Veire la font de Conservacion de l'energia

{{1000 fondamentals}}
{{Dialècte Provençau}}

La '''conservacion de l'energia''' es un principi [[Fisica|fisic]] que considèra que l'[[energia totala]] d'un sistèma es invarianta au cors dau temps. Aqueu principi ocupa una plaça importanta dins lei [[sciéncia]]s modèrnes, especialament en [[fisica]] e en [[quimia]]. A donc de traduccions particularas dins mai d'una disciplina. Pasmens, dempuei lo sègle XX, la conservacion de l'energia es pas compresa dins certanei fenomèns observats en mecanica relativista e en [[mecanica quantica]].

== Istòria ==

=== De l'Antiquitat a la mecanica classica ===

==== Lo periòde antic ====

De sabents de l'[[Antiquitat]] imaginèron de teorias regardant la conservacion d'un principi invisible que son accion dictava l'evolucion dau mond [[matèria|materiau]]. Lei cas pus coneguts son aquelei de certanei [[filosofia|filosòfs]] [[Grècia antica|grècs]] coma [[Tales de Milet]] († [[sègle VI avC]]), [[Empèdocles]] ([[-494|494]]-[[-434|434 avC]])<ref>'''[[francés|(fr)]]''' Émile Bréhier, ''Histoire de la philosophie'', tòme I, Presses Universitaires de France, 1981, p. 60.</ref> e [[Epicur]] ([[-341|341]]-[[-270|270 avC]])<ref>Dins lo cas d'[[Epicur]], l'idèa d'una conservacion de l'[[energia]] es una consequéncia de sa teoria atomistica de la [[matèria]]. D'efiech, segon son [[ipotèsi]], lo mond materiau èra compausat d'[[atòm]]s eternèus que se gropavan ò se separavan au cors dau temps per formar ò arrestar de formar d'objèctes.</ref>. Pasmens, aquelei teorias èran pas demostradas per d'[[experiéncia]]s [[sciéncia|scientificas]] au sens modèrne dau tèrme. An donc gaire de liames vertadiers amb lo concèpte actuau de conservacion de l'[[energia]].

==== Lo concèpte de ''vis viva'' ====

En [[1639]], [[Galileo Galilei]] ([[1564]]-[[1642]]) analizèt plusors problemas de [[mecanica classica|mecanica]] utilizant de versions primitivas dau [[teorèma de l'energia mecanica]]. 30 ans pus tard, [[Christiaan Huygens]] ([[1629]]-[[1695]]) publiquèt plusors lèis depintant lei fenomèns de collision. Puei, la nocion modèrna d'[[energia]] foguèt imaginada per lo sabent [[Alemanha|alemand]] [[Gottfried Wilhelm Leibniz]] ([[1646]]-[[1716]]) au començament dau sègle XVII durant lo periòde de mesa en plaça de la [[mecanica classica|mecanica newtoniana]]. Suggeriguèt l'existéncia d'una ''[[vis viva]]'', egala a ''mv''<sup><small>2</small></sup><ref>Es a dire lo doble de l'[[energia cinetica]] modèrna.</ref>, e descurbiguèt lo principi de la conservacion de l'[[energia mecanica]] dins certanei [[sistèma fisic|sistèmas fisics]]<ref>'''[[anglés|(en)]]''' Roger Ariew e Daniel Garber (dir.), ''Leibniz: Philosophical Essays'', Hackett, 1989, pp. 155-186.</ref>. Dins aquò, sei teorias foguèron presas dins de garolhas « [[nacionalisme|nacionalistas]] » amb lei partisans dei teorias de [[René Descartes]] ([[1596]]-[[1650]]) en [[França]] e d'[[Isaac Newton]] ([[1642]]-[[1727]]) en [[Anglatèrra]]. L'elèit [[sciéncia|scientific]] d'aquelei [[país]] negligiguèt ansin lei trabalhs de [[Gottfried Wilhelm Leibniz|Leibniz]] durant plusors decennis. Aquela situacion durèt fins ai trabalhs de [[traduccion]] d'[[Émilie du Châtelet]] ([[1706]]-[[1749]]) qu'introduguèt lei teorias newtonianas en [[França]] en integrant d'apòrts de [[Gottfried Wilhelm Leibniz|Leibniz]] regardant l'energia<ref>'''[[francés|(fr)]]''' Mireille Touzery, « Émilie Du Châtelet, un passeur scientifique au XVIIIe siècle. D’Euclide à Leibniz », ''La revue pour l’histoire du CNRS'', n° 21,‎ 3 de julhet de 2008.</ref>. De mai, formulèt tornarmai lo principi de la [[conservacion de l'energia mecanica]] dins certanei [[sistèma fisic|sistèmas]], establiguèt una diferéncia clara entre l'energia – qu'èra totjorn dich « fòrça viva » – e la [[quantitat de movement]] e suggeriguèt que l'[[energia cinetica]], l'[[energia potenciala]] e la [[calor]] aguèsson la meteissa dimension<ref>'''[[anglés|(en)]]''' Ruth Hagengruber, ''Émilie du Chatelet between Leibniz and Newton'', Springer, 2011.</ref>.

