Enerjinin tarihi - History of energy

Bu makale, enerjinin bilimsel kavramının tarihi ile ilgili. İnsanların enerjisini nasıl kullandıklarını tarihinin için bkz Enerji .

Kelime enerji türetilmiştir Yunan ἐνέργεια ( energeia 4. yüzyılda M.Ö. çalışmalarında ilk kez görünür), Aristo (Physics, Metafizik, dahil (OUP V, 240, 1991) Nicomachean Etik ve De Anima).

Thomas Young - "enerji" terimini modern anlamda kullanan ilk kişi, 1802'de.

Modern enerji kavramı, Leibniz'in bir cismin kütlesinin ve hızının karesinin çarpımı olarak tanımladığı vis viva (canlı kuvvet) fikrinden doğmuştur ve toplam vis viva'nın korunduğuna inanmıştır . Sürtünme nedeniyle yavaşlamayı açıklamak için Leibniz, ısının maddenin kurucu parçalarının rastgele hareketinden oluştuğunu iddia etti - Bacon tarafından Novum Organon'da Endüktif akıl yürütmeyi göstermek için açıklanan ve Isaac Newton tarafından paylaşılan bir görüş , ancak bir asırdan fazla olacak olsa da bu genel olarak kabul edilene kadar.

Émilie marquise du Châtelet , 1740'ta yayınlanan Institutions de Physique ("Fizik Dersleri") adlı kitabında , Leibniz fikrini Gravesande'nin pratik gözlemleriyle birleştirdi ve hareketli bir nesnenin "hareket miktarının" kütlesiyle orantılı olduğunu gösterdi. ve hızının karesi (Newton'un öğrettiği gibi hızın kendisi değil - daha sonra momentum olarak adlandırılan şey ).

1802'de Kraliyet Cemiyeti'ne verdiği derslerde Thomas Young , "enerji" terimini vis viva yerine modern anlamında kullanan ilk kişi oldu . Bu derslerin 1807 yayınında şunları yazdı:

Bir cismin kütlesinin hızının karesine çarpımı, onun enerjisi olarak adlandırılabilir.

Gustave-Gaspard Coriolis 1829'da " kinetik enerjiyi " modern anlamıyla tanımladı ve 1853'te William Rankine " potansiyel enerji " terimini ortaya attı .

Birkaç yıl boyunca enerjinin bir madde mi ( kalori ) yoksa sadece fiziksel bir miktar mı olduğu tartışıldı .

Termodinamik

Buhar motorlarının geliştirilmesi, mühendislerin , sistemlerinin mekanik ve termal verimliliklerini tanımlamalarına izin verecek kavramlar ve formüller geliştirmelerini gerektirdi . Sadi Carnot gibi mühendisler , James Prescott Joule gibi fizikçiler , Émile Clapeyron ve Hermann von Helmholtz gibi matematikçiler ve Julius Robert von Mayer gibi amatörler , iş denilen belirli görevleri yerine getirme yeteneğinin bir şekilde ilişkili olduğu fikrine katkıda bulundular. sistemdeki enerji miktarına bağlıdır. 1850'lerde Glasgow'daki doğa felsefesi profesörü William Thomson ve mühendislik bilimindeki müttefiki William Rankine , eski mekanik dilini "gerçek enerji", " kinetik enerji " ve " potansiyel enerji " gibi terimlerle değiştirmeye başladı . William Thomson ( Lord Kelvin ) tüm bu yasaları termodinamik yasalarıyla birleştirdi ve bu da Rudolf Clausius , Josiah Willard Gibbs ve Walther Nernst'in enerji kavramını kullanarak kimyasal süreçlerin açıklamalarının hızla gelişmesine yardımcı oldu . Ayrıca Clausius tarafından entropi kavramının matematiksel bir formülasyonuna ve Jožef Stefan tarafından radyant enerji yasalarının tanıtılmasına yol açtı . Rankine, "potansiyel enerji" terimini icat etti. 1881'de William Thomson bir dinleyici kitlesinin önünde şunları söyledi:

Enerji adının kendisi, ilk kez bu yüzyılın başlarında Dr Thomas Young tarafından bugünkü anlamıyla kullanılmasına rağmen , pratikte ancak onu tanımlayan doktrinin ... artık tüm doğayı saran ve bilim alanında araştırmacıya yol gösteren bir ilkeye sahiptir.

