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Energy and work/zh: Difference between revisions

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异星工厂模拟了真实物理的很多方面，而较为正确地使用能量便是其中很重要的一方面。
异星工厂对很多真实的物理特性进行了模拟，正确地使用能量便是其中一个重要方面。


功和能是直接相关的。
能量和功是直接相关的。


对于其他的解释，请参见[https://forums.factorio.com/viewtopic.php?f=18&t=33963 论坛]（英文）。
对于其他的解释，请参见[https://forums.factorio.com/viewtopic.php?f=18&t=33963 论坛]（英文）。


== 概念定义 ==
== 概念定义 ==
* '''能量'''可被认作是存储起来的功，以焦耳（符号J）为单位。
* '''能量'''：可以视为被存储起来的功，单位为焦耳（符号J）。
* '''功'''是将一种能量转换为另外一种的结果，也是以焦耳为单位。（请参考[https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8A%9F 维基百科上功的页面]）
* '''功'''：将一种能量转换为另一种能量的结果，单位也是焦耳。（参见[https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8A%9F 维基条目：功]）
* '''功率'''是做功的速率，已完成做功的量，或者是单位时间内所产生的能量，以瓦特为单位（符号W）。一瓦特等于一焦耳除以一秒钟，即每秒一焦耳。
* '''功率'''：做功的速率，即在单位时间内完成的功或产生的能量，单位为瓦特（符号W）。一瓦特等于一焦耳除以一秒，即1焦耳/秒。
* '''效率'''是做有用功消耗的能量与全部消耗的能量之间的比值，通常以百分比表示。其单位应该是焦耳每焦耳，但是自己除自己等于消除了单位，所以效率属于无量纲量。
* '''效率'''：做有用功所消耗的能量与全部消耗的能量之间的比率，通常以百分比表示。其单位应该是焦耳/焦耳，但是除法抵消了单位，所以效率属于无量纲量。
* '''损耗'''是指全部消耗的能量与做有用功消耗的能量之间的差值。
* '''损耗'''：全部消耗的能量与做有用功消耗的能量之间的差值。


如果你有某种能量来源并花费了一定的时间将其用于处理某些物理上的任务，那么你就做了功，消耗了一定的能量。
如果一个能源花费了一定的时间处理了某些物理上的任务，那么它就做了功，同时消耗了一定的能量。


参见{{L|Units|anchor=功}}。
更多信息请参见页面：[[Units/zh#功|功]]。


== 能量种类 ==
== 能量类型 ==
能量以下列形式呈现：
能量以下列形式体现：
* {{L|Fuel}}，包含于一个单位{{Translation|Fuel}}内的能量被称为''{{Translation|Fuel}}能量''。每个[[Burner devices/zh|建筑设施或者可以充填{{Translation|Fuel}}的载具]]在工作时基本上都会以一定的速率消耗{{Translation|Fuel}}。举个例子：
* {{L|Fuel}}，包含于1单位{{Translation|Fuel}}内的能量被称为''{{Translation|Fuel}}能量''。每个[[Burner devices/zh|生产设施或者可以装填燃料的载具]]在工作时都会以一定的速率消耗燃料。例如：
** 一辆车的功率是250kW，代表它在加速时（或者以极速行进时）每秒会消耗250kJ的相应燃料。
** 一辆{{Translation|Car}}的功率是250千瓦，代表它在加速时（或者以最高速度行驶时）每秒会消耗250千焦的燃料。
** {{L|Nuclear reactor}}以40MW的速率消耗着{{Translation|Uranium fuel cell}}，与大部分其他的消耗燃料的设施一样，只要燃料尚未耗尽，这个过程就是持续不断的。
** {{L|Nuclear reactor}}以40兆瓦的速率消耗{{Translation|Uranium fuel cell}}，与大部分消耗燃料的设施一样，只要燃料尚未耗尽，这个速率就是恒定的。
** 与之相比的，{{L|Boiler}}是以其''负载''的高低来决定消耗速率的，最高可以达到其''最大''功率。
** 与之相反，{{L|Boiler}}的燃料消耗速率取决于其''负载''（即蒸汽消耗速率）的高低，最高不超过其''最大''功率。
* 来自于电网的[[Electric system/zh|电力]]。除了电力主动消耗之外，电器还存在'''电力流失'''，指只要与电网相连，无论是否工作都会损耗的电力。举个例子：
* 来自{{L|Electric system}}的电力。除了工作时消耗的电力外，用电设备还存在'''待机能耗'''，指它们在连接到电网时，无论是否工作都会损耗的电力。例如：
** 一台{{L|Assembling machine 1}}的流失功率为3kW，工作功率为90kW，在不工作时每秒消耗3kJ，工作时每秒消耗93kJ。
** 一台{{L|Assembling machine 1}}的待机能耗为3千瓦，工作功率为90千瓦，它在不工作时每秒消耗3千焦能量，工作时每秒消耗93千焦能量。
* 于{{L|Accumulator}}，[[Battery MK1/zh|电池供能的装甲模块]]，以及飞行的无人机里所存储的电能。
* 在{{L|Accumulator}}，{{L|Personal battery}}以及飞行的机器人中存储的电能。


