Bảo toàn năng lượng

Thí nghiệm của James Prescott Joule, năm 1843, nhằm vạc hiện tại sự đem hóa tích điện kể từ dạng này (cơ năng) sang trọng dạng không giống (nhiệt năng)

Trong vật lý cơ và chất hóa học, định luật bảo toàn năng lượng bảo rằng tổng tích điện của một hệ xa lánh là ko đổi; tức là nó được bảo toàn theo đòi thời hạn.^[1] Định luật này được lời khuyên và test nghiệm trước tiên bởi vì Émilie du Châtelet. Ý nghĩa của chính nó là tích điện ko thể được dẫn đến na ná ko thể bị đập hủy; thay cho nhập tê liệt, nó chỉ hoàn toàn có thể được đổi khác kể từ dạng này sang trọng dạng không giống hoặc quy đổi kể từ vật này sang trọng vật không giống (hoặc cả hai). Ví dụ, tích điện chất hóa học được quy đổi trở nên động năng khi một thanh dung dịch nổ tiếng nổ lớn. Nếu thêm vào đó toàn bộ những dạng tích điện được hóa giải nhập vụ nổ, ví dụ như động năng và thế năng của những miếng vỡ, na ná sức nóng và tiếng động, người tao tiếp tục sẽ có được đúng đắn sự hạn chế tích điện chất hóa học nhập quy trình nhóm cháy hóa học nổ. Theo vật lý cơ cổ xưa, bảo toàn tích điện không giống với bảo toàn khối lượng; song, thuyết kha khá quan trọng đặc biệt đã cho chúng ta thấy lượng đem tương quan cho tới tích điện, và ngược lại, bởi vì phương trình E=mc², và khoa học tập lúc này nhận định rằng toàn cỗ năng-khối-lượng được bảo toàn. Về mặt mày lý thuyết, điều này ý niệm rằng ngẫu nhiên vật thể này đem lượng đều hoàn toàn có thể tự động quy đổi trở nên tích điện đơn thuần và ngược lại, tuy nhiên điều này được cho rằng chỉ hoàn toàn có thể xẩy ra nhập ĐK nghiêm khắc nhất của vật hóa học, như (đã) đem kỹ năng tồn bên trên nhập ngoài hành tinh ngay lập tức sau Vụ Nổ rộng lớn hoặc khi lỗ đen sạm vạc rời khỏi sự phản xạ Hawking.

Định luật bảo toàn tích điện hoàn toàn có thể được minh chứng ngặt nghèo bởi vì toan lý Noether như thể hệ trái khoáy của việc đối xứng dịch thời hạn liên tục; tức là, kể từ thực tiễn là những toan luật vật lý cơ không bao giờ thay đổi theo đòi thời hạn.

Bạn đang xem: phát biểu định luật bảo toàn năng lượng

Hệ trái khoáy của toan luật bảo toàn tích điện là 1 trong những mô tơ vĩnh cửu loại I ko thể tồn bên trên, tức là, không tồn tại khối hệ thống này không tồn tại mối cung cấp hỗ trợ tích điện phía bên ngoài hoàn toàn có thể hỗ trợ một lượng tích điện vô hạn mang lại môi trường xung quanh xung xung quanh.^[2] Đối với những khối hệ thống không tồn tại đối xứng dịch thời hạn, hoàn toàn có thể ko xác lập được bảo toàn năng lượng. Các ví dụ bao hàm những không khí cong nhập thuyết kha khá rộng lớn ^[3] hoặc tinh ma thể thời hạn nhập vật lý cơ vật hóa học dừng tụ.^[4]^[5]^[6]^[7]

Lịch sử[sửa | sửa mã nguồn]

Các ngôi nhà triết học tập cổ xưa thời thời trước như Thales xứ Miletus k. 550 TCN đem rằng về việc bảo toàn của một hóa học cơ bạn dạng này này mà kể từ nó tất cả được dẫn đến. Tuy nhiên, không tồn tại nguyên nhân ví dụ nhằm xác lập lý thuyết của mình với những gì tất cả chúng ta biết thời buổi này về "khối-năng lượng" (ví dụ, Thales cho rằng hóa học này đó là nước). Empedocles (490-430 TCN) đang được ghi chép rằng nhập khối hệ thống phổ quát mắng của tôi, bao hàm tứ nhân tố (đất, không gian, nước, lửa), "không đem gì tự động dẫn đến hoặc bị khử vong";[8] thay cho nhập tê liệt, những nhân tố này cần Chịu sự bố trí lại liên tiếp. Epicurus (k. 350 TCN) lại tin cậy rằng tất cả nhập ngoài hành tinh bao hàm những đơn vị chức năng vật hóa học ko thể phân tách hạn chế - chi phí thân thích của 'nguyên tử' - và ông cũng có thể có một trong những phát minh về việc quan trọng của bảo toàn, bảo rằng "tổng số của việc vật vốn liếng luôn luôn là như nó đang được là, và vì vậy nó sẽ bị mãi là".[9][liên kết hỏng]

Năm 1605, Simon Stevinus đang được hoàn toàn có thể xử lý một trong những yếu tố tĩnh học tập dựa vào cách thức hoạt động vĩnh viễn là bất khả.