Takip eden otuz yıl boyunca, bu yeni gelişen bilim, dinamik ısı veya enerji teorisi gibi çeşitli isimlerle anıldı, ancak 1920'lerden sonra genellikle termodinamik , enerji dönüşümleri bilimi olarak bilinmeye başlandı .

1850'lerde termodinamiğin ilk iki yasasının geliştirilmesinden yola çıkarak , enerji bilimi o zamandan beri biyolojik termodinamik ve termoekonomi gibi bir dizi çeşitli alana dallandı ; entropi , faydalı enerji veya güç kaybının bir ölçüsü, birim zaman başına enerji akışı vb. gibi ilgili terimlerin yanı sıra . Son iki yüzyılda, enerji kelimesinin çeşitli "bilimsel olmayan" mesleklerde kullanımı örneğin sosyal bilgiler, maneviyat ve psikoloji popüler literatürü çoğaltmıştır.

Enerjinin korunumu

1918'de , enerjinin korunumu yasasının, enerjiye eşlenik niceliğin , yani zamanın öteleme simetrisinin doğrudan matematiksel sonucu olduğu kanıtlandı . Yani enerji korunur çünkü fizik yasaları farklı zaman anları arasında ayrım yapmaz (bkz. Noether teoremi ).

Lisans öğrencileri için bir 1961 konferans sırasında Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü , Richard Feynman , ünlü fizik öğretmeni ve Nobel ödüllü , enerji kavramı hakkında şunları söyledi:

Doğa olaylarını yöneten, bugüne kadar bilinen bir gerçek ya da dilerseniz bir yasa vardır. Bu yasanın bilinen bir istisnası yoktur - şu ana kadar bildiğimiz kesindir. Yasa, enerjinin korunumu olarak adlandırılır ; doğanın maruz kaldığı çok çeşitli değişikliklerde değişmeyen, enerji dediğimiz belirli bir miktar olduğunu belirtir. Bu çok soyut bir fikirdir, çünkü matematiksel bir ilkedir; bir şey olduğunda değişmeyen sayısal bir miktar olduğunu söylüyor. Bir mekanizmanın ya da somut bir şeyin tanımı değildir; Bir sayıyı hesaplayabiliyor olmamız garip bir gerçektir ve doğanın hilelerini gözden geçirip sayıyı tekrar hesaplamayı izlemeyi bitirdiğimizde, durum aynıdır.

—  Fizik Üzerine Feynman Dersleri

Ayrıca bakınız

Referanslar

daha fazla okuma

  • Hecht, Eugene. " Potansiyel Enerjinin Tarihsel-Eleştirel Bir Hesabı: Beden Eğitimi Gerçekten Gerçek mi? " Fizik Öğretmeni 41 (Kasım 2003): 486-93.
  • Hughes, Thomas. Güç Ağları. Batı toplumunda elektrifikasyon, 1880-1930 (Johns Hopkins UP, 1983).
  • Martinas, Katalin. "Aristotelesçi Termodinamik," Termodinamik: tarih ve felsefe: gerçekler, eğilimler, tartışmalar (Veszprém, Macaristan 23–28 Temmuz 1990), 285–303.
  • Mendoza, E. "Erken termodinamiğin tarihi için bir taslak." Fizik Bugün 14.2 (2009): 32-42.
  • Müller, Ingo. Termodinamiğin tarihi (Berlin: Springer, 2007)

Dış bağlantılar