==== De la ''vis viva'' a l'energia ====

Durant la segonda mitat dau sègle XVIII, plusors [[engenhariá|engenhaires]] comencèron d'utilizar lei principis edictats per [[Gottfried Wilhelm Leibniz|Leibniz]] per resòuvre de problemas tecnics. Reconoguèron ansin lei limits deis otís dau periòde. De [[quimia|quimistas]], coma [[William Hyde Wollaston]] ([[1766]]-[[1828]]) sostenguèron aquela evolucion. Pasmens, la dificultat d'explicar la transformacion de l'[[energia cinetica]] dins lei movements dictats per de [[fòrça]]s non conservatritz suscitèt d'oposicions coma aquela de [[John Playfair]] ([[1748]]-[[1819]])<ref>'''[[anglés|(en)]]''' John Playfair, ''The Edinburgh review'', vol. 12, 1808.</ref>. Pasmens, a partir deis [[ans 1780]], lei progrès en [[quimia]] permetèron de presentar de pròvas novèlas en favor de la conservacion de l'energia. En particular, [[Antoine Lavoisier]] ([[1743]]-[[1794]]) e [[Pierre-Simon Laplace]] ([[1749]]-[[1827]]) sostenguèron la [[teoria dau caloric]]. Remplaçant la [[teoria dau flogistic]], lo caloric prefigurava la [[termodinamica]] en considerant la calor coma un fluid anant deis objèctes cauds vèrs leis objèctes fregs<ref>'''[[francés|(fr)]]''' Gaston Bachelard, ''Étude sur l’évolution d’un problème de physique : La propagation thermique dans les solides'', Éditions Vrin, 1928.</ref><ref>'''[[anglés|(en)]]''' Henry Guerlac, « Chemistry as a Branch of Physics: Laplace's Collaboration with Lavoisier », ''Historical Studies in the Physical Sciences'', University of California Press, vol. 7, 1976, pp. 193-276.</ref>.

En despiech deis oposicions, aquelei trabalhs menèron a una evolucion de la ''vis viva'' que foguèt pauc a cha pauc dicha « energia » a partir de la publicacion d'un obratge de [[Thomas Young]] ([[1773]]-[[1829]]) en [[1807]]. Puei, la question de la transformacion de l'[[energia cinetica]] durant un movement venguèt pus clar amb l'introduccion dau concèpte de [[trabalh (fisica)|trabalh fisic]] per [[Gaspard-Gustave de Coriolis]] ([[1792]]-[[1843]]) e [[Jean-Victor Poncelet]] ([[1788]]-[[1867]]). Enfin, en [[1837]], lo [[quimia|quimista]] [[Alemanha|alemand]] publiquèt un important article de sintèsi sus lei diferentei formas d'energia descubèrtas dins plusors brancas dei [[sciéncia]]s dempuei lo començament dau sègle XIX. I presentèt una dei premierei versions de l'idèa de conservacion de l'energia en postulant la possibilitat de convertir una energia en una autra forma d'energia ([[quimia|quimica]], [[electricitat|electrica]], [[lutz|luminosa]], etc.)<ref>'''[[alemand|(de)]]''' Karl Friedrich Mohr, « Über die Natur der Wärme », ''Zeitschrift für Physik'', 1837.</ref>.

