www.wikidata.id-id.nina.az
Dalam fisika dan kimia hukum kekekalan energi menyatakan bahwa energi total sistem yang terisolasi tetap konstan itu dikatakan akan dilestarikan dari waktu ke waktu 1 Hukum ini yang pertama kali diajukan dan diuji oleh Emilie du Chatelet berarti bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan sebaliknya itu hanya dapat diubah atau ditransfer dari satu bentuk ke bentuk lainnya Misalnya energi kimia diubah menjadi energi kinetik ketika sebatang dinamit meledak Jika salah satu menjumlahkan semua bentuk energi yang dilepaskan dalam ledakan seperti energi kinetik dan energi potensial dari potongan serta panas dan suara salah satu akan mendapatkan penurunan yang tepat dari energi kimia dalam pembakaran dinamit Secara klasik kekekalan energi berbeda dengan kekekalan massa Namun relativitas khusus menunjukkan bahwa massa berhubungan dengan energi dan sebaliknya dengan E mc2 dan sains sekarang berpandangan bahwa massa energi secara keseluruhan kekal Secara teoritis ini menyiratkan bahwa setiap objek bermassa dapat dengan sendirinya diubah menjadi energi murni dan sebaliknya meskipun diyakini hanya mungkin dalam kondisi fisik yang paling ekstrim seperti yang mungkin ada di alam semesta tidak lama setelah Big Bang atau saat lubang hitam memancarkan radiasi Hawking Konsekuensi dari hukum kekekalan energi adalah bahwa mesin gerak abadi jenis pertama tidak dapat ada dengan kata lain tidak ada sistem tanpa suplai energi eksternal yang dapat mengirimkan energi dalam jumlah tak terbatas ke sekelilingnya Untuk sistem yang tidak memiliki simetri translasi waktu mungkin tidak mungkin untuk mendefinisikan kekekalan energi Contohnya termasuk ruang gerak melengkung dalam relativitas umum 2 atau kristal waktu dalam fisika benda terkondensasi 3 4 5 Daftar isi 1 Hukum pertama termodinamika 2 Teorema Noether 3 Relativitas 4 Teori kuantum 5 Lihat pula 6 Referensi 7 Daftar pustaka 7 1 Sumber modern 7 2 Sejarah ide 8 Pranala luarHukum pertama termodinamika SuntingUntuk sistem termodinamika tertutup hukum pertama termodinamika dapat dinyatakan sebagai d Q d U d W displaystyle delta Q mathrm d U delta W atau setara d U d Q d W displaystyle mathrm d U delta Q delta W Dimana d Q displaystyle delta Q adalah jumlah energi yang ditambahkan ke sistem melalui proses pemanasan d W displaystyle delta W adalah kuantitas energi yang hilang oleh sistem karena pekerjaan yang dilakukan oleh sistem di sekitarnya dan d U displaystyle mathrm d U adalah perubahan energi internal dari sistem d s sebelum istilah panas dan kerja digunakan untuk menunjukkan bahwa keduanya menggambarkan peningkatan energi yang diinterpretasikan agak berbeda dari d U displaystyle mathrm d U peningkatan energi internal lihat Diferensial tidak tepat Kerja dan panas mengacu pada jenis proses yang menambah atau mengurangi energi ke atau dari suatu sistem sedangkan energi internal U displaystyle U adalah properti dari keadaan tertentu dari sistem ketika berada dalam kesetimbangan termodinamika yang tidak berubah Demikian istilah energi panas untuk d Q displaystyle delta Q berarti jumlah energi yang ditambahkan sebagai hasil pemanasan daripada mengacu pada bentuk energi tertentu Begitu juga dengan istilah tenaga kerja untuk d W displaystyle delta W berarti jumlah energi yang hilang akibat kerja Dengan demikian seseorang dapat menyatakan jumlah energi internal yang dimiliki oleh sistem termodinamika yang diketahuinya saat ini dalam keadaan tertentu tetapi ia tidak dapat mengatakan hanya dari pengetahuan tentang keadaan sekarang yang diberikan berapa banyak energi di masa lalu yang mengalir masuk atau keluar dari sistem sebagai akibat dari dipanaskan atau didinginkan atau sebagai hasil dari pekerjaan yang dilakukan pada atau oleh sistem Entropi adalah fungsi keadaan suatu sistem yang menceritakan tentang batasan kemungkinan konversi panas menjadi kerja Untuk sistem kompresibel sederhana pekerjaan yang dilakukan oleh sistem dapat ditulis d W P d V displaystyle delta W P mathrm d V Dimana P displaystyle P adalah tekanan dan d V displaystyle dV adalah perubahan kecil dalam