Bảo toàn năng lượng

Thí nghiệm của James Prescott Joule, năm 1843, nhằm trừng trị hiện tại sự fake hóa tích điện kể từ dạng này (cơ năng) lịch sự dạng không giống (nhiệt năng)

Trong cơ vật lý 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 bám theo thời hạn.^[1] Định luật này được khuyến nghị và test nghiệm thứ nhất vày Émilie du Châtelet. Ý nghĩa của chính nó là tích điện ko thể được dẫn đến gần giống ko thể bị huỷ hủy; thay cho nhập cơ, nó chỉ hoàn toàn có thể được biến hóa kể từ dạng này lịch sự dạng không giống hoặc quy đổi kể từ vật này lịch sự 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. 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, gần giống nhiệt độ và tiếng động, người tao tiếp tục cảm nhận được đúng đắn sự hạn chế tích điện chất hóa học nhập quy trình nhen cháy hóa học nổ. Theo cơ vật lý cổ xưa, bảo toàn tích điện không giống với bảo toàn khối lượng; tuy vậy, thuyết kha khá đặc trưng đã cho thấy lượng đem tương quan cho tới tích điện, và ngược lại, vày phương trình E=mc², và khoa học tập lúc này nhận định rằng toàn cỗ năng-khối-lượng được bảo toàn. Về mặt mũi lý thuyết, điều này ý niệm rằng ngẫu nhiên vật thể nào là 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 khó khăn nhất của vật hóa học, như (đã) đem kỹ năng tồn bên trên nhập thiên hà tức thì sau Vụ Nổ rộng lớn hoặc Khi lỗ thâm trừng trị rời khỏi sự phản xạ Hawking.

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

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

Hệ trái ngược 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 nào là không tồn tại mối cung cấp hỗ trợ tích điện bên phía ngoài hoàn toàn có thể hỗ trợ một lượng tích điện vô hạn mang đến 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 anh thể thời hạn nhập cơ vật lý vật hóa học dừng tụ.^[4]^[5]^[6]^[7]

Lịch sử[sửa | sửa mã nguồn]

Các căn nhà triết học tập cổ xưa thời thời trước như Thales xứ Miletus k. 550 TCN đem trình bày về sự việc bảo toàn của một hóa học cơ phiên bản nào là này mà kể từ nó tất cả được dẫn đến. Tuy nhiên, không tồn tại nguyên do rõ ràng nhằm xác lập lý thuyết của mình với những gì tất cả chúng ta biết ngày này về "khối-năng lượng" (ví dụ, Thales cho là hóa học này đó là nước). Empedocles (490-430 TCN) tiếp tục ghi chép rằng nhập khối hệ thống phổ quát mắng của tớ, bao hàm tư thành phần (đất, bầu không khí, nước, lửa), "không đem gì tự động dẫn đến hoặc bị khử vong";[8] thay cho nhập cơ, những nhân tố này nên Chịu đựng sự bố trí lại liên tiếp. Epicurus (k. 350 TCN) lại tin cậy rằng tất cả nhập thiên hà bao hàm những đơn vị chức năng vật hóa học ko thể phân chia hạn chế - chi phí thân thiện của 'nguyên tử' - và ông cũng có thể có một số trong những ý tưởng phát minh về sự 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 tiếp tục hoàn toàn có thể giải quyết và xử lý một số trong những yếu tố tĩnh học tập dựa vào cách thức hoạt động vĩnh viễn là bất khả.

