Hva er Laws of Energy?

August 15  by Eliza

Lovene om energi som regulerer samspillet mellom materie og energi, som for eksempel overføring av varme fra en kropp til en annen i det fysiske universet, er mest fundamentalt definert av de tre lover om termodynamikk og Albert Einsteins oppdagelse av hans spesielle og generelle teorier om relativitets . Fysikk selv bygger på disse lovene, samt de grunnleggende tre lover om bevegelse definert av Isaac Newton og først publisert i 1687, som forklarer samspillet av all materie. Innen kvantemekanikken som begynte å dukke opp i den tidlige 20. århundre også avklares spesielle omstendigheter for lover energi på en sub-atomære skala, hvorpå mye av moderne sivilisasjon som i 2011 er fundert på.

En av de grunnleggende prinsippene i lovene av energi gjort klart av termodynamikkens første lov er at energi verken oppstå eller forsvinne. Alle former for energi som lys eller lyd energi kan endres til andre former, og dette ble først avslørt på midten av 1800-tallet av arbeidet til James Joule, en banebrytende engelsk fysiker etter som den grunnleggende enhet av energi, joule, var navngitt. Etter ti år med å tenke på innholdet i forholdet mellom materie og energi, Albert Einstein publiserte sin berømte formel i 1905 av E = MC 2, som uttalte at både materie og energi var versjoner av det samme og kan endres til hverandre også. Siden ligningen sier at energi (E) er lik masse (m) ganger lysets hastighet squared (C 2), ble det faktisk om at, hvis du hadde nok energi, kan du konvertere den til masse, og, hvis du akselerert masse nok, kan du konvertere den til energi.

Den termodynamikkens andre lov definerte lover energi ved å si at i enhver aktivitet hvor energi ble brukt, dens potensial redusert, eller det ble mindre og mindre tilgjengelig for videre arbeid. Dette reflekteres prinsippet om entropi og forklarte hvor energi gikk da varme eller lys rømt inn i omgivelsene, som hadde forvirret menneskeheten i århundrer. Entropi er ideen om at høye nivåer av konsentrert energi, som for eksempel at i drivstoff før det er brent, etter hvert spredt ut i verdensrommet som spillvarme og kan ikke gjenopprettes. Det var i harmoni med termodynamikkens første lov fordi energi ikke ble ødelagt, men tilgang til det var tapt.

Den tredje termodynamiske loven ble avklart i 1906 av forskning utført av Walther Nernst, en tysk kjemiker. Det avslørt at det var umulig å skape en region av plass eller rolle hvor null energi eksisterte, noe som ville kjøle regionen til lavest mulig temperatur på det absolutte nullpunkt. Dette støttet de første og andre lover termodynamikk i at energi vil alltid være tilgjengelig i plass eller rolle til en viss grad, selv om det ikke kunne bli brukt for nyttig arbeid.

Einsteins oppdateringer på vår forståelse av lovene for energi gjort mange moderne teknologier mulige, for eksempel kjernekraft. Også, Newtons bevegelseslover viste forskere og ingeniører hvordan å utnytte forholdet mellom materie og energi til å generere kraft og bane er nødvendig for å sette satellitter i bane eller sende romsonder til nærliggende planeter. Kvantemekanikk har bidratt til forståelsen av hvordan energien brukes og overføres til å skape teknologi som lasere, transistorer som er grunnlaget for alle datasystemer, og avansert medisinsk utstyr som magnetic resonance imaging (MRI).

  • Albert Einstein konkluderte med at saken kan bli omdannet til energi.