Năm 1639, Galileo đang được công tía phân tách của tôi về một trong những trường hợp, bao hàm cả "con nhấp lên xuống bị con gián đoạn" có tiếng, hoàn toàn có thể được tế bào miêu tả (theo ngữ điệu hiện tại đại) là quy đổi thế năng trở nên động năng và ngược lại. Về cơ bạn dạng, ông cho rằng một vật hoạt động tiếp tục lên tới mức độ cao bởi vì với độ cao tuy nhiên kể từ tê liệt nó rơi xuống, và dùng để ý này nhằm suy rời khỏi phát minh về quán tính chủ quan. Khía cạnh xứng đáng lưu ý của để ý này là độ cao tuy nhiên một vật hoạt động hoàn toàn có thể lên tới mức bên trên một mặt phẳng ko yêu tinh sát ko tùy theo hình dạng của mặt phẳng.

Năm 1669, Christiaan Huygens công tía luật chạm va của ông. Trong số những đại lượng ông liệt kê là không bao giờ thay đổi trước và sau chạm va của những vật thể, đem tổng của tế bào men tuyến tính na ná tổng động năng của bọn chúng. Tuy nhiên, sự khác lạ thân thích chạm va đàn hồi và ko đàn hồi ko được nắm rõ bên trên thời gian đó. Vấn đề này dẫn theo tranh giành chấp Một trong những ngôi nhà nghiên cứu và phân tích về sau về sự việc đại lượng được bảo toàn này là cơ bạn dạng rộng lớn (trong nhì đại lượng: động lượng và năng lượng). Trong Horologium Oscillatorium, ông đã mang rời khỏi một tuyên tía rõ rệt rất là nhiều về độ cao của một khung người đang được hoạt động, và liên kết phát minh này với việc bất khả ganh đua của một hoạt động vĩnh viễn. Nghiên cứu giúp của Huygens về động lực học tập của hoạt động con cái nhấp lên xuống dựa vào một cách thức duy nhất: trọng tâm của một vật nặng trĩu ko thể tự động thổi lên.

Thực tế là động năng là vô phía, không phải như động lượng tuyến tính là 1 trong những vectơ, và vì thế đơn giản thao tác làm việc rộng lớn đang không bay ngoài sự lưu ý của Gottfried Wilhelm Leibniz. Đó là Leibniz trong mỗi năm 1676-1689, người trước tiên đang được test một công thức toán học tập của loại tích điện được liên kết với chuyển động (động năng). Sử dụng công Huygens' chạm chạm, Leibniz nhận biết rằng trong vô số khối hệ thống cơ khí (một số vật đem lượng, m_i từng với véc tơ vận tốc tức thời v_i),

được bảo toàn miễn sao những vật ko tương tác. Ông gọi con số này là vis viva hoặc lực lượng sống của khối hệ thống. Nguyên tắc này thể hiện tại một tuyên tía đúng đắn về việc bảo toàn giao động của động năng trong số trường hợp không tồn tại yêu tinh sát. phần lớn ngôi nhà vật lý cơ bên trên thời gian đó, như Newton, nhận định rằng việc bảo toàn động lượng được giữ lại trong cả trong số hệ đem yêu tinh sát, như được xác lập bởi vì động lượng:

là vis viva được bảo toàn. Sau tê liệt, người tao đang được minh chứng rằng cả nhì đại lượng được bảo toàn mặt khác, với những ĐK tương thích như chạm va đàn hồi.

Năm 1687, Isaac Newton xuất bạn dạng cuốn Principia của ông, được ghi chép xoay xung quanh định nghĩa lực và động lượng. Tuy nhiên, những ngôi nhà nghiên cứu và phân tích đang được nhanh gọn xem sét rằng những cách thức được nêu nhập cuốn sách, trong những khi chất lượng mang lại lượng điểm, ko đầy đủ nhằm xử lý những hoạt động của vật thể rắn và lỏng. Một số cách thức không giống cũng rất được đòi hỏi.

Định luật bảo toàn vis viva và được tuyên bố bởi cặp đôi phụ vương con cái, Johann và Daniel Bernoulli. Người phụ vương đã mang rời khỏi cách thức của công ảo như được dùng trong số tổng hợp nhập toàn cỗ năm 1715, trong những khi người con cái dựa vào Hydrodynamica, được xuất bạn dạng năm 1738, theo đòi cách thức bảo toàn độc nhất này. Nghiên cứu giúp của Daniel về sự việc rơi rụng lên đường vis viva của làn nước chảy đang được khiến cho ông thiết kế cách thức Bernoulli, tương quan tới sự rơi rụng đuối tỷ trọng thuận với việc thay cho thay đổi của áp lực đè nén thủy động lực học tập. Daniel cũng tạo hình định nghĩa về việc làm và hiệu suất cao mang lại máy thủy lực; và ông đã mang rời khỏi một lý thuyết động học tập về hóa học khí và link động năng của những phân tử khí với sức nóng phỏng của khí.

