ऊर्जा: Difference between revisions

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=== परिवर्तन में ऊर्जा और द्रव्यमान का संरक्षण ===
=== परिवर्तन में ऊर्जा और द्रव्यमान का संरक्षण ===
ऊर्जा भार को जन्म देती है जब यह शून्य संवेग वाली प्रणाली में फंस जाती है, जहां इसे तौला जा सकता है। यह द्रव्यमान के तुल्य भी है, और यह द्रव्यमान सदैव इसके साथ जुड़ा रहता है। द्रव्यमान भी एक निश्चित मात्रा में ऊर्जा के बराबर होता है, और इसी तरह हमेशा इसके साथ जुड़ा हुआ प्रतीत होता है, जैसा कि [[ द्रव्यमान-ऊर्जा तुल्यता ]] में वर्णित है। [[ अल्बर्ट आइंस्टीन ]] (1905) द्वारा व्युत्पन्न सूत्र ''ई'' = ''एमसी''',  [[ सापेक्षतावादी द्रव्यमान ]] और विशेष सापेक्षता की अवधारणा के भीतर ऊर्जा के बीच संबंध को निर्धारित करता है। विभिन्न सैद्धांतिक रूपरेखाओं में, समान सूत्र [[ जे.जे. थॉमसन ]] (1881), [[ हेनरी पोंकारे ]] (1900), [[ फ्रेडरिक हसनोहरल ]] (1904) और अन्य (अधिक जानकारी के लिए [[ मास-ऊर्जा तुल्यता#इतिहास ]] देखें)।
ऊर्जा वजन को जन्म देती है जब यह शून्य गति वाले सिस्टम में फंस जाती है, जहां इसे तौला जा सकता है। यह द्रव्यमान के तुल्य भी है, और यह द्रव्यमान सदैव इसके साथ जुड़ा रहता है। द्रव्यमान भी ऊर्जा की एक निश्चित मात्रा के बराबर होता है, और इसी तरह हमेशा इसके साथ जुड़ा हुआ प्रतीत होता है, जैसा कि [[:hi:द्रव्यमान-ऊर्जा समतुल्यता|द्रव्यमान-ऊर्जा तुल्यता]] में वर्णित है। सूत्र ''ई'' = [[:hi:अल्बर्ट आइंस्टीन|अल्बर्ट आइंस्टीन]] (1905) द्वारा व्युत्पन्न ''mc'' विशेष सापेक्षता की अवधारणा के भीतर [[:hi:सापेक्ष द्रव्यमान|सापेक्षतावादी द्रव्यमान]] और ऊर्जा के बीच संबंध को निर्धारित करता है। विभिन्न सैद्धांतिक रूपरेखाओं में, इसी तरह के सूत्र [[:hi:जे॰ जे॰ थॉमसन|जे जे थॉमसन]] (1881), [[:hi:आन्री पांकरे|हेनरी पोंकारे]] (1900), [[:hi:फ़्रेडरिक हसेनोहरली|फ्रेडरिक हसनोहरल]] (1904) और अन्य (अधिक जानकारी के लिए [[:hi:द्रव्यमान-ऊर्जा समतुल्यता|मास-ऊर्जा तुल्यता#इतिहास]] देखें) द्वारा प्राप्त किए गए थे।