Năm 1639, Galileo tiếp tục công tía phân tách của tớ về một số trong những trường hợp, bao hàm cả "con nhấp lên xuống bị loại gián đoạn" phổ biến, 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 phiên bản, ông cho rằng một vật hoạt động tiếp tục lên tới mức độ cao vày với độ cao tuy nhiên kể từ cơ nó rơi xuống, và dùng để ý này nhằm suy rời khỏi ý tưởng 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 chạm của ông. Trong số những đại lượng ông liệt kê là không bao giờ thay đổi trước và sau chạm chạm của những vật thể, đem tổng của tế bào men tuyến tính gần giống tổng động năng của bọn chúng. Tuy nhiên, sự khác lạ thân thiện chạm chạm đàn hồi và ko đàn hồi ko được làm rõ bên trên thời gian đó. Vấn đề này kéo theo giành chấp trong những căn nhà nghiên cứu và phân tích về sau về sự đại lượng được bảo toàn nào là là cơ phiên bản rộng lớn (trong nhì đại lượng: động lượng và năng lượng). Trong Horologium Oscillatorium, ông đã lấy rời khỏi một tuyên tía rõ nét rất nhiều về độ cao của một khung hình đang được hoạt động, và liên kết ý tưởng phát minh này với việc bất khả thi đua của một hoạt động vĩnh viễn. Nghiên cứu vãn 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 bởi vậy dễ dàng và đơn giản thao tác rộng lớn dường như không bay ngoài sự lưu ý của Gottfried Wilhelm Leibniz. Đó là Leibniz trong mỗi năm 1676-1689, người thứ nhất tiếp tục 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 nhiều 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 sự việc bảo toàn sấp xỉ của động năng trong số trường hợp không tồn tại yêu tinh sát. hầu hết căn nhà cơ vật lý bên trên thời gian đó, như Newton, nhận định rằng việc bảo toàn động lượng được lưu giữ trong cả trong số hệ đem yêu tinh sát, như được xác lập vày động lượng:

là vis viva được bảo toàn. Sau cơ, người tao tiếp tục chứng tỏ rằng cả nhì đại lượng được bảo toàn bên cạnh đó, với những ĐK phù hợp như chạm chạm đàn hồi.

Năm 1687, Isaac Newton xuất phiên bản cuốn Principia của ông, được ghi chép xoay xung quanh định nghĩa lực và động lượng. Tuy nhiên, những căn nhà nghiên cứu và phân tích tiếp tục nhanh gọn xem sét rằng những cách thức được nêu nhập cuốn sách, trong lúc chất lượng tốt mang đến lượng điểm, ko đầy đủ nhằm giải quyết và 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 đã được tuyên bố vì thế cặp đôi thân phụ con cái, Johann và Daniel Bernoulli. Người thân phụ đã lấy rời khỏi cách thức của công ảo như được dùng trong số đo đếm nhập toàn cỗ năm 1715, trong lúc người con cái dựa vào Hydrodynamica, được xuất phiên bản năm 1738, bám theo cách thức bảo toàn có một không hai này. Nghiên cứu vãn của Daniel về sự tổn thất lên đường vis viva của làn nước chảy tiếp tục khiến cho ông thi công cách thức Bernoulli, tương quan tới việc tổn thất đuối tỷ trọng thuận với việc thay cho thay đổi của áp lực nặng nề thủy động lực học tập. Daniel cũng tạo hình định nghĩa về việc làm và hiệu suất cao mang đến máy thủy lực; và ông đã lấy rời khỏi một lý thuyết động học tập về hóa học khí và link động năng của những phân tử khí với nhiệt độ chừng của khí.

Sự triệu tập nhập vis viva của những căn nhà cơ vật lý châu lục sau cùng tiếp tục kéo theo việc trừng trị hình thành những cách thức tinh chỉnh và điều khiển cơ học tập tĩnh, như nguyên tắc D'Alembert, cơ học tập Lagrange và cơ học tập Hamilton.

Émilie du Châtelet (1706 - 1749) tiếp tục khuyến nghị 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 tiếp tục tái diễn và công khai minh bạch một thực nghiệm lúc đầu được phát minh sáng tạo vày Gravesande của Willem nhập năm 1722, nhập cơ những trái ngược bóng được thả kể từ những chừng cao không giống nhau vào trong 1 tấm khu đất sét mượt. Động năng của từng trái ngược bóng - được biểu thị vày con số vật hóa học bị dịch fake - được hiển thị tỷ trọng với bình phương véc tơ vận tốc tức thời. Sự biến tấu của khu đất sét và đã được nhìn thấy tỷ trọng thuận với độ cao tuy nhiên kể từ cơ những trái ngược bóng được thả xuống, vày với tích điện tiềm năng lúc đầu. Các người công nhân trước cơ, 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 bởi vậy tỷ trọng thuận với véc tơ vận tốc tức thời. Theo cơ hội hiểu này, sự biến tấu của khu đất sét nên tỷ trọng thuận với căn bậc nhì của độ cao tuy nhiên kể từ cơ những trái ngược bóng được thả xuống. Trong cơ vật lý 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 khuyến nghị rằng tích điện nên 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, nhiệt độ 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 và tính toán thực tiễn và dùng nguyên tắc của Leibniz. Nguyên tắc này cũng rất được một số trong những căn nhà chất hóa học như William Hyde Wollaston đã cho thấy. Các học tập ví thử John Playfair tiếp tục nhanh gọn cho rằng động năng rõ nét ko được bảo toàn. Vấn đề này là minh bạch so với một phân tách tiến bộ dựa vào toan luật nhiệt độ động lực học tập loại nhì, tuy nhiên trong thế kỷ 18 và 19, số phận của tích điện bị tổn thất vẫn không được biết.