从抽象角度来说，能量也以如下形式存在：
以抽象角度而言，能量也以如下形式存在：
* 与处于地下和水中的矿石以及原油/水相比，那些位于地面的或者位于管道内以及传送带上的同一个物体。
* 与处于地下的矿石，以及油田/水体中的原油/水相比，位于地面/管道/传送带上的同类物体拥有额外的势能。
* 无人机，载具，物品以及玩家角色在移动时的动量。
* 机器人、载具、物品以及玩家角色在移动时的动能。
* 武器，载具撞击以及燃烧时产生的伤害。
* 武器，载具撞击以及燃烧造成的伤害。
* 组装好的物品与其原材料相比有更为有序（熵减）。
* 制造产生的物品与其原材料相比有更为有序（熵减）。


== 功的类型 ==
== 功的类型 ==
有很多种方式可以观察异星工厂中做功的过程，大部分都是抽象的，没有以焦耳来衡量，举例子：
在游戏中有多种方式可以观察做功的过程，大部分都是抽象的，不以焦耳计量，例如：
* 玩家的角色带着东西跑来跑去，采矿，建造，生产，干活。和真实世界不同，这不需要消耗任何能量（你的角色不用吃东西），因此其效率是无穷大的。反过来说，虫子极其虫巢则需要吸收污染，用其能量进行移动、撕咬、喷涂和生殖。
* 玩家的角色携带物品移动，进行采矿、建造和生产，这些活动都在做功。与真实世界不同，这并不消耗任何能量（因为角色无需进食以维持游戏进行），因此其效率是无穷大的。另一方面，异虫和虫巢则需要吸收污染，利用其能量进行移动、攻击和繁殖扩张。
* 传送带和抽水泵都是通过将其载荷从一个地方移动到另一个地方来做功的，{{L|Turret}}则需要通过旋转，瞄准和开火做功。这一切都不需要能量，虽然不够真实，但这是故意设计的，因此它们的效率也是无穷大的。
* {{Translation|Transport belts}}和{{Translation|Offshore pump}}通过将其载荷从一个地方移动到另一个地方来做功，{{L|Turret}}则通过旋转，瞄准和开火做功。上述过程都不消耗能量。虽然不符合实际，但这是游戏有意设计的，因此它们的效率也是无穷大的。
* 炮塔（以及其他枪械）也通过将子弹的化学能通过发射转为子弹本身的动能，并且以造成伤害的形式体现了做功。{{L|Laser turret}}相对更为直接地将电能转为伤害。{{L|Flamethrower}}以及{{L|Flamethrower turret}}将原油的化学能转为伤害。
* {{Translation|Turret}}（以及其他武器）将子弹发射药的化学能通过发射转化为子弹的动能，并且以造成伤害的形式做功。{{L|Laser turret}}更直接地将电能转化为伤害。{{L|Flamethrower}}以及{{L|Flamethrower turret}}则是将油料的化学能转为伤害。
* 载具（{{L|Car}}，{{L|Tank}}以及{{L|Train}}）将燃料的化学能转为动能，当碰撞时，将动能转化为伤害（所以就慢下来了）。
* 载具（{{L|Car}}，{{L|Tank}}以及[[Railway/zh#火车|火车]]）将燃料的化学能转为动能，当它们与物体相撞时，会将部分动能转化为伤害（这也是其减速的原因）。
* {{L|Inserters}}和{{L|Pump}}通过移动物品和流体来做功，这需要能量，以燃料的形式（对于{{L|Burner inserter}}来说）或者电力（对于剩下的类型来说）。
