Good Mood

zachování energie je absolutní zákon, a přesto se zdá, že létat v tvář věcí, které můžeme pozorovat každý den. Jiskry vytvářejí oheň, který vytváří energii projevující teplo, která tam předtím nebyla. Baterie produkuje energii. Jaderná bomba vytváří explozi. Každá z těchto situací je však jednoduše případem energie měnící se formy., Dokonce i zdánlivě paradoxní temná energie, která způsobuje zrychlení expanze vesmíru, uvidíme, dodržuje toto pravidlo.
zákon zachování energie, známý také jako první zákon termodynamiky, uvádí, že energie uzavřeného systému musí zůstat konstantní—nemůže se zvyšovat ani snižovat bez rušení zvenčí. Samotný vesmír je uzavřený systém, takže celkové množství energie v existenci bylo vždy stejné. Formy, které energie bere, se však neustále mění.,
Potenciální a kinetická energie jsou dvě nejzákladnější formy, známé ze střední školy fyzika třída: Gravitační potenciál je uložená energie balvan tlačil do kopce, chystá se vrátit dolů. Kinetická energie je energie jeho pohybu, když se začne valit. Jejich součet se nazývá mechanická energie. Teplo v horkém objektu je mechanická energie jeho atomů a molekul v pohybu. V 19. století si fyzici uvědomili, že teplo produkované pohyblivým strojem bylo hrubou mechanickou energií stroje přeměněnou na mikroskopickou mechanickou energii atomů., Chemická energie je další formou potenciální energie uložené v molekulárně chemických vazbách. Právě tato energie, zásobená ve vašich tělesných buňkách, vám umožňuje běžet a skákat. Jiné formy energie zahrnují elektromagnetickou energii nebo světlo a jadernou energii-potenciální energii jaderných sil v atomech. Je jich mnohem víc. Dokonce i hmota je forma energie, jak ukázal slavný E = mc2 Alberta Einsteina.,
Oheň je přeměna chemické energie na tepelnou a elektromagnetickou energii pomocí chemické reakce, která spojuje molekuly paliva (dřevo) s kyslíkem z ovzduší na vytvoření vodu a oxid uhličitý. Uvolňuje energii ve formě tepla a světla. Baterie převádí chemickou energii na elektrickou energii. Jaderná bomba přeměňuje jadernou energii na tepelnou, elektromagnetickou a kinetickou energii.
Jak vědci lépe pochopili formy energie, odhalili nové způsoby, jak energie převést z jedné formy na druhou., Když fyzici poprvé formulovali kvantovou teorii, uvědomili si, že elektron v atomu může skákat z jedné energetické úrovně na druhou, vydávat nebo absorbovat světlo. V roce 1924 Niels Bohr, Hans Kramers a John Slater navrhli, aby tyto kvantové skoky dočasně narušily úsporu energie. Podle fyziků, každý kvantový skok by uvolňovat nebo absorbovat energii, a to pouze v průměru by být energie zachována.
Einstein vroucně protestoval proti myšlence, že kvantová mechanika vzdorovala úsporám energie. A ukázalo se, že měl pravdu., Po fyziků rafinované kvantové mechaniky o několik let později, vědci zřejmé, že i když energie každého elektronu může kolísat v pravděpodobnostní oparu, celková energie elektronu a jeho záření zůstala konstantní v každém okamžiku procesu. Energie byla zachována.
Moderní kosmologie nabídla nové hádanky v oblasti úspory energie. Nyní víme, že vesmír se rozšiřuje rychleji a rychleji—poháněný něčím, co vědci nazývají temnou energií. To je myšlenka být vnitřní energie na krychlový centimetr prázdného prostoru., Ale pokud je vesmír uzavřený systém s konečným množstvím energie, jak může plodit více prázdného prostoru, který musí obsahovat více vnitřní energie, aniž by vytvořil další energii?
ukazuje se, že v Einsteinově teorii obecné relativity regiony prostoru s pozitivní energií skutečně tlačí prostor směrem ven. Jak se prostor rozšiřuje, uvolňuje uloženou gravitační potenciální energii, která se přeměňuje na vnitřní energii, která vyplňuje nově vytvořený objem. Takže i expanze vesmíru je řízena zákonem zachování energie.