与电磁力产生作用的物质。
人们目前只能通过引力产生的效应得知，而且已经发现宇宙中有大量暗物质的存在。
现代天文学通过引力透镜、宇宙中大尺度结构的形成、微波背景辐射等研究表明：我们目前所认知的部分，即重子（加上电子），大致占宇宙的4％，而暗物质则占了宇宙的23%，还有73%是一种导致宇宙加速膨胀的暗能量。
暗物质的存在可以解决大爆炸理论中的不自洽性，对结构形成也非常关键。
暗物质很有可能是一种（或几种）粒子物理标准模型以外的新粒子所构成。
对暗物质（和暗能量）的研究是现代宇宙学和粒子物理的重要课题。
按照KPK 的基本思路：不管我们是承认大爆炸模型或是暴涨模型，物质世界的能量和质量其实只有一个，是同一个物理量，而且只有一种能量。
换言之，并不存在不同种类或不同形式的能量。
人们长期以来所认为的能量的不同形态，其实只不过是能量在不同的场合下出现在不同的载体中而已。
确切地说，人们原先所认知的不同“能量形态”，实质上是不同的能量载体。
能量总是伴随着某一个广延量而流动。
不管我们是承认大爆炸模型或是暴涨模型，笔者认为宇宙演变的每一步都应该符合相对论的概念。
总能量始终是守恒的。
KPK 认为宇宙演变的每一步均符合著名的爱因斯坦方程2Emc 。
只不过在不同的场合，能量出现在不同的载体中而已。
设总能量为t E ，亮能量为l E ，亮质量对应的能量为lz E ，暗能量为a E ，暗质量对应的能量为az E ，则：a za lz l t E E E E E 这些能量项并不是一成不变的，而是随时间而演变的。
随着时间的流逝这些成分能量即会出现增减。
由于时间箭头是单向的，所以这种演变的方向性是确定的。
总的原则是将有越来越多的暗能量转变为亮能量，而对同一种类的能量均有从能量型转变为物质型能量的可能性，这种转变应由广义相对论推断。
应该和宇宙常数有关。
从大爆炸理论的预言中已发现这种规律性的能量转换。
能量守恒最好的选择是宇宙的总能量必须为零，这种不变性自然地引导我们关于负物质甚至反物质的讨论，这里不宜过度展开。
对具体的天体比如太阳或地球，我们也可建立类似的能量转换和守恒定律。
例如，设太阳总能量为s E ，太阳内部能量为i E ，太阳表面能量为ex E ，背景能量（环境包括暗能量）en E 。
则方程可以写成s i ex en E E E E 。
由于太阳的开放环境，可以确定s E 并非常数，但一定是一个非常缓变的函数。
而组成这些能量的成分，i E 应该比ex E 和en E 的变化速度更小。
虽然现在普遍用某种元素的丰度的比值来衡量星体的演变，但我认为可以借用其他方法佐证天体演变的时间节奏。
比如可以用暗物质和暗能量的增减帮助判断星体寿命。
笔者将在另一篇文章对这一专题进行研究。
2一般物理化学生物过程中的能量守恒问题毫无疑问，最严格的能量守恒讨论应遵循广义相对论的方程。
对于仅涉及局部惯性系的问题则适合狭义相对论。
而对于更一般的情况通常无须牵涉到相对论。
这里列举两个物理习题加以简要说明。
这里列举两个物理习题加以简要说明。
一个在粗糙地板上运动的弹簧振子，如图1所示。
在这一装置中有两种类型的流，能量流和动量流在弹簧地板以及物质等之间转移。
动量是能量的载体。
但由于传递的单向性，在弹簧振子中的能量逐渐流失至地板，所以最终弹簧振子最后停止运动。
从KPK 的角度这种能量转移是很自然的。
如果不计摩擦，方程可写成：cos()xA t 摩擦产生的阻尼可用下式表述：mb ,2bv f 此时，方程可写成：()x 图1e cos t A t22,根据与的大小比较，分别有过阻尼、阻尼和欠阻尼三种情况。
如果按照传统的物理学教程K PE E E，显然能量不守恒，但按照KPK的做法，如果把能量的视角扩大，还是满足能量守恒的。
能量的载体不单单是弹簧振子，也应包括地板和地球。
由于地球质量过大，方程中并未体现出来。
地球的动量和能量变化也均未考虑。
3关于化学反应的能量守恒问题如：水蒸气分解为同温度T的氢气和氧气H2O H2＋12O2时，1摩尔的水蒸气可分解成1摩尔氢气和12摩尔氧气。
当不计振动自由度时，求此过程中内能的增量。
从化学方程式判断是质量配平的。
但能量似乎并不守恒。
左边=3RT，右边=52RT+1522RT。
显然，右边比左边多出34RT，这种反应中需要很多能量，内能的改变量高达25%。
按照KPK的观点，也非常容易理解。
能量转移到其他载体上了。
KPK一般不说不守恒。
注重的是流动。
类似的例子不胜枚举，甚至可以推广到有机和生命科学领域。
热力学告诉我们，并非所有满足能量守恒条件的过程均能实现。
因此，一般的热力学过程除了必须研究能量关系（第一定律），还必须研究方向关系（第二定律）。
按照KPK的做法，需要同时研究能流和熵流。
但热力学的方法一般适合平衡态热力学。
但普里高津的耗散结构理论提高了人类解决物理化学乃至生物过程的能量转换和守恒问题。
从罗蒙诺素夫开始，人们在大量的实践中知道了物质不灭定律。
爱因斯坦把守恒定律上升到前所未有的高度，KPK则是具体地把这种思想巧妙地贯穿于所有的物理学分支上。