Quelles sont les lois de l'énergie?

Les lois de l'énergie qui régissent les interactions entre la matière et l'énergie, telles que le transfert de chaleur d'un corps à un autre dans l'univers physique, sont définies de manière fondamentale par les trois lois de la thermodynamique et la découverte par Albert Einstein de ses théories spéciales et générales de la relativité. . La physique elle-même est construite sur ces lois, ainsi que sur les trois lois fondamentales du mouvement définies par Isaac Newton et publiées pour la première fois en 1687, qui expliquent l'interaction de toute matière. Le domaine de la mécanique quantique qui a commencé à émerger au début du XX ^e siècle a également clarifié les circonstances particulières des lois de l’énergie à l’échelle subatomique, sur lesquelles est fondée une grande partie de la civilisation moderne à partir de 2011.

L'un des principes fondamentaux des lois de l'énergie énoncés par la première loi de la thermodynamique est que l'énergie n'est ni créée ni détruite. Toutes les formes d'énergie, telles que la lumière ou l'énergie sonore, peuvent être transformées en d'autres formes, et cela a été révélé au milieu des années 1800 par les travaux de James Joule, un physicien anglais pionnier, à la suite duquel l'unité de base de l'énergie, le joule, nommé. Après dix années de réflexion sur la nature des relations entre matière et énergie, Albert Einstein publie sa célèbre formule en 1905 de E = MC ² , selon laquelle la matière et l’énergie sont des versions du même objet et peuvent être changées en un autre. ainsi que. Comme l'équation indique que l'énergie (E) est égale à la masse (M) multipliée par la vitesse de la lumière au carré (C2), il était en fait précisé que si vous aviez assez d'énergie, vous pouvez la convertir en masse et, si vous accélériez la masse Assez, vous pouvez le convertir en énergie.

La deuxième loi de la thermodynamique définissait les lois de l’énergie en affirmant que, dans toute activité où l’énergie était utilisée, son potentiel diminuait ou devenait de moins en moins disponible pour des travaux ultérieurs. Cela reflétait le principe de l'entropie et expliquait où allait l'énergie lorsque la chaleur ou la lumière s'échappaient dans les environs, qui intriguaient l'humanité depuis des siècles. L'entropie est l'idée que des niveaux élevés d'énergie concentrée, telle que celle contenue dans le carburant avant sa combustion, se répandent dans l'espace sous forme de chaleur perdue et ne peuvent pas être récupérés. C'était en harmonie avec la première loi de la thermodynamique, car l'énergie n'était pas détruite, mais son accès était perdu.

La troisième loi de la thermodynamique a été clarifiée en 1906 par des recherches menées par Walther Nernst, un chimiste allemand. Elle a révélé qu’il était impossible de créer une région de l’espace ou une matière dans laquelle l’énergie zéro existait, ce qui la refroidirait à la température la plus basse possible, à savoir le zéro absolu. Cela confortait les première et deuxième lois de la thermodynamique en ce sens que l’énergie serait toujours disponible dans l’espace ou dans la matière à un certain degré, même si elle ne pouvait être exploitée pour un travail utile.

Les mises à jour d'Einstein sur notre compréhension des lois de l'énergie ont rendu possibles de nombreuses technologies modernes, telles que le nucléaire. De plus, les lois du mouvement de Newton ont montré aux scientifiques et aux ingénieurs comment exploiter la relation entre matière et énergie pour générer la force et la trajectoire nécessaires à la mise en orbite de satellites ou à l'envoi de sondes spatiales aux planètes voisines. La mécanique quantique a contribué à la compréhension de la manière dont l'énergie est utilisée et transférée pour créer des technologies telles que les lasers, les transistors à la base de tous les systèmes informatiques et des équipements médicaux de pointe tels que l'imagerie par résonance magnétique (IRM).