Dần dần dần, người tao nghi vấn rằng sức HOT chắc chắn là được dẫn đến vày 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 tiếp tục đánh giá nhì lý thuyết đối đầu của lý thuyết vis viva và caloric.^[12] Các để ý về sự việc sinh nhiệt độ năm 1798 của Rumford nhập quy trình nhàm ngán của pháo đã tiếp tục tăng thêm thắt trọng lượng mang đến ý kiến rằng hoạt động cơ học tập hoàn toàn có thể được fake trở nên nhiệt độ và (quan trọng là) quy đổi là toan lượng và hoàn toàn có thể Dự kiến được (cho phép tắc hằng số quy đổi phổ quát mắng thân thiện động năng và nhiệt). Vis viva tiếp sau đó chính thức được gọi là năng lượng, sau khoản thời gian thuật ngữ này lượt thứ nhất được Thomas Young dùng bám theo nghĩa cơ nhập năm 1807.

Việc hiệu chỉnh lại vis viva thành

có thể hiểu là quy đổi động năng lịch sự công, phần rộng lớn là sản phẩm của Gaspard-Gustave Coriolis và Jean-Victor Poncelet nhập quá trình 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 và tính toán nghệ thuật.

Trong một bài bác báo Über die Natur der Wärme (tiếng Đức "Về thực chất của nhiệt"), được xuất phiên bản bên trên tờ Zeitschrift für Physik năm 1837, Karl Friedrich Mohr đã lấy rời khỏi một trong mỗi tuyên tía công cộng thứ nhất về thuyết lí bảo toàn tích điện vày kể từ ngữ: "ngoài 54 thành phần chất hóa học tiếp tục biết, chỉ tồn tại một tác nhân nhập toàn cầu cơ vật lý, 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 nào là không giống. "

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

Một quá trình cần thiết nhập sự cải tiến và phát triển của nguyên tắc bảo toàn tiến bộ là trình biểu diễn sự tương đương cơ học tập của nhiệt. Lý thuyết nhiệt độ lượng lưu giữ rằng nhiệt độ ko thể được dẫn đến gần giống không biến thành huỷ bỏ, trong lúc bảo toàn tích điện yên cầu cách thức trái ngược ngược là nhiệt độ và công cơ học tập hoàn toàn có thể thay cho thế lẫn nhau.

Vào vào giữa thế kỷ loại mươi tám, Mikhail Lomonosov, một căn nhà khoa học tập người Nga, đã lấy rời khỏi fake thuyết về nhiệt độ động lực học tập của tớ, tiếp tục bác bỏ vứt ý tưởng phát minh về nhiệt độ lượng. Thông qua chuyện sản phẩm nghiên cứu và phân tích thực nghiệm, Lomonosov đã đi được cho tới tóm lại rằng nhiệt độ ko được truyền qua chuyện những phân tử của hóa học lỏng nhiệt độ.

Năm 1798, chống tước đoạt Rumford (Benjamin Thompson) tiếp tục tiến hành những phép tắc đo nhiệt độ yêu tinh sát sinh rời khỏi trong số khẩu súng và cải tiến và phát triển ý tưởng phát minh rằng nhiệt độ là 1 trong những dạng của động năng; những phép tắc đo của ông tiếp tục bác bỏ vứt lý thuyết nhiệt độ lượng, tuy nhiên ko đầy đủ đúng đắn nhằm phản bác bỏ những nghi vấn.