[[ पदार्थ ]] की शेष ऊर्जा (विश्राम द्रव्यमान के बराबर) का हिस्सा ऊर्जा के अन्य रूपों में परिवर्तित किया जा सकता है (अभी भी द्रव्यमान प्रदर्शित कर रहा है), लेकिन न तो ऊर्जा और न ही द्रव्यमान नष्ट किया जा सकता है; बल्कि, दोनों किसी भी प्रक्रिया के दौरान स्थिर रहते हैं। हालांकि, चूंकि <math>c^2</math> is extremely large relative to ordinary human scales, the conversion of an everyday amount of rest mass (for example, 1&nbsp;kg) from rest energy to other forms of energy (such as kinetic energy, thermal energy, or the radiant energy carried by light and other radiation) can liberate tremendous amounts of energy ('''<math>9\times 10^{16}</math> जूल = 21 मेगाटन टीएनटी), जैसा कि [[ परमाणु रिएक्टर ]] एस और परमाणु हथियारों में देखा जा सकता है। इसके विपरीत, दैनिक मात्रा में ऊर्जा के बराबर द्रव्यमान बहुत कम होता है, यही कारण है कि अधिकांश प्रणालियों से ऊर्जा की हानि (द्रव्यमान की हानि) को वजन पैमाने पर मापना मुश्किल होता है, जब तक कि ऊर्जा हानि बहुत बड़ी न हो। [[ परमाणु भौतिकी ]] और [[ कण भौतिकी ]] में शेष ऊर्जा (पदार्थ की) और ऊर्जा के अन्य रूपों (जैसे, गतिज ऊर्जा को बाकी द्रव्यमान वाले कणों में) के बीच बड़े परिवर्तनों के उदाहरण पाए जाते हैं। अक्सर, हालांकि, पदार्थ (जैसे परमाणु) का गैर-पदार्थ (जैसे फोटॉन) में पूर्ण रूपांतरण [[ संरक्षण कानून | संरक्षण कानून ]] द्वारा निषिद्ध है।
[[:hi:पदार्थ|पदार्थ]] की शेष ऊर्जा (विश्राम द्रव्यमान के बराबर) का भाग ऊर्जा के अन्य रूपों (अभी भी द्रव्यमान का प्रदर्शन) में परिवर्तित किया जा सकता है, लेकिन न तो ऊर्जा और न ही द्रव्यमान को नष्ट किया जा सकता है; बल्कि, दोनों किसी भी प्रक्रिया के दौरान स्थिर रहते हैं। हालांकि, चूंकि <math>c^2</math> सामान्य मानव तराजू के सापेक्ष बहुत बड़ा है, बाकी द्रव्यमान की दैनिक मात्रा का रूपांतरण (उदाहरण के लिए, 1&nbsp;किग्रा) विश्राम ऊर्जा से ऊर्जा के अन्य रूपों में (जैसे गतिज ऊर्जा, तापीय ऊर्जा, या प्रकाश और अन्य विकिरण द्वारा वहन की जाने वाली विकिरण ऊर्जा) अत्यधिक मात्रा में ऊर्जा मुक्त कर सकती है (~ <math>9\times 10^{16}</math> जूल = 21 मेगाटन टीएनटी), जैसा कि [[:hi:परमाणु भट्ठी|परमाणु रिएक्टरों]] और परमाणु हथियारों में देखा जा सकता है। इसके विपरीत, दैनिक मात्रा में ऊर्जा के बराबर द्रव्यमान बहुत कम होता है, यही कारण है कि अधिकांश प्रणालियों से ऊर्जा की हानि (द्रव्यमान की हानि) को वजन पैमाने पर मापना मुश्किल होता है, जब तक कि ऊर्जा हानि बहुत बड़ी न हो। [[:hi:नाभिकीय भौतिकी|परमाणु भौतिकी]] और [[:hi:कण भौतिकी|कण भौतिकी]] में आराम ऊर्जा (पदार्थ की) और ऊर्जा के अन्य रूपों (जैसे, गतिज ऊर्जा को बाकी द्रव्यमान वाले कणों में) के बीच बड़े परिवर्तनों के उदाहरण पाए जाते हैं। अक्सर, हालांकि, पदार्थ (जैसे परमाणु) का गैर-पदार्थ (जैसे फोटॉन) में पूर्ण रूपांतरण [[:hi:संरक्षण नियम|संरक्षण कानूनों]] द्वारा निषिद्ध है।


