Quais são as leis da energia?

As leis de energia que governam as interações entre matéria e energia, como a transferência de calor de um corpo para outro no universo físico, são mais fundamentalmente definidas pelas três leis da termodinâmica e pela descoberta de Albert Einstein de suas teorias especiais e gerais da relatividade. A própria física é construída sobre essas leis, bem como as três leis básicas de movimento definidas por Isaac Newton e publicadas pela primeira vez em 1687, que explicam a interação de toda a matéria. O campo da mecânica quântica que começou a surgir no início do século XX também esclareceu circunstâncias especiais para as leis da energia em uma escala subatômica, sobre a qual é fundada grande parte da civilização moderna em 2011.

Um dos princípios fundamentais das leis da energia esclarecida pela primeira lei da termodinâmica é que a energia não é criada nem destruída. Todas as formas de energia, como luzOu a energia sonora pode ser transformada em outras formas, e isso foi revelado pela primeira vez em meados do século XIX pelo trabalho de James Joule, um físico inglês pioneiro, após o qual a unidade básica de energia, o joule, foi nomeada. Depois de dez anos pensando na natureza da relação entre matéria e energia, Albert Einstein publicou sua famosa fórmula em 1905 de E = MC 2 , que afirmou que a matéria e a energia eram versões da mesma coisa e poderiam ser transformadas uma na outra também. Como a equação afirma que a energia (e) é igual a massa (m) vezes a velocidade da luz ao quadrado (c 2 ), estava realmente afirmando que, se você tivesse energia suficiente, poderá convertê -la em massa e, se acelerou a massa o suficiente, poderá convertê -la em energia.

A segunda lei da termodinâmica definiu as leis da energia, afirmando que, em qualquer atividade em que a energia fosse usada, seu potencial diminuiu ou se tornou cada vez menos disponível para mais trabalhos. Isso refletiu o princípiode entropia e explicou para onde foi a energia quando o calor ou a luz escaparam para o ambiente, que intrigou a humanidade por séculos. A entropia é a idéia de que altos níveis de energia concentrada, como a do combustível antes de serem queimados, eventualmente se espalham para o espaço como calor residual e não podem ser recuperados. Estava em harmonia com a primeira lei da termodinâmica porque a energia não estava sendo destruída, mas o acesso a ela foi perdido.

A terceira lei da termodinâmica foi esclarecida em 1906 por pesquisas conduzidas por Walther Nernst, um químico alemão. Ele revelou que era impossível criar uma região de espaço ou matéria onde existisse energia zero, o que esfriaria a região com a temperatura mais baixa possível de zero absoluto. Isso apoiou a primeira e a segunda leis da termodinâmica nessa energia sempre estaria disponível no espaço ou na matéria até certo ponto, mesmo que não pudesse ser aproveitada para um trabalho útil.

Atualizações de Einstein sobre nossa compreensão das leis da energia feitasTecnologias modernas possíveis, como energia nuclear. Além disso, as leis do movimento de Newton mostraram cientistas e engenheiros como aproveitar a relação entre matéria e energia para gerar a força e a trajetória necessárias para colocar satélites em órbita ou enviar sondas espaciais para planetas próximos. A mecânica quântica contribuiu para a compreensão de como a energia é usada e transferida para criar tecnologia como lasers, transistores que são a base de todos os sistemas de computador e equipamentos médicos avançados, como ressonância magnética (RM).