Nguyên lý tương tự cơ học tập lượt thứ nhất được bác bỏ sĩ phẫu thuật người Đức Julius Robert von Mayer thể hiện bên dưới dạng tiến bộ nhập năm 1842.^[13] Mayer đã lấy rời khỏi tóm lại này nhập chuyến du ngoạn cho tới Đông chặn Hà Lan, điểm ông thấy rằng huyết của người bị bệnh của tớ đem red color thẫm rộng lớn vì như thế chúng ta dung nạp không nhiều oxy rộng lớn và bởi vậy không nhiều tích điện rộng lớn nhằm lưu giữ nhiệt độ chừng khung hình nhập ĐK nhiệt độ giá buốt rộng lớn. Ông trừng trị hình thành rằng nhiệt độ và công cơ học tập là cả nhì dạng tích điện và nhập năm 1845, sau khoản thời gian nâng lên kỹ năng và kiến thức về cơ vật lý, ông tiếp tục xuất phiên bản một thường xuyên khảo về quan hệ toan lượng thân thiện bọn chúng.^[14]

Trong Khi cơ, nhập năm 1843, James Prescott Joule tiếp tục song lập trừng trị hình thành sự tương tự cơ học tập nhập hàng loạt những thực nghiệm. Trong phổ biến nhất, giờ đây được gọi là "bộ máy Joule", trọng lượng hạn chế dần dần gắn sát với 1 chuỗi tiếp tục khiến cho một cái chèo chìm ngập trong nước xoay. Ông tiếp tục cho rằng tích điện mê hoặc bị tổn thất vày trọng lượng hạn chế dần dần vày với tích điện bên phía trong tuy nhiên nước nhận được trải qua yêu tinh sát với cái chèo.

Xem thêm: tia laze không có đặc điểm nào sau đây

Trong quá trình 1840-1843, việc làm tương tự động được tiến hành vày kỹ sư Ludwig A. Cold, tuy nhiên nó không nhiều được nghe biết bên phía ngoài quê nhà Đan Mạch của ông.

Khám huỷ của Joule và Mayer đều bị kháng cự và vứt đem tuy nhiên tò mò của Joule sau cùng tiếp tục lôi cuốn được sự thừa nhận thoáng rộng rộng lớn.

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

Năm 1850, William Rankine lượt thứ nhất dùng cụm kể từ định luật bảo toàn năng lượng mang đến 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 bác gọi phát minh về những mệnh đề 40 và 41 của Philosophiae Naturalis Principia Mathematica. Vấn đề này hiện tại được xem như là một ví dụ về lịch sử dân tộc 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 thành 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 đặc trưng năm 1905 của Einstein tiếp tục cho rằng lượng ngủ ứng với 1 lượng năng lượng nghỉ tương tự. Vấn đề này Có nghĩa 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 ngủ ko được bảo toàn, không phải như tổng lượng hoặc tổng tích điện. Tất cả những dạng tích điện góp phần nhập tổng lượng và tổng tích điện.

Ví dụ, từng electron và positron đều phải có lượng ngủ. Chúng hoàn toàn có thể bại vong bên nhau, quy đổi tích điện ngủ phối 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 ngủ. 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 bên phía ngoài, thì tổng khối lượng gần giống 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 phần tương tự với quán tính chủ quan (và ngẫu nhiên trọng lượng nào) của khối hệ thống gần giống lượng còn sót lại của electron và positron trước lúc bọn chúng bị huỷ bỏ. Tương tự động vì vậy, những dạng tích điện phi vật hóa học hoàn toàn có thể bị chi phí khử trở nên vật hóa học, đem lượng ngủ.

Do cơ, 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 là tích điện nghỉ), mỗi từng mẫu vẫn lưu giữ như 1 toan luật (tương đương). Trong thế kỷ 18, những điều này tiếp tục xuất hiện tại như nhì toan luật nhường nhịn như khác lạ.

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

Phát hiện tại nhập năm 1911 rằng những electron trừng trị rời khỏi nhập phân tung beta đem liên tiếp chứ không cần nên là phổ tách rộc rạc dường như xích míc với bảo toàn tích điện, bám theo giả thiết lúc này rằng phân tung beta là việc trừng trị xạ giản dị của electron kể từ phân tử nhân.^[19]^[20] việc này sau cùng và đã được giải quyết và xử lý nhập năm 1933 vày Enrico Fermi, người tiếp tục khuyến nghị tế bào miêu tả đúng đắn về sự việc phân tung beta vì như thế sự trừng trị xạ của tất cả electron và antineutrino, đem bám theo tích điện bị thiếu hụt rõ nét.^[21]^[22]

Định luật thứ nhất của nhiệt độ động lực học[sửa | sửa mã nguồn]

Đối với 1 khối hệ thống nhiệt độ động kín, toan luật nhiệt độ động lực học tập thứ nhất hoàn toàn có thể được nêu là:

hoặc tương tự

trong cơ là lượng tích điện được thêm vô khối hệ thống vày một quy trình gia nhiệt độ, là lượng tích điện bị tổn thất vày khối hệ thống vì thế công được tiến hành vày khối hệ thống bên trên môi trường xung quanh xung xung quanh và là việc thay cho thay đổi tích điện bên phía trong của khối hệ thống.