=== प्रतिवर्ती और गैर-प्रतिवर्ती परिवर्तन ===
=== प्रतिवर्ती और गैर-प्रतिवर्ती परिवर्तन ===
ऊष्मप्रवैगिकी ऊर्जा परिवर्तन को दो प्रकारों में विभाजित करती है: [[ प्रतिवर्ती प्रक्रिया (ऊष्मप्रवैगिकी) | प्रतिवर्ती प्रक्रिया ]] और [[ अपरिवर्तनीय प्रक्रिया ]] es। एक अपरिवर्तनीय प्रक्रिया वह है जिसमें ऊर्जा एक मात्रा में उपलब्ध खाली ऊर्जा अवस्थाओं में विसर्जित (फैली) हो जाती है, जिससे इसे और अधिक ऊर्जा के क्षरण के बिना अधिक केंद्रित रूपों (कम क्वांटम अवस्थाओं) में पुनर्प्राप्त नहीं किया जा सकता है। एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया वह है जिसमें इस प्रकार का अपव्यय नहीं होता है। उदाहरण के लिए, एक प्रकार के संभावित क्षेत्र से दूसरे में ऊर्जा का रूपांतरण प्रतिवर्ती है, जैसा कि ऊपर वर्णित पेंडुलम प्रणाली में है। उन प्रक्रियाओं में जहां गर्मी उत्पन्न होती है, कम ऊर्जा की क्वांटम अवस्थाएं, परमाणुओं के बीच के क्षेत्रों में संभावित उत्तेजना के रूप में मौजूद होती हैं, ऊर्जा के हिस्से के लिए एक जलाशय के रूप में कार्य करती हैं, जिससे इसे पुनर्प्राप्त नहीं किया जा सकता है, ताकि इसे 100% दक्षता के साथ दूसरे में परिवर्तित किया जा सके। ऊर्जा के रूप। इस मामले में, ऊर्जा को आंशिक रूप से तापीय ऊर्जा के रूप में रहना चाहिए और पूरी तरह से उपयोग करने योग्य ऊर्जा के रूप में पुनर्प्राप्त नहीं किया जा सकता है, सिवाय इसके कि क्वांटम राज्यों में किसी अन्य प्रकार की गर्मी जैसी वृद्धि में वृद्धि की कीमत पर, ब्रह्मांड में (जैसे कि ए पदार्थ का विस्तार, या क्रिस्टल में यादृच्छिकरण)।
ऊष्मप्रवैगिकी ऊर्जा परिवर्तन को दो प्रकारों में विभाजित करती है: [[:hi:प्रतिवर्ती प्रक्रिया (ऊष्मप्रवैगिकी)|प्रतिवर्ती प्रक्रियाएं]] और [[:hi:अपरिवर्तनीय प्रक्रिया|अपरिवर्तनीय प्रक्रियाएं]] । एक अपरिवर्तनीय प्रक्रिया वह है जिसमें ऊर्जा एक मात्रा में उपलब्ध खाली ऊर्जा अवस्थाओं में विसर्जित (फैली) हो जाती है, जिससे इसे और अधिक ऊर्जा के क्षरण के बिना अधिक केंद्रित रूपों (कम क्वांटम अवस्थाओं) में पुनर्प्राप्त नहीं किया जा सकता है। एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया वह है जिसमें इस प्रकार का अपव्यय नहीं होता है। उदाहरण के लिए, एक प्रकार के संभावित क्षेत्र से दूसरे में ऊर्जा का रूपांतरण प्रतिवर्ती है, जैसा कि ऊपर वर्णित पेंडुलम प्रणाली में है। उन प्रक्रियाओं में जहां गर्मी उत्पन्न होती है, कम ऊर्जा की क्वांटम अवस्थाएं, परमाणुओं के बीच के क्षेत्रों में संभावित उत्तेजना के रूप में मौजूद होती हैं, ऊर्जा के हिस्से के लिए एक जलाशय के रूप में कार्य करती हैं, जिससे इसे पुनर्प्राप्त नहीं किया जा सकता है, ताकि इसे 100% दक्षता के साथ दूसरे में परिवर्तित किया जा सके। ऊर्जा के रूप। इस मामले में, ऊर्जा को आंशिक रूप से तापीय ऊर्जा के रूप में रहना चाहिए और पूरी तरह से उपयोग करने योग्य ऊर्जा के रूप में पुनर्प्राप्त नहीं किया जा सकता है, सिवाय इसके कि क्वांटम राज्यों में किसी अन्य प्रकार की गर्मी जैसी वृद्धि में वृद्धि की कीमत पर, ब्रह्मांड में (जैसे कि ए पदार्थ का विस्तार, या क्रिस्टल में यादृच्छिकरण)।


