Quais são as leis da energia?

As leis da energia que governam as interações entre matéria e energia, como a transferência de calor de um corpo para outro no universo físico, são definidas mais fundamentalmente pelas três leis da termodinâmica e pela descoberta de Albert Einstein de suas teorias gerais e especiais da relatividade. . A própria física é construída sobre essas leis, bem como as três leis básicas do 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 escala subatômica, sobre as quais se fundou grande parte da civilização moderna a partir de 2011.

Um dos princípios fundamentais das leis da energia tornadas claras pela primeira lei da termodinâmica é que a energia não é criada nem destruída. Todas as formas de energia, como a energia da luz ou do som, podem ser alteradas para 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 nomeado. Após dez anos pensando sobre a natureza da relação entre matéria e energia, Albert Einstein publicou sua famosa fórmula em 1905 de E = MC ² , que afirmava que matéria e energia eram versões da mesma coisa e podiam ser transformadas uma na outra. também. Como a equação declara que a energia (E) é igual à massa (M) vezes a velocidade da luz ao quadrado (C ² ), na verdade estava declarando que, se você tivesse energia suficiente, poderia convertê-la em massa e, se acelerasse a massa suficiente, você pode convertê-lo em energia.

A segunda lei da termodinâmica definia as leis da energia afirmando que, em qualquer atividade em que a energia era usada, seu potencial diminuía ou ficava cada vez menos disponível para trabalhos futuros. Isso refletia o princípio da entropia e explicava para onde ia a energia quando o calor ou a luz escapavam para os arredores, que intrigavam a humanidade há séculos. Entropia é a idéia de que altos níveis de energia concentrada, como a do combustível antes de ser queimada, acabam se espalhando pelo 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 pesquisa conduzida por Walther Nernst, um químico alemão. Revelou que era impossível criar uma região do espaço ou matéria onde existisse energia zero, o que esfriaria a região até a temperatura mais baixa possível do zero absoluto. Isso apoiou a primeira e a segunda leis da termodinâmica, pois a energia sempre estaria disponível no espaço ou na matéria em algum grau, mesmo que não pudesse ser aproveitada para um trabalho útil.

As atualizações de Einstein sobre nossa compreensão das leis da energia tornaram possível muitas tecnologias modernas, como a energia nuclear. Além disso, as leis do movimento de Newton mostraram aos cientistas e engenheiros como aproveitar a relação entre matéria e energia para gerar a força e a trajetória necessária para colocar os satélites em órbita ou enviar sondas espaciais para planetas próximos. A mecânica quântica contribuiu para o entendimento de como a energia é usada e transferida para criar tecnologias como lasers, transistores que são a base de todos os sistemas de computadores e equipamentos médicos avançados, como ressonância magnética (RM).