Ποιοι είναι οι νόμοι της ενέργειας;

Οι νόμοι της ενέργειας που διέπουν τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ ύλης και ενέργειας, όπως η μεταφορά θερμότητας από το ένα σώμα στο άλλο στο φυσικό σύμπαν, καθορίζονται βασικά από τους τρεις νόμους της θερμοδυναμικής και της ανακάλυψης του Albert Einstein για τις ειδικές και γενικές θεωρίες τουσχετικότητα.Η ίδια η φυσική βασίζεται σε αυτούς τους νόμους, καθώς και τους βασικούς τρεις νόμους της κίνησης που ορίζονται από τον Isaac Newton και δημοσιεύθηκε για πρώτη φορά το 1687, γεγονός που εξηγεί την αλληλεπίδραση όλων των θέσεων.Το πεδίο της κβαντικής μηχανικής που άρχισε να εμφανίζεται στις αρχές 20 ^th Century διευκρίνισε επίσης τις ειδικές συνθήκες για τους νόμους της ενέργειας σε υπο-ατομική κλίμακα, πάνω στην οποία ιδρύθηκε μεγάλο μέρος του σύγχρονου πολιτισμού από το 2011.

Μία από τις θεμελιώδεις αρχές των νόμων της ενέργειας που κατέστησαν σαφείς από τον πρώτο νόμο της θερμοδυναμικής είναι ότι η ενέργεια δεν δημιουργείται ούτε καταστρέφεται.Όλες οι μορφές ενέργειας όπως το φως ή η ηχητική ενέργεια μπορούν να μετατραπούν σε άλλες μορφές, και αυτό αποκαλύφθηκε για πρώτη φορά στα μέσα του 1800 από το έργο του James Joule, ενός πρωτοποριακού αγγλικού φυσικού, μετά την οποία ήταν η βασική μονάδα ενέργειας, το Joule, ήτανονομάστηκε.Μετά από δέκα χρόνια σκέψης για τη φύση της σχέσης μεταξύ ύλης και ενέργειας, ο Albert Einstein δημοσίευσε τη διάσημη φόρμουλα του το 1905 του E ' Mc ² , που δήλωσε ότι τόσο η ύλη όσο και η ενέργεια ήταν εκδόσεις του ίδιου πράγματος και θα μπορούσαν να αλλάξουν σεο ένας τον άλλον επίσης.Δεδομένου ότι η εξίσωση δηλώνει ότι η ενέργεια (ε) ισούται με τη μάζα (m) φορές την ταχύτητα του φωτός τετραγωνικού (C ² ), δηλώθηκε ότι, αν είχατε αρκετή ενέργεια, θα μπορούσατε να την μετατρέψετε σε μάζα και εάν εσείςΗ επιταχυνόμενη μάζα αρκετά, θα μπορούσατε να την μετατρέψετε σε ενέργεια.

Ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής καθόρισε τους νόμους της ενέργειας δηλώνοντας ότι, σε οποιαδήποτε δραστηριότητα χρησιμοποιήθηκε η ενέργεια, η πιθανή μείωση της ή έγινε λιγότερο διαθέσιμη για περαιτέρω εργασία.Αυτό αντικατόπτριζε την αρχή της εντροπίας και εξήγησε πού πήγε η ενέργεια όταν η θερμότητα ή το φως διαφεύγουν στο περιβάλλον, που είχε προβληματιστεί για την ανθρωπότητα εδώ και αιώνες.Η εντροπία είναι η ιδέα ότι τα υψηλά επίπεδα συμπυκνωμένης ενέργειας, όπως αυτή στο καύσιμο πριν καίγονται, τελικά εξαπλώνονται στο διάστημα ως απόβλητα θερμότητας και δεν μπορούν να ανακτηθούν.Ήταν σε αρμονία με τον πρώτο νόμο της θερμοδυναμικής επειδή η ενέργεια δεν καταστράφηκε, αλλά η πρόσβαση σε αυτό χάθηκε. "Ο τρίτος νόμος της θερμοδυναμικής διευκρινίστηκε το 1906 από την έρευνα που διεξήχθη από τον Walther Nernst, γερμανικό χημικό.Αποκάλυψε ότι ήταν αδύνατο να δημιουργηθεί μια περιοχή χώρου ή ύλης όπου υπήρχε μηδενική ενέργεια, η οποία θα δροσίσει την περιοχή στη χαμηλότερη δυνατή θερμοκρασία του απόλυτου μηδέν.Αυτό υποστήριξε τον πρώτο και το δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής σε αυτή την ενέργεια θα ήταν πάντα διαθέσιμη στο διάστημα ή σε κάποιο βαθμό, ακόμη και αν δεν μπορούσε να αξιοποιηθεί για χρήσιμη εργασία.Οι τεχνολογίες είναι δυνατές, όπως η πυρηνική ενέργεια.Επίσης, οι νόμοι της κίνησης του Νεύτωνα έδειξαν επιστήμονες και μηχανικούς πώς να αξιοποιήσουν τη σχέση μεταξύ ύλης και ενέργειας για να δημιουργήσουν τη δύναμη και την τροχιά που απαιτούνται για να τοποθετηθούν δορυφόροι σε τροχιά ή να στέλνουν ανιχνευτές χώρου σε κοντινούς πλανήτες.Η κβαντική μηχανική συνέβαλε στην κατανόηση του τρόπου με τον οποίο χρησιμοποιείται και μεταφέρεται η ενέργεια για τη δημιουργία τεχνολογίας όπως λέιζερ, τρανζίστορ που αποτελούν το θεμέλιο όλων των συστημάτων υπολογιστών και προηγμένου ιατρικού εξοπλισμού όπως η απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού (MRI).