Các before trước những thuật ngữ nhiệt độ và việc làm được dùng nhằm cho rằng bọn chúng tế bào miêu tả sự tăng thêm tích điện sẽ tiến hành phân tích và lý giải khá không giống đối với sự tăng thêm của tích điện bên phía trong (xem sự khác lạ ko chủ yếu xác). Công việc và nhiệt độ tương quan cho tới những loại tiến độ thêm thắt hoặc bớt tích điện nhập hoặc từ 1 khối hệ thống, trong lúc tích điện bên phía trong là 1 trong những đặc điểm của một hiện trạng rõ ràng của khối hệ thống Khi nó ở hiện trạng cân đối nhiệt độ động không bao giờ thay đổi. Do cơ, thuật ngữ "năng lượng nhiệt" mang đến Có nghĩa là "lượng tích điện được thêm vô như thể sản phẩm của việc sưởi ấm" chứ không nói đến một dạng tích điện rõ ràng. Tương tự động vì vậy, thuật ngữ "năng lượng thực hiện việc" mang đến Có nghĩa là "lượng tích điện bị tổn thất là sản phẩm của công việc". Do cơ, người tao nói cách khác lượng tích điện bên phía trong được chiếm hữu vày một khối hệ thống nhiệt độ động tuy nhiên người tao biết hiện nay đang ở một hiện trạng chắc chắn, tuy nhiên người tao ko thể biết, chỉ còn kỹ năng và kiến thức về hiện trạng lúc này, từng nào tích điện nhập quá khứ tiếp tục chảy nhập hoặc bay rời khỏi khối hệ thống là sản phẩm của việc nó được sản xuất giá buốt hoặc làm giảm nhiệt độ, gần giống sản phẩm của việc làm được tiến hành bên trên hoặc vày khối hệ thống.

Entropy là 1 trong những công dụng của hiện trạng của một khối hệ thống cho biết thêm những giới hạn về kỹ năng quy đổi nhiệt độ lịch sự công.

Đối với 1 khối hệ thống nén giản dị, việc làm được tiến hành vày khối hệ thống hoàn toàn có thể được ghi chép thành:

trong cơ là áp lực nặng nề và là 1 trong những thay cho thay đổi nhỏ nhập lượng của khối hệ thống, từng biến đổi là những biến đổi khối hệ thống. Trong tình huống fake tưởng nhập cơ quy trình được hoàn hảo hóa và vô nằm trong chậm trễ, sẽ được gọi là bán tĩnh, và được xem như là hoàn toàn có thể hòn đảo ngược, nhiệt độ được truyền từ 1 mối cung cấp đem nhiệt độ chừng vô nằm trong cao hơn nữa nhiệt độ chừng khối hệ thống, tiếp sau đó tích điện nhiệt độ hoàn toàn có thể được ghi chép thành

Ở đâu là nhiệt độ chừng và là 1 trong những thay cho thay đổi nhỏ nhập entropy của khối hệ thống. Nhiệt chừng và entropy là những biến đổi hiện trạng của một khối hệ thống.

Nếu một khối hệ thống ngỏ (trong cơ lượng hoàn toàn có thể được trao thay đổi với môi trường) đem một số trong những tường ngăn sao mang đến việc fake khối qua chuyện những tường ngăn cứng tách biệt với nhiệt độ và fake việc làm, thì luật thứ nhất hoàn toàn có thể được viết:^[23]

trong cơ là lượng được thêm vô và là tích điện bên phía 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 căn nhà toán học tập đem tác động được nghe biết với những góp phần đột huỷ của bà mang đến đại số trừu tượng và cơ vật lý lý thuyết.