जैसे-जैसे ब्रह्मांड समय के साथ विकसित होता है, इसकी अधिक से अधिक ऊर्जा अपरिवर्तनीय अवस्थाओं में फंस जाती है (अर्थात, गर्मी के रूप में या विकार में अन्य प्रकार की वृद्धि के रूप में)। इसने ब्रह्मांड ]] की अपरिहार्य थर्मोडायनामिक [[ ऊष्मा मृत्यु की परिकल्पना को जन्म दिया है। इस गर्मी मृत्यु में ब्रह्मांड की ऊर्जा नहीं बदलती है, लेकिन ऊर्जा का वह अंश जो [[ ताप इंजन ]] के माध्यम से काम करने के लिए उपलब्ध है, या ऊर्जा के अन्य उपयोगी रूपों में परिवर्तित हो जाता है (गर्मी इंजन से जुड़े जनरेटर के उपयोग के माध्यम से) ) में कमी जारी है।
जैसे-जैसे ब्रह्मांड समय के साथ विकसित होता है, इसकी अधिक से अधिक ऊर्जा अपरिवर्तनीय अवस्थाओं में फंस जाती है (अर्थात, गर्मी के रूप में या विकार में अन्य प्रकार की वृद्धि के रूप में)। इसने [[:hi:ब्रह्मांड की गर्मी से मौत|ब्रह्मांड की अपरिहार्य थर्मोडायनामिक गर्मी की मृत्यु की]] परिकल्पना को जन्म दिया है। इस गर्मी मृत्यु में ब्रह्मांड की ऊर्जा नहीं बदलती है, लेकिन ऊर्जा का अंश जो [[:hi:ऊष्मा इंजन|गर्मी इंजन]] के माध्यम से काम करने के लिए उपलब्ध है, या ऊर्जा के अन्य उपयोगी रूपों में परिवर्तित हो जाता है (गर्मी इंजन से जुड़े जेनरेटर के उपयोग के माध्यम से), घटती रहती है।


==ऊर्जा का संरक्षण==
==ऊर्जा का संरक्षण==
{{Main|Conservation of energy}}
यह तथ्य कि ऊर्जा को न तो बनाया जा सकता है और न ही नष्ट किया जा सकता है [[:hi:ऊर्जा संरक्षण का नियम|, ऊर्जा के संरक्षण का]] नियम कहलाता है। [[:hi:ऊष्मागतिकी का प्रथम नियम|ऊष्मप्रवैगिकी के पहले नियम के रूप]] में, यह बताता है कि एक [[:hi:संवृत तंत्र|बंद प्रणाली]] की ऊर्जा तब तक स्थिर रहती है जब तक कि ऊर्जा को [[:hi:कार्य (ऊष्मागतिकी)|काम]] या [[:hi:ऊष्मा|गर्मी]] के रूप में या बाहर स्थानांतरित नहीं किया जाता है, और यह कि स्थानांतरण में कोई ऊर्जा नहीं खोती है। एक प्रणाली में ऊर्जा का कुल प्रवाह प्रणाली से ऊर्जा के कुल बहिर्वाह के साथ-साथ प्रणाली के भीतर निहित ऊर्जा में परिवर्तन के बराबर होना चाहिए। जब भी कोई कणों की एक प्रणाली की कुल ऊर्जा को मापता है (या गणना करता है) जिनकी बातचीत स्पष्ट रूप से समय पर निर्भर नहीं होती है, तो यह पाया जाता है कि सिस्टम की कुल ऊर्जा हमेशा स्थिर रहती है। <ref>Berkeley Physics Course Volume 1. Charles Kittel, Walter D Knight and Malvin A Ruderman</ref>
यह तथ्य कि ऊर्जा को न तो बनाया जा सकता है और न ही नष्ट किया जा सकता है, इसे  [[ ऊर्जा संरक्षण का नियम ]] कहा जाता है। ऊष्मप्रवैगिकी ]] के [[ पहले नियम के रूप में, यह बताता है कि [[ बंद प्रणाली ]] की ऊर्जा तब तक स्थिर रहती है जब तक कि ऊर्जा [[ कार्य (ऊष्मप्रवैगिकी) | कार्य ]] या [[ ऊष्मा ]] के रूप में या बाहर स्थानांतरित नहीं होती है, और यह कि कोई ऊर्जा नहीं है स्थानांतरण में खो गया है। एक प्रणाली में ऊर्जा का कुल प्रवाह प्रणाली से ऊर्जा के कुल बहिर्वाह के साथ-साथ प्रणाली के भीतर निहित ऊर्जा में परिवर्तन के बराबर होना चाहिए। जब भी कोई कणों की एक प्रणाली की कुल ऊर्जा को मापता है (या गणना करता है) जिनकी बातचीत स्पष्ट रूप से समय पर निर्भर नहीं होती है, तो यह पाया जाता है कि सिस्टम की कुल ऊर्जा हमेशा स्थिर रहती है<ref>बर्कले फिजिक्स कोर्स वॉल्यूम 1. चार्ल्स किटेल, वाल्टर डी नाइट और माल्विन ए रुडरमा</ref>