* {{L|Inserters}}和{{L|Pump}}通过移动物品和流体来做功。这过程需要能量，可以由燃料（对于{{L|Burner inserter}}来说）或者电力（对于其他机器来说）提供。
* {{L|Burner mining drill}}以及{{L|Electric mining drill}}将燃料或者电力的能量转为地表矿石中潜藏的能量；{{L|Pumpjack}}使用同样的原理将原油抽入管道。
* {{L|Burner mining drill}}以及{{L|Electric mining drill}}将能量（来自燃料或电力）转化为地面上矿石拥有的势能；{{L|Pumpjack}}开采原油并输入管道的过程也是如此。
* {{L|Lab}}通过将科技包和电力转为研究来做功。
* {{L|Lab}}通过将{{Translation|Science pack}}和电力转化为科研进度来做功。
* 生产物品的设施（{{L|Oil refinery}}，{{L|Assembling machine}}等），通过将原材料组装成一个更为有序的成品来做功。形成更为有序的结果是潜在能量的一种表现，大部分的电力都被用来干这个，例外的是{{L|Stone furnace}}和{{L|Steel furnace}}。
* 生产物品的及其（{{L|Oil refinery}}，{{L|Assembling machine}}等），通过将原材料组装成一个更为有序的成品来做功。这种有序度的增加是一种潜在的能量形式。大多数及其使用电力完成生产工作，主要的例外是{{L|Stone furnace}}和{{L|Steel furnace}}。


游戏中以焦耳为单位衡量的功的类型是：
游戏中以焦耳为单位计量的功的类型有：
* {{L|Boiler}}将燃料的化学能转为热能，将{{L|Water}}转为{{L|Steam}}。{{Translation|Boiler}}的效率为50%，意味着有一半的能量没有转为蒸汽而是浪费掉了。
* {{L|Boiler}}将燃料的化学能转化为热能，然后将热能传递给{{L|Water}}以产生{{L|Steam}}。
* {{L|Nuclear reactor}}将{{L|Uranium fuel cell}}中的核能转为热能，并通过{{L|Heat pipe}}传给{{L|Heat exchanger}}，并将水转化为蒸汽。
* {{L|Nuclear reactor}}将{{L|Uranium fuel cell}}中的核能转化为热能，并通过{{L|Heat pipe}}传递给{{L|Heat exchanger}}，在其中将热能传递给水，将其转化为蒸汽。
* {{L|Steam engine}}和{{L|Steam turbine}}将蒸汽中蕴含的能量转为电能。
* {{L|Steam engine}}和{{L|Steam turbine}}将蒸汽中储存的能量转化电能。
* {{L|Solar panel}}将阳光转化为电能。（“阳光”取之不尽，因此这基本上也算是有着无穷大的效率。）
* {{L|Solar panel}}将阳光转化为电能。（“阳光”是一种无限能源，因此其效率实际上也可以视为无穷大。）