=== La descubèrta de l'equivaléncia entre lo movement e la calor ===

Durant la premiera mitat dau sègle XIX, lo desvolopament de la [[termodinamica]] e dei recèrcas sus la [[maquina de vapor]] foguèt l'etapa decisiva dins l'aparicion de l'idèa modèrna de conservacion de l'[[energia]]. D'efiech, la possibilitat de transformar la [[calor]] en [[trabalh (fisica)|trabalh fisic]] èra una pròva dirècta de passar d'una forma d'energia a una autra. [[Julius von Mayer]] ([[1814]]-[[1878]])<ref>'''[[alemand|(de)]]''' Julius von Mayer, « Bemerkungen über die Kräfte der unbelebten Natur », ''Annalen der Chemie und Pharmacie'', vol. 42, 1842, pp. 233-240.</ref>, [[Ludwig A. Colding]] ([[1815]]-[[1888]]) e [[James Prescott Joule]] ([[1818]]-[[1889]])<ref>'''[[anglés|(en)]]''' P. F. Dahl, « Colding, Ludwig August », dins C. C. Gillespie (dir.), ''Dictionary of Scientific Biography (Supplement I ed.)'', Charles Scribner's Sons, 1981, pp. 84–87.</ref> foguèron lei pioniers deis estudis sus l'equivaléncia entre la calor e lo trabalh. Entre [[1843]] e [[1847]], [[William Robert Grove]] ([[1811]]-[[1896]])<ref>'''[[anglés|(en)]]''' W. R. Grove, ''The Correlation of Physical Forces'', Green Longmans, 6{{a}} edicion, 1874.</ref>, [[Benoît Paul Émile Clapeyron|Paul Émile Clapeyron]] ([[1799]]-[[1864]]) e [[Hermann von Helmholtz]] ([[1821]]-[[1894]])<ref>'''[[alemand|(de)]]''' Hermann von Helmholtz, ''Über die Erhaltung der Kraft'', 1847.</ref> generalizèron aquela idèa a totei lei formas d'[[energia]] conegudas a l'epòca. Aquò permetèt au tèrme energia de s'impausar definitivament dins la comunautat [[sciéncia|scientifica]]. Ansin, en [[1850]], l'expression « conservacion de l'energia » foguèt escricha per lo premier còp per l'[[engenhariá|engenhaire]] [[Escòcia|escocés]] [[William Rankine]] ([[1820]]-[[1872]])<ref>'''[[anglés|(en)]]''' William John Macquorn Rankine, « On the General Law of the Transformation of Energy », ''Proceedings of the Philosophical Society of Glasgow'', vol. 3, n° 5, 1853, pp. 276-280.</ref>.