जबकि गर्मी हमेशा एक आदर्श गैस के प्रतिवर्ती इज़ोटेर्मल विस्तार में काम में पूरी तरह से परिवर्तित हो सकती है, [[ हीट इंजन में व्यावहारिक रुचि की चक्रीय प्रक्रियाओं के लिए ]] एस  [[ थर्मोडायनामिक्स का दूसरा नियम ]] कहता है कि काम करने वाला सिस्टम हमेशा [[ के रूप में कुछ ऊर्जा खो देता है अपशिष्ट गर्मी ]]। यह ऊष्मा ऊर्जा की मात्रा की एक सीमा बनाता है जो एक चक्रीय प्रक्रिया में काम कर सकती है, एक सीमा जिसे [[ उपलब्ध ऊर्जा ]] कहा जाता है। यांत्रिक और ऊर्जा के अन्य रूपों को ऐसी सीमाओं के बिना दूसरी दिशा में [[ थर्मल ऊर्जा ]] में परिवर्तित किया जा सकता है<ref name="thermo-laws"/> एक प्रणाली की कुल ऊर्जा की गणना सिस्टम में सभी प्रकार की ऊर्जा को जोड़कर की जा सकती है।
जबकि गर्मी को हमेशा एक आदर्श गैस के प्रतिवर्ती इज़ोटेर्मल विस्तार में काम में पूरी तरह से परिवर्तित किया जा सकता है, [[:hi:ऊष्मा इंजन|ऊष्मा इंजनों]] में व्यावहारिक रुचि की चक्रीय प्रक्रियाओं के लिए [[:hi:ऊष्मागतिकी का द्वितीय नियम|थर्मोडायनामिक्स का दूसरा नियम]] कहता है कि काम करने वाला सिस्टम हमेशा कुछ ऊर्जा को [[:hi:वयर्थ ऊष्मा|बेकार गर्मी]] के रूप में खो देता है। यह ऊष्मा ऊर्जा की मात्रा की एक सीमा बनाता है जो एक चक्रीय प्रक्रिया में काम कर सकती है, एक सीमा जिसे [[:hi:उपलब्ध ऊर्जा|उपलब्ध ऊर्जा]] कहा जाता है। ऐसी सीमाओं के बिना यांत्रिक और अन्य प्रकार की ऊर्जा को दूसरी दिशा में [[:hi:ऊष्मीय ऊर्जा|तापीय ऊर्जा]] में परिवर्तित किया जा सकता है। <ref name="thermo-laws2">[http://www.av8n.com/physics/thermo-laws.htm ''The Laws of Thermodynamics''] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20061215201900/http://www.av8n.com/physics/thermo-laws.htm|date=2006-12-15}} including careful definitions of energy, free energy, et cetera.</ref> एक प्रणाली की कुल ऊर्जा की गणना सिस्टम में सभी प्रकार की ऊर्जा को जोड़कर की जा सकती है।
 
1961 के व्याख्यान के दौरान [[:hi:रिचर्ड फिलिप्स फाइनमेन|रिचर्ड फेनमैन]] ने कहा: <ref name="RPF12">{{Cite book|first=Richard|last=Feynman|title=The Feynman Lectures on Physics; Volume 1|url=https://feynmanlectures.caltech.edu/I_04.html#Ch4-S1-p2|year=1964|publisher=Addison Wesley|location=US|isbn=978-0-201-02115-8}}</ref>