== 浪费与污染：和真实世界的不同之处 ==
== 浪费与污染：和真实世界的不同之处 ==
更高效率的过程（消耗单位能量做更多的功）产生更少的浪费。现实世界里，所做的''所有''的功永远等于消耗的能量，但是''有用''的功通常会少于全部，但绝不会多于全部。换句话说，一个过程的效率不可能超过100%，这意味着它做的功要大于你投入的能量。这被称作为能量守恒定律，全部的功与有用功之间的差异被称作''浪费''或者''熵''，通常以热能体现；无法利用全部的能量来做功，这被称作为热力学第二定律。
一个过程的效率（消耗单位能量所做的有用功）越高，其浪费就越少。在现实世界中，做功的''总和''恒等于消耗的能量，但''有用''的功通常会少于总做功，且绝不会高于总功。换而言之，一个过程的效率不可能超过100%，这意味着所需的功将超过投入的能量。在物理学上这称为能量守恒定律。总功与有用功之间的差异被称作''浪费''或者''熵''，通常以热能形式存在；即不可能利用（所有）浪费能量来做功，在物理学上这称作为热力学第二定律。


游戏中大部分的过程实际做的功都是不可量化的，但是不管怎样它们也基本上都不是具有100%效率的。这种效率损失被抽象成为了'''{{L|Pollution}}'''的概念，几乎所有的机器在工作时都会产生污染（就像燃料物质被消耗时发生的事情一样）。一个例外是电网，现实中电缆、变压器等设备会发烫，会发出嗡嗡的声音，但是在游戏里电网不会产生污染。
游戏中大部分过程所做的功实际上并未量化，但它们通常并非具有100%的效率。这种效率损失被抽象为'''{{L|Pollution}}'''的概念，几乎所有机器在工作时都会产生污染（与燃料消耗的过程类似）。一个例外是电力系统，现实世界中的电缆、变压器等设备会嗡嗡作响并发热，但在游戏中，电网不会产生污染。
 
然而，在游戏中，某些物体确实拥有超过100%的效率：{{Translation|Transport belts}}和{{Translation|Offshore pump}}无需供应能量即可移动物品，{{Translation|Turret}}无需能量即可旋转并射击，玩家无需进食即可移动和制造物品。
 
{{C|Main}}

Latest revision as of 04:07, 7 May 2025

异星工厂对很多真实的物理特性进行了模拟，正确地使用能量便是其中一个重要方面。

能量和功是直接相关的。

对于其他的解释，请参见论坛（英文）。

概念定义

  • 能量：可以视为被存储起来的功，单位为焦耳（符号J）。
  • 功：将一种能量转换为另一种能量的结果，单位也是焦耳。（参见维基条目：功）
  • 功率：做功的速率，即在单位时间内完成的功或产生的能量，单位为瓦特（符号W）。一瓦特等于一焦耳除以一秒，即1焦耳/秒。
  • 效率：做有用功所消耗的能量与全部消耗的能量之间的比率，通常以百分比表示。其单位应该是焦耳/焦耳，但是除法抵消了单位，所以效率属于无量纲量。
  • 损耗：全部消耗的能量与做有用功消耗的能量之间的差值。

如果一个能源花费了一定的时间处理了某些物理上的任务，那么它就做了功，同时消耗了一定的能量。

更多信息请参见页面：功。

能量类型

能量以下列形式体现：

  • 燃料，包含于1单位燃料内的能量被称为燃料能量。每个生产设施或者可以装填燃料的载具在工作时都会以一定的速率消耗燃料。例如：
    • 一辆汽车的功率是250千瓦，代表它在加速时（或者以最高速度行驶时）每秒会消耗250千焦的燃料。
    • 核反应堆以40兆瓦的速率消耗铀燃料棒，与大部分消耗燃料的设施一样，只要燃料尚未耗尽，这个速率就是恒定的。
    • 与之相反，锅炉的燃料消耗速率取决于其负载（即蒸汽消耗速率）的高低，最高不超过其最大功率。
  • 来自电力系统的电力。除了工作时消耗的电力外，用电设备还存在待机能耗，指它们在连接到电网时，无论是否工作都会损耗的电力。例如：
    • 一台组装机1型的待机能耗为3千瓦，工作功率为90千瓦，它在不工作时每秒消耗3千焦能量，工作时每秒消耗93千焦能量。
  • 在蓄电器，电池组模块以及飞行的机器人中存储的电能。

