에너지 보존 법칙

에너지 보존 법칙은 자연계의 보편적인 기본 법칙 중 하나입니다. 일반적으로 다음과 같이 표현합니다. 에너지는 공중에 의해서도, 공중에 의해서도 사라지지도 않습니다. 다만 하나의 형태에서 다른 형태로, 또는 하나의 물체에서 다른 물체로 전이될 뿐, 에너지의 총량은 그대로 유지됩니다. 하나의 시스템의 총 에너지의 변화는 그 시스템에 들어오는 에너지의 얼마만큼만 전달되거나 전달되는 것과 같다고 표현할 수도 있습니다. 총 에너지는 시스템의 기계 에너지, 내 에너지(열에너지) 및 기계 에너지와 내 에너지를 제외한 어떤 형태의 에너지의 총합입니다. 만약 하나의 시스템이 고립된 환경에 있다면, 에너지나 품질의 유입이나 전달이 불가능합니다. 이에 대해 에너지 보존 법칙은 "고립 시스템의 총 에너지는 그대로 유지된다"고 기술합니다.

에너지 보존 법칙은 1940년대 5개국에서 다양한 직업의 과학자 10여 명이 다양한 측면에서 각각 독립적으로 발견했습니다. 그 중 마이어, 조엘, 헬름홀츠가 주 기여자입니다. 자연과학에서 가장 기본적인 법칙 중의 하나로, 그것은 과학적으로 운동 불멸의 관점을 밝혔습니다.

 

에너지 정의
에너지는 물질의 운동 변환의 양으로 줄여서 '에너지'라고도 합니다. 세계 만물은 끊임없이 운동하니다. 물질의 모든 속성 중에서 운동은 가장 기본적인 속성입니다. 다른 속성은 모두 운동의 구체적인 표현입니다. 에너지는 물리 시스템의 동작의 본령을 나타내는 양입니다.

 

백과x혼지: 도해열역학 제1법칙
에너지(energy)는 물질이 가진 기본적인 물리적 속성 중 하나로 물질운동의 통일된 양입니다.
에너지의 단위는 공의 단위와 같으며 국제단위제에서는 조엘(J)입니다. 원자물리학, 원자핵물리학, 입자물리학 등에서 전자볼트(eV) 단위로 사용되는데 1전자볼트=1.602, 1810-19초점.물리적 영역에서도 에너지 단위로 erg를 사용하는데, 1 erg=10-7초입니다.

에너지는 여러 가지 다른 형태로 존재합니다. 물질의 운동 형태에 따라 분류하면, 에너지는 기계 에너지, 화학 에너지, 내 에너지(열에너지), 전기 에너지, 방사능, 원자력 에너지로 나눌 수 있습니다. 이러한 서로 다른 형태의 에너지 사이에는 물리적 효과나 화학반응에 의해 상호 전환될 수 있습니다. 각종 장에도 에너지가 있습니다.

에너지의 영어 energy는 기원전 4세기 아리스토텔레스의 작품에 처음 등장한 그리스어에서 유래했습니다. 갈릴레이 시대에는 이미 에너지라는 사상이 등장했지만 아직 에너지라는 용어는 없습니다. 에너지 개념은 17세기 라이프니츠의 '활력' 발상에서 나온 것으로 한 물체의 질량과 그 속도의 제곱의 곱으로 오늘날의 운동에너지의 두 배에 달합니다. 마찰로 인해 속도가 느려지는 현상을 설명하기 위해 열에너지는 물체 내의 구성물질인 무작위 운동으로 구성된 물체 분자의 내능이라는 라이프니츠의 이론이 뉴턴과 일치한 것은 한 세기가 지나서야 일반화됐습니다.

에너지(Energy)라는 용어는 T.양이 1807년 런던 킹스 칼리지에서 자연철학을 강의하면서 도입한 것으로, 당시 '활력'이나 '상승력'이라는 관점에 대해 '에너지'라는 용어로 표현하고 물체가 한 공과 연결시키자고 제안했지만 중요시되지 않았고, 사람들은 여전히 운동마다 다른 힘이 숨어 있다고 생각했습니다. 1831년 프랑스 학자 코리올리는 공력 개념을 도입해 역동성 앞에 1/2계수를 더해 운동에너지라고 불렀고, 승점을 통해 공과 운동에너지를 연결시켰습니다. 1853년 '세능(勢能)', 1856년 '동능(動能)'이라는 용어가 등장했습니다. 에너지 보존 법칙이 확인된 후에야 비로소 사람들은 에너지 개념의 무게를 알게 되었습니다. 의의와 실용적 가치를 요합니다.

공간 속성은 물질 운동의 광연성 구현, 시간 속성은 물질 운동의 지속성 구현, 중력 속성은 물질 운동 과정의 질량 분포 불균일에 의한 상호 작용의 구현, 전자기 속성은 하전 입자의 운동과 변화 과정의 외부 표현 등입니다. 물질의 운동 형태는 다양하며, 각각의 구체적인 물질 운동 형태는 그에 상응하는 에너지 형태가 존재합니다.

거시적 물체의 기계적 운동 대응 에너지 형태는 운동 에너지입니다. 분자 운동 대응 에너지 형태는 내에너지(열에너지)입니다. 원자 운동 대응 에너지 형태는 화학 에너지입니다. 대전 입자의 지향성 운동 대응 에너지 형태는 전기 에너지입니다. 광자(전자기장) 운동 대응 에너지 형태는 광에너지(전자파 에너지)입니다. 이 외에도 풍력, 조력 등이 있습니다. 운동 형태가 동일할 때, 물체의 운동 특성은 어떤 물리량이나 화학량을 사용하여 기술할 수 있습니다. 물체의 기계적 운동은 속도, 가속도, 운동량 등의 물리량으로 기술할 수 있고, 전류는 전류 강도, 전압, 출력 등의 물리량으로 기술할 수 있습니다. 그러나 운동 형태가 다르면 물질의 운동 특성이 유일하게 가능합니다. 서로 묘사하고 비교하는 물리적 양은 에너지입니다. 에너지는 모든 운동을 하는 물질의 공통된 특성입니다.

서로 다른 형태의 에너지끼리 물리적 효과나 화학반응을 통해 서로 전환될 수 있습니다. 물질에 대응하는 여러 가지 운동 형태, 에너지에는 여러 가지 다른 형태가 있습니다. 기계 운동에서 움직이는 에너지, 세력에너지 등 물체나 체계 전체의 기계 에너지로 표현됩니다. 열현상에서는 시스템의 내적 에너지로 나타납니다. 시스템 내의 각 분자의 무규칙한 운동 에너지, 분자 간 상호작용하는 세력에너지, 원자와 원자핵 내의 에너지의 합이지만, 시스템 전체의 운동의 기계적 에너지는 포함하지 않습니다. 열운동의 내적 에너지(구칭 열에너지)에 대해 사람들은 그것과 기계적 에너지의 상호 변환을 통해 인식합니다(열역학 제1법칙 참조). 각종 마당에도 에너지가 있습니다.

기계에너지, 화학에너지, 내력에너지(열에너지), 전기(자기)에너지, 방사능, 원자력 등 서로 다른 유형의 에너지끼리 서로 바꾸는 방식이 다양합니다. 예를 들어, 가장 흔한 전기 에너지(교류 전기 및 배터리)는 기계 에너지-전기 에너지-전기 에너지 전환(수력 발전), 원자력-내 에너지(열 에너지)-기계 에너지-전기 에너지 전환(원자력 발전), 화학 에너지-전기 에너지 전환(배터리) 등 다양한 형태의 에너지로 변환될 수 있습니다.