Sự triệu tập nhập vis viva của những ngôi nhà vật lý cơ châu lục sau cuối đang được dẫn theo việc vạc hình thành những cách thức điều khiển và tinh chỉnh cơ học tập tĩnh, như nguyên tắc D'Alembert, cơ học tập Lagrange và cơ học tập Hamilton.

Émilie du Châtelet (1706 - 1749) đang được lời khuyên và test nghiệm fake thuyết bảo toàn tổng tích điện, không giống với động lượng. Lấy hứng thú kể từ những lý thuyết của Gottfried Leibniz, cô đang được tái diễn và công khai minh bạch một thực nghiệm lúc đầu được phát minh sáng tạo bởi vì Gravesande của Willem nhập năm 1722, nhập tê liệt những trái khoáy bóng được thả kể từ những phỏng cao không giống nhau vào trong 1 tấm khu đất sét mượt. Động năng của từng trái khoáy bóng - được biểu thị bởi vì con số vật hóa học bị dịch đem - được hiển thị tỷ trọng với bình phương véc tơ vận tốc tức thời. Sự biến dị của khu đất sét và được nhìn thấy tỷ trọng thuận với độ cao tuy nhiên kể từ tê liệt những trái khoáy bóng được thả xuống, bởi vì với tích điện tiềm năng lúc đầu. Các người công nhân trước tê liệt, bao hàm Newton và Voltaire, đều tin cậy rằng "năng lượng" (theo như chúng ta hiểu định nghĩa này) ko khác lạ với động lượng và vì thế tỷ trọng thuận với véc tơ vận tốc tức thời. Theo cơ hội hiểu này, sự biến dị của khu đất sét cần tỷ trọng thuận với căn bậc nhì của độ cao tuy nhiên kể từ tê liệt những trái khoáy bóng được thả xuống. Trong vật lý cơ cổ xưa công thức thực sự , Tại đâu là động năng của một vật, lượng của chính nó và vận tốc của chính nó. Trên hạ tầng này, du Châtelet lời khuyên rằng tích điện cần luôn luôn đem nằm trong độ dài rộng bên dưới từng kiểu dáng, điều quan trọng nhằm hoàn toàn có thể link nó bên dưới những kiểu dáng không giống nhau (động học tập, thế năng, sức nóng lượng).^[10]^[11]

Các kỹ sư như John Smeaton, Peter Ewart, Carl Holtzmann, Gustave-Adolphe Hirn và Marc Seguin xem sét rằng bảo toàn động lượng 1 mình là ko đầy đủ nhằm đo lường thực tiễn và dùng nguyên tắc của Leibniz. Nguyên tắc này cũng rất được một trong những ngôi nhà chất hóa học như William Hyde Wollaston đã cho thấy. Các học tập giả thử John Playfair đang được nhanh gọn cho rằng động năng rõ rệt ko được bảo toàn. Vấn đề này là phân minh so với một phân tách tân tiến dựa vào toan luật sức nóng động lực học tập loại nhì, tuy nhiên trong thế kỷ 18 và 19, số phận của tích điện bị rơi rụng vẫn không được biết.

Dần dần dần, người tao nghi hoặc rằng sức HOT chắc hẳn rằng được dẫn đến bởi vì hoạt động bên dưới yêu tinh sát là 1 trong những dạng không giống của vis viva. Năm 1783, Antoine Lavoisier và Pierre-Simon Laplace đang được kiểm tra nhì lý thuyết tuyên chiến và cạnh tranh của lý thuyết vis viva và caloric.^[12] Các để ý về việc sinh sức nóng năm 1798 của Rumford nhập quy trình nhàm ngán của pháo đã tiếp tục tăng thêm thắt trọng lượng mang lại ý kiến rằng hoạt động cơ học tập hoàn toàn có thể được đem trở nên sức nóng và (quan trọng là) quy đổi là toan lượng và hoàn toàn có thể Dự kiến được (cho quy tắc hằng số quy đổi phổ quát mắng thân thích động năng và nhiệt). Vis viva tiếp sau đó chính thức được gọi là năng lượng, sau khoản thời gian thuật ngữ này lượt trước tiên được Thomas Young dùng theo đòi nghĩa tê liệt nhập năm 1807.

Việc hiệu chỉnh lại vis viva thành

có thể hiểu là quy đổi động năng sang trọng công, phần rộng lớn là thành phẩm của Gaspard-Gustave Coriolis và Jean-Victor Poncelet nhập quy trình tiến độ 1819-1839. Cái trước gọi là quantité de travail (số lượng công việc) và hình mẫu sau, travail mécanique (công việc cơ khí), và cả nhì đều triệu tập dùng nó nhập đo lường chuyên môn.

