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能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体传递给另一个物体，而且能量的形式也可以互相转换。这就是人们对能量的总结，称为能量守恒定律。它是在5个国家、由各种不同职业的10余位科学家从不同侧面各自独立发现的。其中迈尔、焦耳、亥姆霍兹是主要贡献者。是自然科学中最基本的定律之一，它科学地阐明了运动不灭的观点。
在物理学中，能量守恒定律表明，给定参考框架中的孤立系统的总能量保持不变 - 随着时间的推移，它被认为是保守的。能量既不能创造也不能毁灭;而是从一种形式转变为另一种形式。例如，化学能可以在炸药棒的爆炸中转化为动能。在技术术语中，能量守恒可以被Noether定理严格证明是连续时间平移对称的直接后果。
能量守恒定律的结果是，第一类永久运动机器不能存在。也就是说，没有外部能源供应的系统可以为其周围环境提供无限量的能量。对于没有时间平移对称性的运动方程，可能无法定义能量守恒。实例包括广义相对论中的弯曲空间或凝聚态物理学中的时间能量表达为内能，热量和功，能量守恒的表达形式是热力学第一定律(热量可以从一个物体传递到另一个物体，也可以与机械能或其他能量互相转换，但是在转换过程中，能量的总值保持不变)。表达式为Q=△U+W.
在相对论里，质量和能量可以相互转变。计及质量改变带来能量变化，能量守恒定律依然成立。历史上也称这种情况下的能量守恒定律为质能守恒定律。
在流体力学中有一种边界层表面效应，又称"伯努利效应“。是指流体速度加快时，物体与流体接触的界面上的压力会减小，反之压力会增加，伯努利效应是流体力学中的能量守恒定律。伯努利因发现这一现象并成功解释它而创立的流体力学。 [5]
根据楞次定律，感应电流所产生的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化，这种阻碍的结果就使得电磁感应的过程中将其他形式的能量转化为电能，感应电流形成回路，再将电能转化为其他形式的能量。 也就是说，楞次定律所揭示的感应电流与原磁场的关系本质仍然是能量转化的关系，即能量守恒定律。
从18世纪末到20世纪40年代，6个国家的10多位科学家从不同角度或否定热质说或独立地提出了能量守恒观点。俄国化学家盖斯于1836年发现，任何一个化学反应，不论是一步完成，还是几步完成，放出的总热量相同，即证明了能量在化学反应中是守恒的，被认为是能量守恒定律的先驱。德国医生J.R.迈尔在荷兰远航东印度船中任船医时，在热带地区看到海员静脉中的血红于在欧洲时，他联系到L.A.拉瓦锡的燃烧理论，认为机体需热量小，食物氧化过程减弱，静脉血中留下较多的氧，从而想到食物中化学能与热能的等效性。又从海员谈话中听到海水在暴风雨中较热，想到热和机械运动的等效性，1841和1842年连续写出论自然力(即能量)守恒的论文，并从空气的定压和定容比热之比，推算出热功当量为1卡等于365克力·米，因此迈尔是公认的第一个提出能量守恒并计算出热功当量的人。J.P.焦耳是英国的酒商和业余的物理学家，从1837年开始研究电流产生热量，以后又用多种机械装置反复测定热功当量，一直工作到1878年，终于精确地测定了热功当量值(他用的是英制，换算后为4.51焦/卡)，和现代值很近，从而为能量守恒奠定了巩固的实验基础，因此也被公认为发现人之一。德国生理学家H.von亥姆霍兹在不了解迈尔和焦耳的研究情况下，从永动机不可能出发，思考自然界不同的力(即能)间的相互关系。在专著《力的守恒》中提到张力(今称势能)和活力(即动能)的转换，还深刻地阐明热的本质：“被称为热的量的，一部分是指热运动活力的量，另一部分是指原子之间张力的量。这些张力在原子的排列发生变化时能引起热运动，第一部分相当于称之为自由热的部分，第二部分相当于称之为潜热的部分。”他还分析了在电、磁和生物机体中的力的守恒问题。尽管他系统地完整地综合了能量守恒理论，他仍把发现定律的优先权让给迈尔和焦耳。此外，还有好几位科学家对这条定律做出贡献，但这条揭示力、热、电、化学等各种运动间的统一性、使物理学融为一体的重要定律，在诞生初期却受到重重阻挠。英国皇家学会曾拒绝宣读焦耳的论文，德国主要物理学杂志主编J.C.波根多夫以含有思辨内容为由曾先后拒绝发表迈尔和亥姆霍兹的论文，

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