Enerji Yasaları Nedir?

Fiziksel evrendeki ısının bir vücuttan diğerine ısı transferi gibi madde ve enerji arasındaki etkileşimi yöneten enerji yasaları, temel olarak, termodinamiğin üç yasası ve Albert Einstein'ın özel ve genel görelilik teorilerini keşfetmesiyle belirlenir. . Fiziğin kendisi bu yasaların yanı sıra Isaac Newton tarafından tanımlanmış ve ilk olarak 1687'de yayınlanan ve tüm maddelerin etkileşimini açıklayan üç temel hareket yasası üzerine kuruludur. 20. yüzyılın başlarında ortaya çıkmaya başlayan kuantum mekaniği alanı, 2011'den itibaren modern uygarlığın kurulduğu atom altı ölçekte enerji yasaları için özel koşulları da açıklığa kavuşturdu.

Termodinamiğin birinci yasası tarafından açıkça ortaya konan enerji yasalarının temel ilkelerinden biri enerjinin ne yaratılmaması ne de yok edilmesidir. Işık veya ses enerjisi gibi tüm enerji biçimleri başka biçimlere dönüştürülebilir ve bu ilk önce 1800'lerin ortalarında öncü bir İngiliz fizikçisi olan James Joule'nin eseri olan Joule'nin eseri olarak ortaya çıktı. adlandırılmış. Madde ve enerji arasındaki ilişkinin doğası hakkındaki on yıllık düşünceden sonra, Albert Einstein, 1905'te E = MC2'deki ünlü formülünü yayınladı; bu, hem maddenin hem de enerjinin aynı şeyin versiyonları olduğunu ve birbirinin içinde olabileceğini belirtti. yanı sıra. Denklem enerji (E) 'nin kütle (M)' ye ışık karesi hızının (C ² ) çarpı ile eşleştiğinden, aslında, eğer yeterli enerjiniz varsa, kütleye dönüştürebileceğinizi ve kütleyi hızlandıracağınızı belirtiyordu. Yeterince, onu enerjiye dönüştürebilirsiniz.

Termodinamiğin ikinci yasası, enerjinin kullanıldığı her faaliyette potansiyelinin azaldığını veya daha fazla çalışma için daha az ve daha az erişilebilir hale geldiğini belirterek enerji yasalarını tanımladı. Bu entropi prensibini yansıtıyordu ve çevreye ısı ya da ışık kaçtığında enerjinin nereye gittiğini, insanlığı yüzyıllarca şaşırtmıştı. Entropi, yakılmadan önceki yakıtta olduğu gibi yüksek konsantrasyonlu enerji seviyelerinin sonunda atık ısı olarak uzaya yayıldığı ve geri kazanılamayacağı fikridir. Enerji, termodinamiğin birinci yasasıyla uyumluydu çünkü enerji yok edilmedi, ancak buna erişim kesildi.

Termodinamiğin üçüncü yasası 1906 yılında Alman kimyager Walther Nernst tarafından yapılan araştırmalarla açıklığa kavuşturuldu. Sıfır enerjinin olduğu bir alan veya madde bölgesi oluşturmanın imkansız olduğu ortaya çıktı, bu da bölgeyi mutlak sıfırın mümkün olan en düşük sıcaklığına kadar soğutacaktı. Bu, bu enerjideki birinci ve ikinci termodinamik yasalarını destekledi; bu, faydalı çalışmalar için kullanılmasa bile, uzayda veya maddede bir dereceye kadar mevcut olacaktı.

Einstein'ın enerji yasalarını anlama konusundaki güncellemeleri, nükleer enerji gibi birçok modern teknolojiyi mümkün kılmıştır. Ayrıca, Newton'un hareket yasaları, bilim insanlarına ve mühendislere, uyduyu yörüngeye koymak veya yakınlardaki gezegenlere uzay sondaları göndermek için gerekli güç ve yörüngeyi üretmek için madde ve enerji arasındaki ilişkiyi nasıl kullanacaklarını gösterdi. Kuantum mekaniği, enerjilerin nasıl kullanıldığını ve aktarıldığını, lazerler, tüm bilgisayar sistemlerinin temeli olan transistörler ve manyetik rezonans görüntüleme (MRI) gibi gelişmiş tıbbi ekipman gibi teknolojiyi oluşturmak için katkıda bulundu.