Trong một bài xích báo Über die Natur der Wärme (tiếng Đức "Về thực chất của nhiệt"), được xuất bạn dạng bên trên tờ Zeitschrift für Physik năm 1837, Karl Friedrich Mohr đã mang rời khỏi một trong mỗi tuyên tía công cộng trước tiên về triết lí bảo toàn tích điện bởi vì kể từ ngữ: "ngoài 54 nhân tố chất hóa học đang được biết, có duy nhất một tác nhân nhập toàn cầu vật lý cơ, và trên đây được gọi là Kraft [năng lượng hoặc công]. Nó hoàn toàn có thể xuất hiện tại, tùy từng thực trạng, như hoạt động, ái lực chất hóa học, sự kết nối, năng lượng điện, khả năng chiếu sáng và kể từ tính; và kể từ ngẫu nhiên một trong mỗi kiểu dáng này, nó hoàn toàn có thể được quy đổi trở nên ngẫu nhiên kiểu dáng này không giống. "

Tương đương cơ học tập của nhiệt[sửa | sửa mã nguồn]

Một quy trình tiến độ cần thiết nhập sự cách tân và phát triển của nguyên tắc bảo toàn tân tiến là trình biểu diễn sự tương đương cơ học tập của nhiệt. Lý thuyết sức nóng lượng giữ lại rằng sức nóng ko thể được dẫn đến na ná không biến thành đập diệt, trong những khi bảo toàn tích điện yên cầu cách thức trái khoáy ngược là sức nóng và công cơ học tập hoàn toàn có thể thay cho thế lẫn nhau.

Vào vào giữa thế kỷ loại chục tám, Mikhail Lomonosov, một ngôi nhà khoa học tập người Nga, đã mang rời khỏi fake thuyết về sức nóng động lực học tập của tôi, đang được bác bỏ quăng quật phát minh về sức nóng lượng. Thông qua loa thành phẩm nghiên cứu và phân tích thực nghiệm, Lomonosov đã từng đi cho tới tóm lại rằng sức nóng ko được truyền qua loa những phân tử của hóa học lỏng sức nóng.

Năm 1798, vịn tước đoạt Rumford (Benjamin Thompson) đang được triển khai những quy tắc đo sức nóng yêu tinh sát sinh rời khỏi trong số khẩu súng và cách tân và phát triển phát minh rằng sức nóng là 1 trong những dạng của động năng; những quy tắc đo của ông đang được bác bỏ quăng quật lý thuyết sức nóng lượng, tuy nhiên ko đầy đủ đúng đắn nhằm phản bác bỏ những nghi hoặc.

Nguyên lý tương tự cơ học tập lượt trước tiên được bác bỏ sĩ phẫu thuật người Đức Julius Robert von Mayer thể hiện bên dưới dạng tân tiến nhập năm 1842.^[13] Mayer đã mang rời khỏi tóm lại này nhập chuyến du ngoạn cho tới Đông chặn Hà Lan, điểm ông thấy rằng tiết của người bệnh của tôi đem red color thẫm rộng lớn vì như thế chúng ta hấp phụ không nhiều oxy rộng lớn và vì thế không nhiều tích điện rộng lớn nhằm giữ lại sức nóng phỏng khung người nhập ĐK nhiệt độ rét rộng lớn. Ông vạc hình thành rằng sức nóng và công cơ học tập là cả nhì dạng tích điện và nhập năm 1845, sau khoản thời gian nâng lên kỹ năng về vật lý cơ, ông đang được xuất bạn dạng một thường xuyên khảo về quan hệ toan lượng thân thích bọn chúng.^[14]

Trong khi tê liệt, nhập năm 1843, James Prescott Joule đang được song lập vạc hình thành sự tương tự cơ học tập nhập hàng loạt những thực nghiệm. Trong có tiếng nhất, lúc này được gọi là "bộ máy Joule", trọng lượng hạn chế dần dần nối liền với cùng một chuỗi đang được khiến cho một cái chèo ngập trong nước xoay. Ông đang được cho rằng tích điện mê hoặc bị rơi rụng bởi vì trọng lượng hạn chế dần dần bởi vì với tích điện phía bên trong tuy nhiên nước nhận được trải qua yêu tinh sát với cái chèo.

Xem thêm: soạn bài người trong bao

Trong quy trình tiến độ 1840-1843, việc làm tương tự động được triển khai bởi vì kỹ sư Ludwig A. Cold, tuy nhiên nó không nhiều được nghe biết phía bên ngoài quê nhà Đan Mạch của ông.

Khám đập của Joule và Mayer đều bị kháng cự và quăng quật khoác tuy nhiên tìm hiểu của Joule sau cuối đang được hấp dẫn được sự thừa nhận thoáng rộng rộng lớn.

Năm 1844, William Robert Grove đã mang rời khỏi quan hệ thân thích cơ học tập, sức nóng, khả năng chiếu sáng, năng lượng điện và kể từ tính bằng phương pháp coi toàn bộ bọn chúng là biểu lộ của một "lực" (năng lượng theo đòi thuật ngữ hiện tại đại). Năm 1846, Grove công tía lý thuyết của tôi nhập cuốn sách Tương quan liêu lực lượng vật lý.^[15] Năm 1847, dựa vào kiệt tác trước tê liệt của Joule, Sadi Carnot và Émile Clapeyron, Hermann von Helmholtz đã mang rời khỏi tóm lại tương tự động như Grove và công tía lý thuyết của tôi nhập cuốn sách Über die Erhaltung der Kraft (On the Conservation of Force, 1847).^[16] Sự đồng ý tân tiến rằng công cộng của cách thức tương tự cơ học tập bắt mối cung cấp kể từ ấn phẩm này.