volume sistem yang masing masing merupakan variabel sistem Dalam kasus fiktif di mana proses diidealkan dan sangat lambat sehingga disebut kuasi statis dan dianggap sebagai reversibel panas dipindahkan dari sumber dengan suhu yang sangat jauh di atas suhu sistem maka energi panas dapat ditulis d Q T d S displaystyle delta Q T mathrm d S Dimana T displaystyle T adalah suhu dan d S displaystyle mathrm d S adalah perubahan kecil dalam entropi sistem Suhu dan entropi adalah variabel keadaan suatu sistem Jika sebuah sistem terbuka di mana massa dapat dipertukarkan dengan lingkungan memiliki beberapa dinding sedemikian rupa sehingga perpindahan massa melalui dinding kaku terpisah dari perpindahan panas dan kerja maka hukum pertama dapat ditulis 6 d U d Q d W u d M displaystyle mathrm d U delta Q delta W u dM Dimana d M displaystyle dM adalah massa tambahan dan u displaystyle u adalah energi internal per satuan massa dari massa yang ditambahkan diukur di sekelilingnya sebelum proses Teorema Noether SuntingArtikel utama Teorema Noether Emmy Noether 1882 1935 adalah seorang matematikawan berpengaruh yang dikenal karena kontribusinya yang inovatif pada aljabar abstrak dan fisika teoretis Kekekalan energi adalah ciri umum dalam banyak teori fisika Dari sudut pandang matematika ini dipahami sebagai konsekuensi dari teorema Noether yang dikembangkan oleh Emmy Noether pada tahun 1915 dan pertama kali diterbitkan pada tahun 1918 Teorema menyatakan setiap kesimetrian kontinu dari teori fisika memiliki kuantitas kekal terkait jika simetri teori adalah invarian waktu maka besaran kekekalan disebut energi Hukum kekekalan energi adalah konsekuensi dari pergeseran simetri waktu Kekekalan energi tersirat oleh fakta empiris bahwa hukum fisika tidak berubah dengan waktu itu sendiri Secara filosofis ini dapat dinyatakan sebagai tidak ada yang bergantung pada waktu itu sendiri Dengan kata lain jika sistem fisik adalah invarian di bawah kesimetrian berkelanjutan penerjemahan waktu maka energinya yang merupakan kuantitas konjugasi kanonik ke waktu dilestarikan Relativitas SuntingDengan penemuan relativitas khusus oleh Henri Poincare dan Albert Einstein energi diusulkan menjadi salah satu komponen vektor energi momentum 4 Masing masing dari empat komponen satu energi dan tiga momentum vektor ini dikonservasi secara terpisah sepanjang waktu dalam sistem tertutup mana pun seperti yang terlihat dari kerangka acuan inersia mana pun Energi relativistik sebuah partikel masif mengandung istilah yang berkaitan dengan massa diam di samping energi kinetik geraknya Dalam batas nol energi kinetik atau ekuivalen dalam kerangka diam sebuah partikel masif atau di tengah bingkai momentum untuk benda atau sistem yang mempertahankan energi kinetik energi total partikel atau benda termasuk energi kinetik internal dalam sistem terkait dengan massa diam atau massa invariannya melalui persamaan terkenal E m c 2 E mc 2 Jadi aturan kekekalan energi dari waktu ke waktu dalam relativitas khusus tetap berlaku selama kerangka acuan pengamat tidak berubah Ini berlaku untuk energi total sistem meskipun pengamat yang berbeda tidak setuju dengan nilai energi Juga kekekalan dan invarian bagi semua pengamat adalah massa invarian yang merupakan massa dan energi sistem minimal yang dapat dilihat oleh pengamat mana pun dan yang ditentukan oleh relasi energi momentum Teori kuantum SuntingDalam mekanika kuantum energi sistem kuantum dijelaskan oleh operator self adjoint atau Hermitian yang disebut Hamiltonian yang bekerja pada ruang Hilbert atau ruang fungsi gelombang sistem Jika Hamiltonian adalah operator waktu independen probabilitas kemunculan hasil pengukuran tidak berubah seiring waktu selama evolusi sistem Jadi nilai ekspektasi energi juga tidak bergantung pada waktu Kekekalan energi lokal dalam teori medan kuantum dipastikan oleh teorema Noether kuantum untuk operator tensor momentum energi Karena kurangnya operator waktu universal dalam teori kuantum hubungan ketidakpastian untuk waktu dan energi tidak fundamental dalam kontras dengan prinsip ketidakpastian posisi momentum dan hanya berlaku