エネルギーの法則は何ですか?

物質宇宙と宇宙空間でのある物体から別の物体への熱伝達など、物質とエネルギーの相互作用を支配するエネルギーの法則は、熱力学の3つの法則とアルバートアインシュタインの特殊相対論および一般相対性理論の発見によって最も基本的に定義されています。 物理学自体は、これらの法則と、Isaac Newtonによって定義され、1687年に最初に公開されたすべての物質の相互作用を説明する基本的な3つの運動法則に基づいています。 20世紀初頭に出現し始めた量子力学の分野は、2011年時点での現代文明の多くが基礎となっている、準原子スケールでのエネルギーの法則の特別な状況も明らかにしました。

熱力学の第一法則によって明らかにされたエネルギーの法則の基本原則の1つは、エネルギーは生成も破壊もされないということです。 光や音のエネルギーなどのすべてのエネルギーは他の形に変えることができます。これは、1800年代半ばに、先駆的な英国の物理学者であるジェームズジュールの仕事によって初めて明らかにされました。名前付き。 物質とエネルギーの関係の性質について10年間考えた後、アルバート・アインシュタインは1905年にE = MC 2の有名な公式を発表しました。これは、物質とエネルギーの両方が同じもののバージョンであり、互いに変更できると述べました同じように。 方程式では、エネルギー(E)は質量(M) ×光の2乗(C 2 )に等しいと述べているので、十分なエネルギーがあれば、それを質量に変換でき、質量を加速すると十分に、エネルギーに変換できます。

熱力学の第二法則は、エネルギーが使用されたあらゆる活動において、エネルギーの可能性が減少するか、次の仕事に利用できなくなったと述べることにより、エネルギーの法則を定義しました。 これはエントロピーの原理を反映しており、熱や光が何世紀にもわたって人類を困惑させていた周囲に逃げたときにエネルギーがどこに行くのかを説明しました。 エントロピーは、燃やされる前の燃料などの高レベルの集中​​エネルギーが、最終的には廃熱として宇宙に広がり、回収できないという考えです。 エネルギーは破壊されていなかったが、エネルギーへのアクセスが失われたため、熱力学の第一法則と調和していた。

熱力学の第3法則は、1906年にドイツの化学者であるWalther Nernstが実施した研究によって明らかにされました。 ゼロエネルギーが存在する空間または物質の領域を作成することは不可能であり、その領域を絶対零度の可能な限り低い温度に冷却することが明らかになりました。 これは、エネルギーが有用な仕事に利用できなかったとしても、エネルギーが宇宙または物質で常にある程度利用可能であるという点で、熱力学の第1および第2の法則をサポートしました。

アインシュタインによるエネルギーの法則の理解に関する最新情報は、原子力などの多くの最新技術を可能にしました。 同様に、ニュートンの運動の法則は、科学者とエンジニアに物質とエネルギーの関係を活用して、衛星を軌道に乗せたり、宇宙探査機を近くの惑星に送るために必要な力と軌道を生成する方法を示しました。 量子力学は、レーザー、すべてのコンピューターシステムの基盤となるトランジスター、磁気共鳴画像法(MRI)などの高度な医療機器などのテクノロジーを作成するためのエネルギーの使用方法と伝達方法の理解に貢献しています。

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