Năm 1850, William Rankine lượt trước tiên dùng cụm kể từ định luật bảo toàn năng lượng mang lại cách thức này.^[17]

Năm 1877, Peter Guthrie Tait tuyên tía rằng cách thức này bắt mối cung cấp kể từ Isaac Newton, dựa vào một bài xích phát âm tạo ra về những mệnh đề 40 và 41 của Philosophiae Naturalis Principia Mathematica. Vấn đề này hiện tại được xem là một ví dụ về lịch sử hào hùng Whig.^[18]

Tương đương tích điện khối lượng[sửa | sửa mã nguồn]

Vật hóa học bao hàm những nguyên vẹn tử và những gì tạo ra những nguyên vẹn tử. Vật hóa học đem lượng nội tại hoặc khối lượng nghỉ. Trong phạm vi giới hạn của kinh nghiệm tay nghề được thừa nhận của thế kỷ XIX, người tao thấy rằng phần còn sót lại vì vậy được bảo toàn. Lý thuyết kha khá quan trọng đặc biệt năm 1905 của Einstein đang được cho rằng lượng nghỉ ngơi ứng với cùng một lượng năng lượng nghỉ tương tự. Vấn đề này Tức là khối lượng nghỉ hoàn toàn có thể được quy đổi trở nên hoặc kể từ những dạng tích điện (phi vật chất) tương tự, ví như động năng, thế năng và tích điện sự phản xạ năng lượng điện kể từ. Khi điều này xẩy ra, như được thừa nhận nhập kinh nghiệm tay nghề thế kỷ XX, lượng nghỉ ngơi ko được bảo toàn, không phải như tổng lượng hoặc tổng tích điện. Tất cả những dạng tích điện góp sức nhập tổng lượng và tổng tích điện.

Ví dụ, từng electron và positron đều phải sở hữu lượng nghỉ ngơi. Chúng hoàn toàn có thể tiêu vong cùng với nhau, quy đổi tích điện nghỉ ngơi phối kết hợp của bọn chúng trở nên những photon đem tích điện sự phản xạ năng lượng điện kể từ, tuy nhiên không tồn tại lượng nghỉ ngơi. Nếu điều này xẩy ra nhập một hệ xa lánh ko hóa giải những photon hoặc tích điện của bọn chúng rời khỏi môi trường xung quanh phía bên ngoài, thì tổng khối lượng na ná tổng năng lượng của hệ sẽ không còn thay cho thay đổi. Năng lượng sự phản xạ năng lượng điện kể từ được dẫn đến góp sức tương tự với quán tính chủ quan (và ngẫu nhiên trọng lượng nào) của khối hệ thống na ná lượng còn sót lại của electron và positron trước lúc bọn chúng bị đập diệt. Tương tự động vì vậy, những dạng tích điện phi vật hóa học hoàn toàn có thể bị chi khử trở nên vật hóa học, đem lượng nghỉ ngơi.

Do tê liệt, bảo toàn tích điện (tổng, bao hàm cả tích điện vật hóa học hoặc tích điện nghỉ) và bảo toàn lượng (năng lượng tổng, không chỉ có tích điện nghỉ), mỗi từng mẫu vẫn lưu giữ như 1 toan luật (tương đương). Trong thế kỷ 18, những điều này đang được xuất hiện tại như nhì toan luật nhịn nhường như khác lạ.

Bảo toàn tích điện nhập phân tan beta[sửa | sửa mã nguồn]

Phát hiện tại nhập năm 1911 rằng những electron vạc rời khỏi nhập phân tan beta đem liên tiếp chứ không cần cần là phổ tách rộc dường như xích míc với bảo toàn tích điện, theo đòi giả thiết thời điểm hiện tại rằng phân tan beta là việc vạc xạ giản dị và đơn giản của electron kể từ phân tử nhân.^[19]^[20] việc này sau cuối và được xử lý nhập năm 1933 bởi vì Enrico Fermi, người đang được lời khuyên tế bào miêu tả đúng đắn về việc phân tan beta vì như thế sự vạc xạ của tất cả electron và antineutrino, đem theo đòi tích điện bị thiếu thốn rõ rệt.^[21]^[22]

Định luật trước tiên của sức nóng động lực học[sửa | sửa mã nguồn]

Đối với cùng một khối hệ thống sức nóng động kín, toan luật sức nóng động lực học tập trước tiên hoàn toàn có thể được nêu là:

hoặc tương tự

trong tê liệt là lượng tích điện được thêm vô khối hệ thống bởi vì một quy trình gia sức nóng, là lượng tích điện bị rơi rụng bởi vì khối hệ thống bởi công được triển khai bởi vì khối hệ thống bên trên môi trường xung quanh xung xung quanh và là việc thay cho thay đổi tích điện phía bên trong của khối hệ thống.