=== L'equivaléncia massa-energia ===

Au començament dau sègle XX, lei trabalhs que menèron a la formulacion de la teoria de la [[relativitat especiala]] per [[Albert Einstein]] ([[1879]]-[[1955]]) en [[1905]] permetèron de descubrir lo principi de l'equivaléncia entra la [[massa]] e l'[[energia]]. Lo [[matematicas|matematician]] [[França|francés]] [[Henri Poincaré]] ([[1854]]-[[1912]]) es probable lo pionier d'aqueu procès amb una premiera publicacion en [[1900]]<ref>'''[[francés|(fr)]]''' Henri Poincaré, ''La théorie de Lorentz et le principe de l’action et de la réaction'', ''Archives néerlandaises des sciences exactes et naturelles'', vol. 5,‎ 1900, pp. 252-278.</ref>. Tres ans pus tard, l'[[Itàlia|Italian]] [[Olinto de Pretto]] ([[1857]]-[[1921]]) donèt la premiera formulacion de la relacion ''E'' = ''mc''<sup><small>2</small></sup><ref>'''[[Italian|(it)]]''' Umberto Bartocci, ''Albert Einstein e Olinto De Pretto : la vera storia della formula più famosa del mondo'', Andromeda, coll. « La storia impossibile » (no 2), 2006.</ref>. Pasmens, foguèt necessari d'esperar dos ans suplementaris, e la publicacion dei trabalhs d'[[Albert Einstein|Einstein]], per popularizar aquela relacion<ref>'''[[alemand|(de)]]''' Albert Einstein, « Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig? », ''Annalen der Physik'', vol. 323, n° 13,‎ 1905, pp. 639-641.</ref>. Donèt una vision novèla dei concèptes de conservacion de l'energia e de [[conservacion de la massa]] en establissent de liames entre lei doas dimensions.

=== La conservacion de l'energia dins lei desintegracions β ===

La descubèrta dei desintegracions [[radioactivitat|radioactivas]] β es, a l'ora d'ara, la darriera etapa importanta de la construccion de la vision actuala dau principi de la conservacion de l'[[energia]]. D'efiech, en [[1911]], lei premierei mesuras d'[[energia]] deis [[electron]]s emés per aqueu fenomèn presentava un espèctre discrèt. Aquò semblava en contradiccion amb lo principi<ref>'''[[anglés|(en)]]''' Carsten Jensen, ''Controversy and Consensus: Nuclear Beta Decay 1911-1934'', Birkhäuser Verlag, 2000.</ref>. Aqueu problema èra causat per lei limits dei sabers sus lei mecanismes radioactius. Foguèt explicat en [[1933]] per [[Enrico Fermi]] ([[1901]]-[[1954]]) qu'introduguèt lo [[neutrinò]] per assegurar l'equilibri energetic de la transformacion<ref>'''[[anglés|(en)]]''' D. Griffiths, ''Introduction to Elementary Particles (2nd ed.)'', 2009, pp. 314–315.</ref>.

== Lei formas actualas de la conservacion de l'energia ==

=== Lo premier principi de la termodinamica ===

{{veire|Premier principi de la termodinamica}}

Lo [[premier principi de la termodinamica]] exprimís la conservacion de l'energia durant una transformacion [[termodinamica]]. Segon eu, durant una transformacion que que siegue d'un [[sistèma (fisica)|sistèma sarrat]], la variacion de son [[energia]] es egala a la quantitat d'energia escambiada amb lo mitan exterior per transferiment termic ([[calor]]) e per transferiment mecanic ([[trabalh (fisica)|trabalh]]).

=== Lo teorèma de Noether ===

{{veire|Teorèma de Noether (fisica)}}

Formulat en [[1918]] per la [[matematicas|matematiciana]] [[Emmy Noether]] ([[1882]]-[[1935]])<ref>'''[[alemand|(de)]]''' Emmy Noether, « Invariante Variationsprobleme », ''Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen, Mathematisch-Physikalische Klasse'', vol. 1918, n° 2,‎ 1918, pp. 235-257.</ref>, lo teorèma que pòrta son nom exprimís l'equivaléncia entre lei lèis de conservacion e l'invariància dau [[lagragian]] d'un sistèma per certanei transformacions, dichas « simetrias », dei coordenadas. Son enonciat precís es a tota transformacion infinitesimala que laissa invarianta l'integrala d'accion correspònd una [[grandor fisica|grandor]] que se consèrva. Cada « invariància » tradutz lo fach que lei lèis de la [[fisica]] càmbian pas quand una [[experiéncia]] subís la transformacion que correspònd, e donc, qu'i a pas de referéncia absoluda per menar aquela experiéncia.

