¿Cuáles son las leyes de la energía?

Las leyes de la energía que rigen las interacciones entre la materia y la energía, como la transferencia de calor de un cuerpo a otro en el universo físico, se definen fundamentalmente por las tres leyes de la termodinámica y el descubrimiento de Albert Einstein de sus teorías especiales y generales de la relatividad. . La física misma se basa en estas leyes, así como en las tres leyes básicas del movimiento definidas por Isaac Newton y publicadas por primera vez en 1687, que explican la interacción de toda la materia. El campo de la mecánica cuántica que comenzó a surgir a principios del siglo XX también aclaró circunstancias especiales para las leyes de la energía a una escala subatómica, sobre las cuales se basa gran parte de la civilización moderna a partir de 2011.

Uno de los principios fundamentales de las leyes de la energía aclaradas por la primera ley de la termodinámica es que la energía no se crea ni se destruye. Todas las formas de energía, como la luz o la energía del sonido, se pueden cambiar a otras formas, y esto fue revelado por primera vez a mediados de 1800 por el trabajo de James Joule, un físico inglés pionero después del cual la unidad básica de energía, el joule, era nombrada. Después de diez años de pensar en la naturaleza de la relación entre la materia y la energía, Albert Einstein publicó su famosa fórmula en 1905 de E = MC ² , que afirmaba que tanto la materia como la energía eran versiones de la misma cosa y podían cambiarse entre sí. también. Como la ecuación establece que la energía (E) es igual a la masa (M) por la velocidad de la luz al cuadrado (C ² ), en realidad estaba indicando que, si tenía suficiente energía, podría convertirla en masa y, si aceleraba la masa suficiente, podrías convertirlo en energía.

La segunda ley de la termodinámica definió las leyes de la energía al afirmar que, en cualquier actividad donde se usara energía, su potencial disminuía o se volvía cada vez menos disponible para trabajos futuros. Esto reflejaba el principio de entropía y explicaba a dónde iba la energía cuando el calor o la luz escapaban a los alrededores, lo que había desconcertado a la humanidad durante siglos. La entropía es la idea de que los altos niveles de energía concentrada, como la del combustible antes de que se queme, eventualmente se extienden al espacio como calor residual y no se pueden recuperar. Estaba en armonía con la primera ley de la termodinámica porque la energía no se destruía, pero se perdía el acceso.

La tercera ley de la termodinámica se aclaró en 1906 por una investigación realizada por Walther Nernst, un químico alemán. Reveló que era imposible crear una región de espacio o materia donde existiera energía cero, lo que enfriaría la región a la temperatura más baja posible de cero absoluto. Esto apoyó la primera y la segunda ley de la termodinámica en que la energía siempre estaría disponible en el espacio o en la materia hasta cierto punto, incluso si no se pudiera aprovechar para un trabajo útil.

Las actualizaciones de Einstein sobre nuestra comprensión de las leyes de la energía hicieron posible muchas tecnologías modernas, como la energía nuclear. Además, las leyes del movimiento de Newton mostraron a los científicos e ingenieros cómo aprovechar la relación entre la materia y la energía para generar la fuerza y ​​la trayectoria necesarias para poner en órbita los satélites o enviar sondas espaciales a los planetas cercanos. La mecánica cuántica ha contribuido a la comprensión de cómo se usa y transfiere la energía para crear tecnología como láseres, transistores que son la base de todos los sistemas informáticos y equipos médicos avanzados como la resonancia magnética (MRI).