Các before trước những thuật ngữ sức nóng và việc làm được dùng nhằm cho rằng bọn chúng tế bào miêu tả sự ngày càng tăng tích điện sẽ tiến hành phân tích và lý giải khá không giống đối với sự ngày càng tăng của tích điện phía bên trong (xem sự khác lạ ko chủ yếu xác). Công việc và sức nóng tương quan cho tới những loại tiến độ thêm thắt hoặc giảm bớt tích điện nhập hoặc từ là 1 khối hệ thống, trong những khi tích điện phía bên trong là 1 trong những đặc điểm của một hiện trạng ví dụ của khối hệ thống khi nó ở hiện trạng thăng bằng sức nóng động không bao giờ thay đổi. Do tê liệt, thuật ngữ "năng lượng nhiệt" mang lại Tức là "lượng tích điện được thêm vô như thể thành phẩm của việc sưởi ấm" thay cho nói đến một dạng tích điện ví dụ. Tương tự động vì vậy, thuật ngữ "năng lượng thực hiện việc" mang lại Tức là "lượng tích điện bị rơi rụng là thành phẩm của công việc". Do tê liệt, người tao nói cách khác lượng tích điện phía bên trong được chiếm hữu bởi vì một khối hệ thống sức nóng động tuy nhiên người tao biết hiện tại đang ở một hiện trạng chắc chắn, tuy nhiên người tao ko thể biết, chỉ với kỹ năng về hiện trạng thời điểm hiện tại, từng nào tích điện nhập vượt lên trên khứ đang được chảy nhập hoặc bay rời khỏi khối hệ thống là thành phẩm của việc nó được tạo rét hoặc làm giảm nhiệt độ, na ná thành phẩm của việc làm được triển khai bên trên hoặc bởi vì khối hệ thống.

Entropy là 1 trong những tính năng của hiện trạng của một khối hệ thống cho thấy những giới hạn về kỹ năng quy đổi sức nóng sang trọng công.

Đối với cùng một khối hệ thống nén giản dị và đơn giản, việc làm được triển khai bởi vì khối hệ thống hoàn toàn có thể được ghi chép thành:

trong tê liệt là áp lực đè nén và là 1 trong những thay cho thay đổi nhỏ nhập lượng của khối hệ thống, từng thay đổi là những thay đổi khối hệ thống. Trong tình huống fake tưởng nhập tê liệt quy trình được hoàn hảo hóa và vô nằm trong chậm trễ, và để được gọi là bán tĩnh, và được xem là hoàn toàn có thể hòn đảo ngược, sức nóng được truyền từ là 1 mối cung cấp đem sức nóng phỏng vô nằm trong cao hơn nữa sức nóng phỏng khối hệ thống, tiếp sau đó tích điện sức nóng hoàn toàn có thể được ghi chép thành

Ở đâu là sức nóng phỏng và là 1 trong những thay cho thay đổi nhỏ nhập entropy của khối hệ thống. Nhiệt phỏng và entropy là những thay đổi hiện trạng của một khối hệ thống.

Nếu một khối hệ thống cởi (trong tê liệt lượng hoàn toàn có thể được trao thay đổi với môi trường) đem một trong những tường ngăn sao mang lại việc đem khối qua loa những tường ngăn cứng tách biệt với sức nóng và đem việc làm, thì luật trước tiên hoàn toàn có thể được viết:^[23]

trong tê liệt là lượng được thêm vô và là tích điện phía bên trong bên trên một đơn vị chức năng lượng của lượng được thêm vô, được đo nhập môi trường xung quanh xung xung quanh trước quy trình.

Định lý Noether[sửa | sửa mã nguồn]

Emmy Noether (1882-1935) là 1 trong những ngôi nhà toán học tập đem tác động được nghe biết với những góp sức đột đập của bà mang lại đại số trừu tượng và vật lý cơ lý thuyết.

