前两天写了篇小短文《人类除了“烧开水”外，还有什么其他形式可以将能量转换成电能？》，大家一看，原来人类利用能源的方式这么low啊！然后，有朋友就问：能量之间是怎么转换的呢？
首先我们了解一下，能量的分类。
我们所在宇宙中，能量以不同的形式出现，比如物体运动、其处于的位置、物体内部的应变力、辐射等等。物理学家为了研究能量，给了出一个统一的计量单位：焦耳。
核爆释放的巨大能量
而在早期，因为能量表现的形式不一样，物体发出热量的大小用卡路里来表示，一个物体运动时的能量，是对动量进行积分得到的总量，单位是牛顿·米。
当时人们还把热量与动能当成不同的东西，直到有一天焦耳通过实验证明了热能与动能是一致的。在此基础之上，人类终于建立起能量守恒定律，通过换算，卡路里可以用焦耳表示。而能量或者功也可以用其他单位来计算，比如电子伏特、度（千瓦.时）等等。
于是，科学家将宇宙中的所有能量形式大致分成了五种：机械能、内能、光能、化学能和电能。
但是，这几种能量形式之间的界限也并不是完全绝对的，比如机械能，一般包括了动能和势能。但是内能除了物体内部微观粒子的动能之外，还包括这些粒子自身所处于场中的势能、核能、化学能和电离能。而在宏观化学反应时，我们又把其化学能单独拿出来研究。
人体运动是化学能产生动能和热能
总体来说，这五种能量之间是可以直接转换的。在网上有大神将笔记晒了出来，非常直观和详细，这里直接借用一下。
虽然能量之间可以直接转换，但是，其间的转换效率却有非常大的差异，有人可能觉得内燃机直接由化学能转换成动能效率应该很高。可是，实际上因为原理的限制，以及热量的损耗，一般的效率只有40%左右。太阳能电池的效率有的甚至只有20%左右，而植物的光合作用竟低至6%。
在一个封闭系统中，各种能量相互转换，除了机械能转热能，其他能量直接转换成热量的效率都是最高的。在水力发电过程中，人类先将水的势能转化为动能，再通过发电机将动能转换为电能。而火电和核电是先将化学能（这里包括核能）转化为热能，热能转化成动能之后再转换成电能。
从上表可以看得出来，人类“烧开水”的发电方式算是能量利用效率颇高的一种方式，而“光合作用”真的是让人大跌眼镜啊！