Hvad er energilovene?

Energilovene, der styrer interaktioner mellem stof og energi, såsom overførsel af varme fra et organ til et andet i det fysiske univers, er mest grundlæggende defineret af de tre love om termodynamik og Albert Einsteins opdagelse af hans særlige og generelle relativitetsteorier. Fysik i sig selv er bygget på disse love såvel som de grundlæggende tre bevægelseslove defineret af Isaac Newton og først offentliggjort i 1687, som forklarer samspillet mellem alle stoffer. Området med kvantemekanik, der begyndte at dukke op i de tidlige 20 ^th århundrede, klarede også særlige omstændigheder for energilovene i en subatomisk skala, hvor meget af den moderne civilisation fra 2011 er grundlagt.

Et af de grundlæggende principper for energilovene, der er gjort klart ved den første lov om termodynamik, er, at energi hverken oprettes eller ødelægges. Alle former for energi såsom lysEller lydenergi kan ændres til andre former, og dette blev først afsløret i midten af ​​1800-tallet af arbejdet af James Joule, en banebrydende engelsk fysiker, hvorefter den grundlæggende energienhed, joule, blev navngivet. Efter ti års tanker om arten af ​​forholdet mellem stof og energi offentliggjorde Albert Einstein sin berømte formel i 1905 af E = MC ² , der sagde, at både stof og energi var versioner af den samme ting og kunne også ændres til hinanden. Da ligningen siger, at energi (e) er lig med masse (m) gange hastigheden af ​​lys firkantet (c ² ), sagde det faktisk, at hvis du havde nok energi, kunne du konvertere den til masse, og hvis du accelererede masse nok, kunne du konvertere det til energi.

Den anden lov om termodynamik definerede energilovene ved at oplyse, at i enhver aktivitet, hvor energi blev anvendt, blev dens potentielle formindskede, eller den blev mindre og mindre tilgængelig til yderligere arbejde. Dette afspejlede princippetaf entropi og forklaret, hvor energi gik, da varme eller lys slap ud i omgivelserne, som havde forundret menneskeheden i århundreder. Entropi er ideen om, at høje niveauer af koncentreret energi, såsom den i brændstof, før den brændes, til sidst spredt ud i rummet som affaldsvarme og ikke kan gendannes. Det var i harmoni med den første lov om termodynamik, fordi energi ikke blev ødelagt, men adgangen til den gik tabt.

Den tredje lov om termodynamik blev afklaret i 1906 af forskning udført af Walther Nernst, en tysk kemiker. Det afslørede, at det var umuligt at skabe et område af rum eller stof, hvor der eksisterede nul energi, hvilket ville afkøle regionen til den lavest mulige temperatur for absolut nul. Dette understøttede den første og anden lov om termodynamik i denne energi ville altid være tilgængelig i rummet eller stoffer til en vis grad, selvom det ikke kunne udnyttes til nyttigt arbejde.

einsteins opdateringer om vores forståelse af energilovene gjorde mange til mangeModerne teknologier mulige, såsom atomkraft. Newtons bevægelseslove viste også forskere og ingeniører, hvordan man udnytter forholdet mellem stof og energi for at generere den kraft og bane, der er nødvendig for at sætte satellitter i kredsløb eller sende rumprober til nærliggende planeter. Kvantemekanik har bidraget til forståelsen af, hvordan energi bruges og overføres til at skabe teknologi såsom lasere, transistorer, der er grundlaget for alle computersystemer, og avanceret medicinsk udstyr som magnetisk resonansafbildning (MRI).