Việc bảo toàn tích điện là 1 trong những Đặc điểm phổ cập trong vô số lý thuyết vật lý cơ. Từ ý kiến toán học tập, nó được hiểu là hệ trái khoáy của toan lý Noether, được Emmy Noether cách tân và phát triển nhập năm 1915 và xuất bạn dạng lượt trước tiên nhập năm 1918. Định lý nêu từng đối xứng liên tiếp của một lý thuyết vật lý cơ mang 1 đại lượng bảo toàn liên quan; nếu như tính đối xứng của lý thuyết là không bao giờ thay đổi theo đòi thời hạn thì đại lượng được bảo toàn được gọi là "năng lượng". Định luật bảo toàn tích điện là hệ trái khoáy của việc đối xứng dịch đem của thời gian; bảo toàn tích điện được ý niệm bởi vì thực tiễn thực nghiệm rằng những toan luật vật lý cơ không bao giờ thay đổi theo đòi thời hạn. Về mặt mày triết học tập, điều này hoàn toàn có thể được tuyên tía là "không đem gì tùy theo thời hạn từng lần". Nói cách tiếp, nếu như khối hệ thống vật lý cơ không bao giờ thay đổi bên dưới sự đối xứng liên tiếp của dịch thời hạn thì tích điện của chính nó (là đại lượng phối hợp chủ yếu tắc với thời gian) được bảo toàn. trái lại, những khối hệ thống ko không bao giờ thay đổi theo đòi thời hạn (ví dụ, những khối hệ thống đem tích điện tiềm năng dựa vào thời gian) ko thể hiện tại sự bảo toàn tích điện - trừ khi tất cả chúng ta kiểm tra bọn chúng nhằm trao thay đổi tích điện với khối hệ thống không giống, khối hệ thống phía bên ngoài nhằm lý thuyết về khối hệ thống không ngừng mở rộng phát triển thành không bao giờ thay đổi thời hạn một lần tiếp nữa. bảo toàn tích điện cho những hệ hữu hạn có mức giá trị trong số lý thuyết vật lý cơ như thuyết kha khá quan trọng đặc biệt và lý thuyết lượng tử (bao bao gồm cả QED) nhập không khí bằng phẳng.

Thuyết tương đối[sửa | sửa mã nguồn]

Với việc vạc hình thành thuyết kha khá quan trọng đặc biệt của Henri Poincaré và Albert Einstein, tích điện được lời khuyên là 1 trong những bộ phận của một vectơ 4 động lượng tích điện. Mỗi nhập tứ bộ phận (một tích điện và phụ thân động lượng) của vectơ này được bảo toàn riêng không liên quan gì đến nhau theo đòi thời hạn, nhập ngẫu nhiên hệ kín này, như được thấy kể từ ngẫu nhiên hệ qui chiếu quán tính chủ quan này. Cũng được bảo toàn là chiều nhiều năm vectơ (chỉ chi Minkowski), là phần còn sót lại của những phân tử đơn lẻ và lượng không bao giờ thay đổi cho những hệ phân tử (trong tê liệt tế bào men và tích điện được xem riêng rẽ trước lúc phỏng nhiều năm được xem toán coi bài xích báo về lượng bất biến).

Xem thêm: i don't have enough money

Năng lượng kha khá tính của một phân tử rộng lớn độc nhất có một thuật ngữ tương quan cho tới lượng nghỉ ngơi của chính nó sát bên động năng của hoạt động. Trong số lượng giới hạn của động năng bởi vì ko (hoặc tương tự nhập hệ qui chiếu nghỉ) của một phân tử rộng lớn, hoặc nhập hệ qui chiếu tâm động lượng cho những vật hoặc hệ đem động năng, tổng tích điện của phân tử hoặc vật (kể cả động năng nội bên trên của hệ) đem tương quan cho tới lượng nghỉ ngơi của chính nó hoặc lượng không bao giờ thay đổi của chính nó trải qua phương trình có tiếng .

Do tê liệt, quy luật bảo toàn năng lượng theo đòi thời hạn nhập thuyết kha khá quan trọng đặc biệt nối tiếp được giữ lại, miễn sao hệ qui chiếu của người xem không bao giờ thay đổi. Vấn đề này vận dụng mang lại tổng tích điện của những khối hệ thống, tuy nhiên những ngôi nhà để ý không giống nhau khước từ với độ quý hiếm tích điện. Cũng được bảo toàn và không bao giờ thay đổi so với toàn bộ những ngôi nhà để ý, là lượng không bao giờ thay đổi, là lượng và tích điện khối hệ thống ít nhất tuy nhiên ngẫu nhiên người xem này hoàn toàn có thể bắt gặp, và được xác lập bởi vì quan hệ xung lượng tích điện.

Trong thuyết kha khá rộng lớn, bảo toàn động lượng của tích điện ko được xác lập rõ rệt trừ một trong những tình huống quan trọng đặc biệt. Động lượng tích điện thông thường được biểu thị với việc trợ chung của một fake hành vi lực stress. Tuy nhiên, vì như thế những fake tình cờ ko cần là tenxơ, bọn chúng ko đổi khác sạch sẽ Một trong những hệ qui chiếu. Nếu số liệu đang được kiểm tra là tĩnh (nghĩa là không bao giờ thay đổi theo đòi thời gian) hoặc phẳng phiu không tồn tại triệu bệnh (nghĩa là ở một khoảng cách vô vàn rời ra ko thời hạn coi trống không rỗng), thì bảo toàn tích điện không tồn tại những cạm bẫy rộng lớn. Trong thực tiễn, một trong những số liệu như chỉ số Friedmann về Lemaîtreọt Robertsonifer Walker ko thỏa mãn nhu cầu những giới hạn này và bảo toàn tích điện ko được xác lập rõ rệt.^[24] Lý thuyết kha khá rộng lớn nhằm lại thắc mắc liệu đem sự bảo toàn tích điện mang lại toàn cỗ ngoài hành tinh hay là không.

Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]

Động cơ vĩnh cửu
Định luật ko sức nóng động lực học
Định luật nhì sức nóng động lực học

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

^ Richard Feynman (1970). The Feynman Lectures on Physics Vol I. Addison Wesley. ISBN 978-0 -201-02115-8.
^ Planck, M. (1923/1927). Treatise on Thermodynamics, third English edition translated by A. Ogg from the seventh German edition, Longmans, Green & Co., London, page 40.
^ Witten, Edward (1981). “A new proof of the positive energy theorem” (PDF). Communications in Mathematical Physics. 80 (3): 381–402. Bibcode:1981CMaPh..80..381W. doi:10.1007/BF01208277. ISSN 0010-3616. Bản gốc (PDF) tàng trữ ngày 25 mon 11 năm 2016. Truy cập ngày một mon 8 năm 2020.
^ Grossman, Lisa (ngày 18 mon một năm 2012). “Death-defying time crystal could outlast the universe”. newscientist.com. New Scientist. Bản gốc tàng trữ ngày 2 mon hai năm 2017.
^ Cowen, Ron (ngày 27 mon hai năm 2012). “"Time Crystals" Could Be a Legitimate Form of Perpetual Motion”. scientificamerican.com. Scientific American. Bản gốc tàng trữ ngày 2 mon hai năm 2017.
^ Powell, Devin (2013). “Can matter cycle through shapes eternally?”. Nature. doi:10.1038/nature.2013.13657. ISSN 1476-4687. Bản gốc tàng trữ ngày 3 mon hai năm 2017.
^ Gibney, Elizabeth (2017). “The quest to lớn crystallize time”. Nature. 543 (7644): 164–166. Bibcode:2017Natur.543..164G. doi:10.1038/543164a. ISSN 0028-0836. PMID 28277535. Bản gốc tàng trữ ngày 13 mon 3 năm 2017.
^ Janko, Richard (2004). “Empedocles, "On Nature"” (PDF). Zeitschrift für Papyrologie und Epigraphik. 150: 1–26.
^ Laertius, Diogenes. "Lives of Eminent Philosophers: Epicurus".. This passage comes from a letter quoted in full by Diogenes, and purportedly written by Epicurus himself in which he lays out the tenets of his philosophy.
^ Hagengruber, Ruth, editor (2011) Émilie du Chatelet between Leibniz and Newton. Springer. ISBN 978-94-007-2074-9.
^ Arianrhod, Robyn (2012). Seduced by logic: Émilie du Châtelet, Mary Somerville, and the Newtonian revolution . New York: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-993161-3.
^ Lavoisier, A.L. & Laplace, P..S. (1780) "Memoir on Heat", Académie Royale des Sciences pp. 4–355
^ von Mayer, J.R. (1842) "Remarks on the forces of inorganic nature" in Annalen der Chemie und Pharmacie, 43, 233
^ Mayer, J.R. (1845). Die organische Bewegung in ihrem Zusammenhange mit dem Stoffwechsel. Ein Beitrag zur Naturkunde, Dechsler, Heilbronn.
^ Grove, W. R. (1874). The Correlation of Physical Forces (ấn bạn dạng 6). London: Longmans, Green.
^ “On the Conservation of Force”. Bartleby. Truy cập ngày 6 tháng bốn năm 2014.
^ William John Macquorn Rankine (1853) "On the General Law of the Transformation of Energy," Proceedings of the Philosophical Society of Glasgow, vol. 3, no. 5, pages 276-280; reprinted in: (1) Philosophical Magazine, series 4, vol. 5, no. 30, pages 106-117 (February 1853); and (2) W. J. Millar, ed., Miscellaneous Scientific Papers: by W. J. Macquorn Rankine,... (London, England: Charles Griffin and Co., 1881), part II, pages 203-208: "The law of the Conservation of Energy is already known—viz. that the sum of all the energies of the universe, actual and potential, is unchangeable."
^ Hadden, Richard W. (1994). On the shoulders of merchants: exchange and the mathematical conception of nature in early modern Europe. SUNY Press. tr. 13. ISBN 978-0-7914-2011-9., Chapter 1, p. 13
^ Jensen, Carsten (2000). Controversy and Consensus: Nuclear Beta Decay 1911-1934. Birkhäuser Verlag. ISBN 978-3-7643-5313-1.
^ Brown, Laurie M. (1978). “The idea of the neutrino”. Physics Today. 31 (9): 23–8. Bibcode:1978PhT....31i..23B. doi:10.1063/1.2995181.
^ Wilson, F. L. (1968). “Fermi's Theory of Beta Decay”. 36 (12): 1150–1160. Bibcode:1968AmJPh..36.1150W. doi:10.1119/1.1974382.
^ Griffiths, D. (2009). Introduction to lớn Elementary Particles (ấn bạn dạng 2). tr. 314–315. ISBN 978-3-527-40601-2.
^ Born, M. (1949). Natural Philosophy of Cause and Chance, Oxford University Press, London, pp. 146–147.
^ Michael Weiss and John Baez. “Is Energy Conserved in General Relativity?”. Bản gốc tàng trữ ngày 5 mon 6 năm 2007. Truy cập ngày 5 mon một năm 2017.