[[ रिचर्ड फेनमैन ]] ने 1961 के व्याख्यान के दौरान कहा<ref name="RPF1"/>
{{quote|There is a fact, or if you wish, a ''law'', governing all natural phenomena that are known to date. There is no known exception to this law – it is exact so far as we know. The law is called the ''[[conservation of energy]]''. It states that there is a certain quantity, which we call energy, that does not change in manifold changes which nature undergoes. That is a most abstract idea, because it is a mathematical principle; it says that there is a numerical quantity which does not change when something happens. It is not a description of a mechanism, or anything concrete; it is just a strange fact that we can calculate some number and when we finish watching nature go through her tricks and calculate the number again, it is the same.|''[[The Feynman Lectures on Physics]]''}}
{{quote|There is a fact, or if you wish, a ''law'', governing all natural phenomena that are known to date. There is no known exception to this law – it is exact so far as we know. The law is called the ''[[conservation of energy]]''. It states that there is a certain quantity, which we call energy, that does not change in manifold changes which nature undergoes. That is a most abstract idea, because it is a mathematical principle; it says that there is a numerical quantity which does not change when something happens. It is not a description of a mechanism, or anything concrete; it is just a strange fact that we can calculate some number and when we finish watching nature go through her tricks and calculate the number again, it is the same.|''[[The Feynman Lectures on Physics]]''}}


अधिकांश प्रकार की ऊर्जा (गुरुत्वाकर्षण ऊर्जा एक उल्लेखनीय अपवाद होने के साथ)<ref>{{cite web|url=http://www.physics.ucla.edu/'''cwp/articles/noether.asg/noether.html |title=E. Noether's Discovery of the Deep Connection Between Symmetries and Conservation Laws |publisher=Physics.ucla.edu |date=1918-07-16 |access-date=2010-12-12 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20110514080739/http://www.physics.ucla.edu/'''cwp/articles/noether.asg/noether.html |archive-date=2011-05-14 }}</ref> सख्त स्थानीय संरक्षण कानूनों के अधीन भी हैं। इस मामले में, केवल अंतरिक्ष के आसन्न क्षेत्रों के बीच ऊर्जा का आदान-प्रदान किया जा सकता है, और सभी पर्यवेक्षक किसी भी स्थान में ऊर्जा के वॉल्यूमेट्रिक घनत्व के रूप में सहमत होते हैं। ऊर्जा के संरक्षण का एक वैश्विक नियम भी है, जिसमें कहा गया है कि ब्रह्मांड की कुल ऊर्जा नहीं बदल सकती है; यह स्थानीय कानून का एक परिणाम है, लेकिन इसके विपरीत नहीं<ref name="thermo-laws">[http://www.av8n.com/physics/thermo-laws.htm ''The Laws of Thermodynamics''] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20061215201900/http://www.av8n.com/physics/thermo-laws.htm |date=2006-12-15 }} ऊर्जा, मुक्त ऊर्जा, वगैरह की सावधानीपूर्वक परिभाषाओं सहित</ref><ref name="RPF1">{{Cite book|first=Richard |last=Feynman|title=The Feynman Lectures on Physics; Volume 1|url=https://feynmanlectures.caltech.edu/I_04.html#Ch4-S1-p2 |year=1964|publisher=Addison Wesley|location=US| isbn=978-0-201-02115-8}}</ref>
अधिकांश प्रकार की ऊर्जा (गुरुत्वाकर्षण ऊर्जा एक उल्लेखनीय अपवाद होने के साथ) <ref>{{Cite web|url=http://www.physics.ucla.edu/~cwp/articles/noether.asg/noether.html|title=E. Noether's Discovery of the Deep Connection Between Symmetries and Conservation Laws|publisher=Physics.ucla.edu|date=1918-07-16|access-date=2010-12-12|archive-url=https://web.archive.org/web/20110514080739/http://www.physics.ucla.edu/~cwp/articles/noether.asg/noether.html|archive-date=2011-05-14}}</ref> सख्त स्थानीय संरक्षण कानूनों के अधीन भी हैं। इस मामले में, केवल अंतरिक्ष के आसन्न क्षेत्रों के बीच ऊर्जा का आदान-प्रदान किया जा सकता है, और सभी पर्यवेक्षक किसी भी स्थान में ऊर्जा के वॉल्यूमेट्रिक घनत्व के रूप में सहमत होते हैं। ऊर्जा के संरक्षण का एक वैश्विक नियम भी है, जिसमें कहा गया है कि ब्रह्मांड की कुल ऊर्जा नहीं बदल सकती है; यह स्थानीय कानून का एक परिणाम है, लेकिन इसके विपरीत नहीं। <ref name="thermo-laws3">[http://www.av8n.com/physics/thermo-laws.htm ''The Laws of Thermodynamics''] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20061215201900/http://www.av8n.com/physics/thermo-laws.htm|date=2006-12-15}} including careful definitions of energy, free energy, et cetera.</ref> <ref name="RPF13">{{Cite book|first=Richard|last=Feynman|title=The Feynman Lectures on Physics; Volume 1|url=https://feynmanlectures.caltech.edu/I_04.html#Ch4-S1-p2|year=1964|publisher=Addison Wesley|location=US|isbn=978-0-201-02115-8}}</ref>
 