dalam kasus tertentu lihat prinsip Ketidakpastian Energi pada setiap waktu tetap pada prinsipnya dapat diukur secara tepat tanpa trade off dalam presisi yang dipaksakan oleh hubungan ketidakpastian waktu energi Jadi kekekalan energi dalam waktu adalah konsep yang didefinisikan dengan baik bahkan dalam mekanika kuantum Lihat pula SuntingKualitas energi Transformasi energi Keabadian dunia Hukum termodinamika Prinsip energik Lagrangian Alam semesta tanpa energiReferensi Sunting Richard Feynman 1970 The Feynman Lectures on Physics Vol I Addison Wesley ISBN 978 0 201 02115 8 Grossman Lisa 18 January 2012 Death defying time crystal could outlast the universe newscientist com New Scientist Diarsipkan dari versi asli tanggal 2017 02 02 Parameter url status yang tidak diketahui akan diabaikan bantuan Death defying time crystal could outlast the universe New Scientist archive is 2017 02 02 Archived from the original on 2017 02 02 Diakses tanggal 2020 09 07 Pemeliharaan CS1 Url tak layak link Powell Devin 2013 Can matter cycle through shapes eternally Nature doi 10 1038 nature 2013 13657 ISSN 1476 4687 Diarsipkan dari versi asli tanggal 2017 02 03 Parameter s2cid yang tidak diketahui akan diabaikan bantuan Parameter url status yang tidak diketahui akan diabaikan bantuan Gibney Elizabeth 2017 The quest to crystallize time Nature 543 7644 164 166 Bibcode 2017Natur 543 164G doi 10 1038 543164a ISSN 0028 0836 PMID 28277535 Diarsipkan dari versi asli tanggal 2017 03 13 Parameter url status yang tidak diketahui akan diabaikan bantuan Parameter s2cid yang tidak diketahui akan diabaikan bantuan Born M 1949 Natural Philosophy of Cause and Chance Oxford University Press London pp 146 147 Daftar pustaka SuntingSumber modern Sunting Goldstein Martin and Inge F 1993 The Refrigerator and the Universe Harvard Univ Press A gentle introduction Kroemer Herbert Kittel Charles 1980 Thermal Physics 2nd ed W H Freeman Company ISBN 978 0 7167 1088 2 Nolan Peter J 1996 Fundamentals of College Physics 2nd ed William C Brown Publishers Oxtoby amp Nachtrieb 1996 Principles of Modern Chemistry 3rd ed Saunders College Publishing Papineau D 2002 Thinking about Consciousness Oxford Oxford University Press Serway Raymond A Jewett John W 2004 Physics for Scientists and Engineers 6th ed Brooks Cole ISBN 978 0 534 40842 8 Stenger Victor J 2000 Timeless Reality Prometheus Books Especially chpt 12 Nontechnical Tipler Paul 2004 Physics for Scientists and Engineers Mechanics Oscillations and Waves Thermodynamics 5th ed W H Freeman ISBN 978 0 7167 0809 4 Lanczos Cornelius 1970 The Variational Principles of Mechanics Toronto University of Toronto Press ISBN 978 0 8020 1743 7 Sejarah ide Sunting Brown T M 1965 Resource letter EEC 1 on the evolution of energy concepts from Galileo to Helmholtz American Journal of Physics 33 10 759 765 Bibcode 1965AmJPh 33 759B doi 10 1119 1 1970980 Cardwell D S L 1971 From Watt to Clausius The Rise of Thermodynamics in the Early Industrial Age London Heinemann ISBN 978 0 435 54150 7 Guillen M 1999 Five Equations That Changed the World New York Abacus ISBN 978 0 349 11064 6 Hiebert E N 1981 Historical Roots of the Principle of Conservation of Energy Madison Wis Ayer Co Pub ISBN 978 0 405 13880 5 Kuhn T S 1957 Energy conservation as an example of simultaneous discovery in M Clagett ed Critical Problems in the History of Science pp 321 56 Sarton G Joule J P Carnot Sadi 1929 The discovery of the law of conservation of energy Isis 13 18 49 doi 10 1086 346430 Smith C 1998 The Science of Energy Cultural History of Energy Physics in Victorian Britain London Heinemann ISBN 978 0 485 11431 7 Mach E 1872 History and Root of the Principles of the Conservation of Energy Open Court Pub Co Illinois Poincare H 1905 Science and Hypothesis Walter Scott Publishing Co Ltd Dover reprint 1952 ISBN 978 0 486 60221 9 Chapter 8 Energy and Thermo dynamics Pranala luar SuntingMISN 0 158 lt gt small gt The First Law of Thermodynamics file PDF oleh Jerzy Borysowicz untuk Proyek PHYSNET Diperoleh dari https id wikipedia org w index php title Kekekalan energi amp oldid 22642377