以抽象角度而言，能量也以如下形式存在：

  • 与处于地下的矿石，以及油田/水体中的原油/水相比，位于地面/管道/传送带上的同类物体拥有额外的势能。
  • 机器人、载具、物品以及玩家角色在移动时的动能。
  • 武器，载具撞击以及燃烧造成的伤害。
  • 制造产生的物品与其原材料相比有更为有序（熵减）。

功的类型

在游戏中有多种方式可以观察做功的过程，大部分都是抽象的，不以焦耳计量，例如：

  • 玩家的角色携带物品移动，进行采矿、建造和生产，这些活动都在做功。与真实世界不同，这并不消耗任何能量（因为角色无需进食以维持游戏进行），因此其效率是无穷大的。另一方面，异虫和虫巢则需要吸收污染，利用其能量进行移动、攻击和繁殖扩张。
  • 传送带和抽取泵通过将其载荷从一个地方移动到另一个地方来做功，炮塔则通过旋转，瞄准和开火做功。上述过程都不消耗能量。虽然不符合实际，但这是游戏有意设计的，因此它们的效率也是无穷大的。
  • 炮塔（以及其他武器）将子弹发射药的化学能通过发射转化为子弹的动能，并且以造成伤害的形式做功。激光炮塔更直接地将电能转化为伤害。火焰喷射器以及火焰炮塔则是将油料的化学能转为伤害。
  • 载具（汽车，坦克以及火车）将燃料的化学能转为动能，当它们与物体相撞时，会将部分动能转化为伤害（这也是其减速的原因）。
  • 机械臂和管道泵通过移动物品和流体来做功。这过程需要能量，可以由燃料（对于热能机械臂来说）或者电力（对于其他机器来说）提供。
  • 热能采矿机以及电力采矿机将能量（来自燃料或电力）转化为地面上矿石拥有的势能；抽油机开采原油并输入管道的过程也是如此。
  • 研究中心通过将科技包和电力转化为科研进度来做功。
  • 生产物品的及其（炼油厂，组装机等），通过将原材料组装成一个更为有序的成品来做功。这种有序度的增加是一种潜在的能量形式。大多数及其使用电力完成生产工作，主要的例外是石炉和钢炉。

游戏中以焦耳为单位计量的功的类型有：

  • 锅炉将燃料的化学能转化为热能，然后将热能传递给水以产生蒸汽。
  • 核反应堆将铀燃料棒中的核能转化为热能，并通过热管传递给换热器，在其中将热能传递给水，将其转化为蒸汽。
  • 蒸汽机和汽轮机将蒸汽中储存的能量转化电能。
  • 太阳能板将阳光转化为电能。（“阳光”是一种无限能源，因此其效率实际上也可以视为无穷大。）

浪费与污染：和真实世界的不同之处

一个过程的效率（消耗单位能量所做的有用功）越高，其浪费就越少。在现实世界中，做功的总和恒等于消耗的能量，但有用的功通常会少于总做功，且绝不会高于总功。换而言之，一个过程的效率不可能超过100%，这意味着所需的功将超过投入的能量。在物理学上这称为能量守恒定律。总功与有用功之间的差异被称作浪费或者熵，通常以热能形式存在；即不可能利用（所有）浪费能量来做功，在物理学上这称作为热力学第二定律。

游戏中大部分过程所做的功实际上并未量化，但它们通常并非具有100%的效率。这种效率损失被抽象为污染的概念，几乎所有机器在工作时都会产生污染（与燃料消耗的过程类似）。一个例外是电力系统，现实世界中的电缆、变压器等设备会嗡嗡作响并发热，但在游戏中，电网不会产生污染。

然而，在游戏中，某些物体确实拥有超过100%的效率：传送带和抽取泵无需供应能量即可移动物品，炮塔无需能量即可旋转并射击，玩家无需进食即可移动和制造物品。

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