यह नियम भौतिकी का मूल सिद्धांत है। जैसा कि  [[ नोएदर के द्वारा सख्ती से दिखाया गया हैorem ]], ऊर्जा का संरक्षण समय की  [[ अनुवादकीय समरूपता ]] का गणितीय परिणाम है<ref>{{cite web |url=http://ptolemy.eecs.berkeley.edu/eecs20/week9/timeinvariance.html |title=Time Invariance |publisher=Ptolemy.eecs.berkeley.edu |access-date=2010-12-12 |url-status=live |archive-url=https://web.archive.org/web/20110717210455/http://ptolemy.eecs.berkeley.edu/eecs20/week9/timeinvariance.html |archive-date=2011-07-17 }}</ref> ब्रह्मांडीय पैमाने से नीचे की अधिकांश घटनाओं की एक संपत्ति जो उन्हें समय पर उनके स्थानों से स्वतंत्र बनाती है। दूसरे शब्दों में कहें तो कल, आज और आने वाला कल शारीरिक रूप से अलग-अलग नहीं हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि ऊर्जा वह मात्रा है जो  [[ विहित संयुग्म ]] है। ऊर्जा और समय का यह गणितीय उलझाव भी अनिश्चितता के सिद्धांत में परिणत होता है - किसी निश्चित समय अंतराल के दौरान ऊर्जा की सटीक मात्रा को परिभाषित करना असंभव है (हालांकि यह केवल बहुत कम समय अंतराल के लिए व्यावहारिक रूप से महत्वपूर्ण है)। अनिश्चितता के सिद्धांत को ऊर्जा संरक्षण के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए - बल्कि यह गणितीय सीमा प्रदान करता है जिसके लिए ऊर्जा को सिद्धांत रूप में परिभाषित और मापा जा सकता है।
 
प्रकृति की प्रत्येक मूल शक्ति एक अलग प्रकार की संभावित ऊर्जा से जुड़ी होती है, और सभी प्रकार की संभावित ऊर्जा (अन्य सभी प्रकार की ऊर्जा की तरह) जब भी मौजूद होती है,  [[ द्रव्यमान ]] प्रणाली के रूप में प्रकट होती है। उदाहरण के लिए, एक संपीड़ित वसंत संकुचित होने से पहले थोड़ा अधिक विशाल होगा। इसी तरह, जब भी किसी तंत्र द्वारा ऊर्जा को प्रणालियों के बीच स्थानांतरित किया जाता है, तो इसके साथ एक संबद्ध द्रव्यमान स्थानांतरित होता है।