=== La teoria de la relativitat ===

Dins lo quadre de la [[relativitat especiala]], la conservacion de l'energia es exprimida per la famosa eqüacion ''E'' = ''mc''<sup><small>2</small></sup>. La [[relativitat generala]] compliqua aquela representacion en causa de la necessitat de descriure l'expansion de l'[[Univèrs]]. D'efiech, dins aqueu cas, es malaisat de concebre un modèl permetent de mantenir la conservacion de l'energia en plaça. Ansin, uei, de [[fisica|fisicians]] an de dobtes sus l'existéncia d'un principi de conservacion de l'energia a l'escala d'un Univèrs en expansion. Dins aquò, a l'ora d'ara, ges d'experiéncia permet de contestar son existéncia.

=== La mecanica quantica ===

{{veire|Mecanica quantica}}

En [[mecanica quantica]], l'energia d'un sistèma es descricha per l'operator [[hamiltonian]] qu'agís sus l'[[espaci de Hilbert]] (ò espaci de foncions d'onda) dau sistèma. Se l'hamiltonian es un operator independent dau [[temps]], la probabilitat d'emergéncia dau resultat de mesura càmbia pas dins lo [[temps]] durant l'evolucion dau sistèma. Per consequéncia, la valor mejana de l'energia es egalament independenta dau temps e la conservacion de l'energia locala es assegurada per lo teorèma quantic de Noether.

Pasmens, existís de cas mau comprés onte l'energia d'un sistèma es mesurada inferiora ò superiora a la valor esperada. Aquelei fenomèns s'obsèrvan quand la règla de Born non unitària es aplicada. A l'ora d'ara, doas ipotèsis principalas assaian d'explorar aquelei resultats. D'un caire, de fisicians pensan qu'existís de mecanismes de transferiment d'[[energia]] vèrs ò dempuei l'environament macroscopic pendent lo procès de mesura. D'autre caire, d'autrei [[fisica|fisicians]] pensan que la conservacion a luòc « en mejana »<ref>'''[[anglés|(en)]]''' Sean M. Carroll e Jackie Lodman, « Energy Non-conservation in Quantum Mechanics », ''Foundations of Physics'', vol. 51, n° 4, 2021, p. 83.</ref>. Coma per lei questions pausadas per la teoria de la relativitat, i a, a l'ora d'ara, ges d'experiéncia que permet confiermar un dei modèls.

== Annèxas ==

=== Liames intèrnes ===
<div style="-moz-column-count:3; column-count:3;">
* [[Accion (fisica)|Accion]].
* [[Energia]].
* [[Energia cinetica]].
* [[Energia mecanica]].
* [[Energia potenciala]].
* [[Fisica]].
* [[Joule]].
* [[Massa]].
* [[Mecanica hamiltoniana]].
* [[Mecanica lagrangiana]].
* [[Mecanica quantica]].
* [[Relativitat especiala]].
* [[Relativitat generala]].
* [[Termodinamica]].
* [[Sistèma (fisica)|Sistèma]].
</div>

=== Bibliografia ===

* '''[[francés|(fr)]]''' Jean Baudet, ''Expliquer l'univers : une histoire de la physique depuis 1900'', Vuibert, coll. « Culture scientifique », 2008.
* '''[[francés|(fr)]]''' Thibault Damour, « Relativité générale », dins Alain Aspect, François Bouchet, Éric Brunet et al., ''Einstein aujourd'hui'', EDP Sciences et CNRS, coll. « Savoirs actuels / Physique », 2005.
* '''[[francés|(fr)]]''' Gérard Serra e Marc Ménétrier, « Les théorèmes de Noether », ''Bulletin de l'Union des professeurs de physique et de chimie'', vol. 103, n° 914,‎ mai de 2009, pp. 549-561.

=== Nòtas e referéncias ===
<div style="-moz-column-count:3; column-count:3;"> 
<references/>
</div>