Việc bảo toàn tích điện là 1 trong những điểm sáng thịnh hành trong vô số nhiều lý thuyết cơ vật lý. Từ ý kiến toán học tập, nó được hiểu là hệ trái ngược của toan lý Noether, được Emmy Noether cải tiến và phát triển nhập năm 1915 và xuất phiên bản lượt thứ nhất nhập năm 1918. Định lý nêu từng đối xứng liên tiếp của một lý thuyết cơ vật lý mang trong mình 1 đại lượng bảo toàn liên quan; nếu như tính đối xứng của lý thuyết là không bao giờ thay đổi bám theo thời hạn thì đại lượng được bảo toàn được gọi là "năng lượng". Định luật bảo toàn tích điện là hệ trái ngược của việc đối xứng dịch fake của thời gian; bảo toàn tích điện được ý niệm vày thực tiễn thực nghiệm rằng những toan luật cơ vật lý không bao giờ thay đổi bám theo thời hạn. Về mặt mũi triết học tập, điều này hoàn toàn có thể được tuyên tía là "không đem gì tùy theo thời hạn từng lần". Nói cách thứ hai, nếu như khối hệ thống cơ vật lý 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 bám theo 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 đánh giá bọn chúng nhằm trao thay đổi tích điện với khối hệ thống không giống, khối hệ thống bên phía ngoài nhằm lý thuyết về khối hệ thống không ngừng mở rộng trở nên 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 cơ vật lý như thuyết kha khá đặc trưng và lý thuyết lượng tử (bao bao gồm cả QED) nhập không khí phẳng phiu.

Thuyết tương đối[sửa | sửa mã nguồn]

Với việc trừng trị hình thành thuyết kha khá đặc trưng của Henri Poincaré và Albert Einstein, tích điện được khuyến nghị là 1 trong những bộ phận của một vectơ 4 động lượng tích điện. Mỗi nhập tư bộ phận (một tích điện và tía động lượng) của vectơ này được bảo toàn riêng lẻ bám theo thời hạn, nhập ngẫu nhiên hệ kín nào là, như được thấy kể từ ngẫu nhiên hệ qui chiếu quán tính chủ quan nào là. Cũng được bảo toàn là chiều nhiều năm vectơ (chỉ chi phí 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 cơ tế bào men và tích điện được xem riêng biệt trước lúc chừng nhiều năm được xem toán coi bài bác báo về lượng bất biến).

Xem thêm: điểm cực đông trên đất liền nước ta

Năng lượng kha khá tính của một phân tử rộng lớn có một không hai có một thuật ngữ tương quan cho tới lượng ngủ của chính nó cạnh bên động năng của hoạt động. Trong số lượng giới hạn của động năng vày 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 ngủ của chính nó hoặc lượng không bao giờ thay đổi của chính nó trải qua phương trình phổ biến .

Do cơ, quy luật bảo toàn năng lượng bám theo thời hạn nhập thuyết kha khá đặc trưng nối tiếp được lưu giữ, miễn sao hệ qui chiếu của người xem không bao giờ thay đổi. Vấn đề này vận dụng mang đến tổng tích điện của những khối hệ thống, tuy nhiên những căn nhà để ý không giống nhau lắc đầu với độ quý hiếm tích điện. Cũng được bảo toàn và không bao giờ thay đổi so với toàn bộ những căn 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 nào là hoàn toàn có thể nhận ra, và được xác lập vày quan hệ xung lượng tích điện.

Trong thuyết kha khá rộng lớn, bảo toàn động lượng của tích điện ko được xác lập rõ ràng trừ một số trong những tình huống đặc trưng. Động lượng tích điện thông thường được biểu thị với việc trợ canh ty của một fake hành vi lực stress. Tuy nhiên, vì như thế những fake tình cờ ko nên là tenxơ, bọn chúng ko biến hóa tinh khiết trong những hệ qui chiếu. Nếu số liệu đang được đánh giá là tĩnh (nghĩa là không bao giờ thay đổi bám theo thời gian) hoặc cân đối không tồn tại triệu hội chứng (nghĩa là ở một khoảng cách vô vàn rời ra ko thời hạn nom rỗng tuếch rỗng), thì bảo toàn tích điện không tồn tại những cạm bẫy rộng lớn. Trong thực tiễn, một số 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 ràng.^[24] Lý thuyết kha khá rộng lớn nhằm lại thắc mắc liệu đem sự bảo toàn tích điện mang đến toàn cỗ thiên hà hay là không.

Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]

Động cơ vĩnh cửu
Định luật ko nhiệt độ động lực học
Định luật nhì nhiệt độ 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 tướng 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 phiên bản 6). London: Longmans, Green.
^ “On the Conservation of Force”. Bartleby. Truy cập ngày 6 tháng tư 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 tướng Elementary Particles (ấn phiên bản 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.