物理中的电势能 物理 电势能与电势
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完全正确→ 【电势能是标量】
不确切 → 【电势能的正负代表大小】
势能的正负,主要意义是:
1、无论是什么势能,正势能表示排斥力,负势能表示吸引力。
2、我们人为地规定两个物体相隔无穷远时,它们的势能为零
3、势能不是一个物体单独所具有的,而是系统共同所具有的。
注意:平时我们讲mgh是势能,话虽然没有错,但是误导了很多很多人。
因为g的大小是有地球的大小、半径、万有引力常数决定的。
mgh是简而言之,可是就这么一言以蔽之的时候,多数学生的错觉
就形成了。
再谈“万有引力势能”,平常很多人讲“重力势能”,虽然不错,但也只是一种不很严格地说法,“万有引力势能”是“重力势能”的标准说法。
在理论上,两个物体相隔无穷远时,它们之间没有万有引力的相互作用;当它们相隔有限远时,它们之间就有万有引力的相互作用。此时如要将它们其中的一个物体推至无穷远时,我们要克服它们之间的万有引力作用,我们要做正功,做正功的结果,使得两个物体之间不存在相互作用。
相隔无穷远,没有相互作用时,我们将它们组成的这一系统所具有的万有引力势能定义为0。也就是万有引力势能为0表示的是相隔无穷远,无万有引力相互作用的状态。
这样一来,万有引力势能永远只有负值。负表示的是吸引力,吸引力为-1000N时两物体的距离比吸引力为-800N时两物体的距离近。要拆散引力势能为-100J的两体系统比拆散引力势能为-50J的两体系统要“难”,难就难在要给更多的能量。
所以,如果仅以“-100<-50”,就会得出一些错误的结论,会以为“势能小,容易分开”。
我们在爬高山的过程中,我们的引力势能在逐渐增加,对于一个虎视眈眈,想抢走地球人的外星人来说,我们爬得越高,他就越容易得逞。为什么?因为我们的势能在增加→我们与地球组成的系统的结合能在下降→他要抢走地球人所需的能量就减小。
同样的情况,在化学中也是如此。原子核内的质子吸引核外的电子,质子和电子形成的系统具有的能量是负。其实并没有负能量,负能量的概念只是相对而言。我们要摧毁一个原子需要能量,这个能量是正的。花费了这个正的能量,摧毁了该原子。假如这个能量是一万焦耳,那么我们就说这个原子原本具有负一万的结合能。
无论是化学中的电离能,还是物理中的结合能,都是一样的意思。在严格的科学语言中,这些概念是一样的。
我们回到“电势能”的概念(Electrostatic Potential):
质子吸引电子,才能形成原子。吸引力越强,电负性越强,越难电离。
质子为什么不跟质子排斥?那是因为有胶子的存在,结合力更强更强。
形成原子的力,是静电力(Electrostatic Force),其实就是库仑力(Coulomb Force)。
形成分子的力,虽然分为共价键、离子键、金属键、氢键、、、、、,本质都是静电力,都是库仑力。
很多化学教师,不愿面对现实,不愿承认所有的化学键(Chemical Bonding)都是库仑力,其实没有化学中的力存在。所有的化学键,都是静电力,只是在为了计算方便、理解方便、解说方便的情况下做了一些方法上的变通,而原理上毫无变化,不管是intermolecular force还是intramolecular force,本质上没有丝毫变化。变化的只是强弱,变化的只是我们在计算、理解、解说上的简化程度不同而已!
讲电势能是离不开化学的,电负性越强,也就越难电离。从结合角度来说,是电负性,从拆开角度来说,是电离能。电负性越强,电离就能越大,恰恰就是电势能越“小”,这里的“小”,就是楼主题目中“小的意思”。
简而言之,同种电荷组成的系统,电势能为正;异种电荷组成的系统,电势能为负。不同于万有引力势能,万有引力势能只有负势能,静电系统的电势能有正有负,表示静电力有斥有吸。
归根结蒂:
1、电势能的正负可以“人为”规定,也就是人类的规定,以人的意志为依归。
[在蚂蚁世界,自然可以允许不同的“蚁为”规定,道理是一样的]
2、电势能正负所对应的性质“不以人的意志而转移”,是“天的意志”。
3、正负主要用来表示力的性质,正表示斥力,负表示引力。
意义是绝对的、显然的、明显的--Explicit。
4、正负表示大小,
意义是相对的、隐含的,是有人为的假设为前提的--Implicit。
好了,就答到这里,再写下去,可以写一本天书。
是对的,所有的能量都是标量,只有大小,没有方向,他的正负表示比零势能点高还是低,所以正负也代表大小。
对的。
比较有方向的物理量(矢量),是比较“绝对值”的大小。
比较无方向的物理量(标量),是包括“正负号”的。
电势能是标量;电势能的正负代表大小。
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正确
就跟重力势能一样!!
正负号 只是相对与零势能面而言的~~
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