【专家解说】:能量守恒指的是一个对外没有能量交换系统的总能量守恒。这点要仔细体会。
举个例子。蜡烛燃烧,我们说化学能转化为光能和热能。那么,蜡烛烧光了,也没有化学能积累了,光和热也消失了,仅就蜡烛本身来说,你能说能量还是守恒的么?不能。因为蜡烛的能量传走了,到了别处去了。真的要讲守恒,必须把蜡烛和它所在的环境一并算上,让能量再跑不出去了,才能讲守恒。
我们通常说的能量守恒,不是说能量不会跑、不会变,而是说不管怎么跑,怎么变,只要找回来,能量都不会减少、消失,也不会增加、凭空产生。而这个“跑”,这个“变”(即能量的传播与转化),必须放在一个系统里,也就是好些物体的集合中。而且这个系统必须得是与外界没有能量交换的,必须让能量只能在里面变,不能往外面(或从外往里面)跑。
回到你说的问题。太阳辐射,太阳的能量少了;地球接收辐射,地球的能量多了;其实地球也向外有少量辐射,于是地球的能量还要减少一点。
——那么,总的效应是什么?因为地球接收的太阳辐射比自身的辐射要大(这个在地理中有计算),所以地球上的总能量确实增加了。太阳呢,自然是减少了。
可是不要忘了,地球在向外太空辐射能量,太阳也不只照亮地球,也向外辐射能量,所以太阳和地球如果算作一个系统的话,总地来说是向外辐射能量的,里面的能量本来就不是守恒的。
那么,如果把系统放大一点,把太阳光可以照见的空间地方都算上(其实这个空间是很难找的),这个系统只要对外不再放出能量,也不从外面接收能量,那么它里面的能量就是守恒的。
(注记:物理中对外无物质能量交换的系统叫孤立系统。无热能交换的系统叫绝热系统。这里的能量守恒,严格地说应是质能守恒,因为太阳发光利用的是核能。因此满足质能守恒的系统也要求必须是孤立系统。)
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