[[ क्वांटम यांत्रिकी में ]] ऊर्जा [[ हैमिल्टनियन ऑपरेटर ]] का उपयोग करके व्यक्त की जाती है। किसी भी समय के पैमाने पर, ऊर्जा में अनिश्चितता है
यह नियम भौतिकी का मूल सिद्धांत है। जैसा कि [[:hi:नोटर का प्रमेय|नोएदर के प्रमेय]] द्वारा सख्ती से दिखाया गया है, ऊर्जा का संरक्षण समय की [[:hi:अनुवाद समरूपता|अनुवाद संबंधी समरूपता]] का गणितीय परिणाम है, <ref>{{Cite web|url=http://ptolemy.eecs.berkeley.edu/eecs20/week9/timeinvariance.html|title=Time Invariance|publisher=Ptolemy.eecs.berkeley.edu|access-date=2010-12-12|archive-url=https://web.archive.org/web/20110717210455/http://ptolemy.eecs.berkeley.edu/eecs20/week9/timeinvariance.html|archive-date=2011-07-17}}</ref> ब्रह्मांडीय पैमाने के नीचे की अधिकांश घटनाओं की एक संपत्ति जो उन्हें समय के समन्वय पर उनके स्थानों से स्वतंत्र बनाती है। दूसरे शब्दों में कहें तो कल, आज और आने वाला कल शारीरिक रूप से अप्रभेद्य है। ऐसा इसलिए है क्योंकि ऊर्जा वह मात्रा है जो समय के लिए [[:hi:विहित संयुग्म|विहित संयुग्म]] है। ऊर्जा और समय का यह गणितीय उलझाव भी अनिश्चितता के सिद्धांत में परिणत होता है - किसी निश्चित समय अंतराल के दौरान ऊर्जा की सटीक मात्रा को परिभाषित करना असंभव है (हालांकि यह केवल बहुत कम समय अंतराल के लिए व्यावहारिक रूप से महत्वपूर्ण है)। अनिश्चितता के सिद्धांत को ऊर्जा संरक्षण के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए - बल्कि यह गणितीय सीमा प्रदान करता है जिसके लिए ऊर्जा को सिद्धांत रूप में परिभाषित और मापा जा सकता है।


: <math>\Delta E \Delta t \ge \frac { \hbar } {2 } </math>
प्रकृति की प्रत्येक मूल शक्ति एक अलग प्रकार की संभावित ऊर्जा से जुड़ी होती है, और सभी प्रकार की संभावित ऊर्जा (अन्य सभी प्रकार की ऊर्जा की तरह) जब भी मौजूद होती है, सिस्टम [[:hi:द्रव्यमान|द्रव्यमान]] के रूप में प्रकट होती है। उदाहरण के लिए, एक संपीड़ित वसंत संकुचित होने से पहले थोड़ा अधिक विशाल होगा। इसी तरह, जब भी किसी तंत्र द्वारा ऊर्जा को प्रणालियों के बीच स्थानांतरित किया जाता है, तो इसके साथ एक संबद्ध द्रव्यमान स्थानांतरित होता है।


जो  [[ हाइजेनबर्ग अनिश्चितता सिद्धांत ]] के रूप में समान है (लेकिन वास्तव में गणितीय रूप से समकक्ष नहीं है, क्योंकि ''एच'' और ''टी'' गतिशील रूप से संयुग्मित चर नहीं हैं, न तो शास्त्रीय और न ही क्वांटम यांत्रिकी में)।
[[:hi:प्रमात्रा यान्त्रिकी|क्वांटम यांत्रिकी]] में ऊर्जा [[:hi:हैमिल्टनी ऑपरेटर|हैमिल्टनियन ऑपरेटर]] का उपयोग करके व्यक्त की जाती है। किसी भी समय के पैमाने पर, ऊर्जा में अनिश्चितता है


[[ कण भौतिकी ]] में, यह असमानता  [[ आभासी कणों ]] की गुणात्मक समझ की अनुमति देती है, जो  [[ गति ]] ले जाते हैं। वास्तविक कणों के साथ आभासी कणों का आदान-प्रदान सभी ज्ञात  [[ मौलिक बलों ]] (अधिक सटीक रूप से  [[ मौलिक इंटरैक्शन ]] के रूप में जाना जाता है) के निर्माण के लिए जिम्मेदार है।  [[ वर्चुअल फोटॉन ]]  [[ इलेक्ट्रिक चार्ज ]] एस (जिसके परिणामस्वरूप  [[ कूलम्ब का नियम ]] होता है) के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन के लिए भी जिम्मेदार हैं,  [[ कैसिमिर फोर्स ]] के लिए,  [[ स्पॉन्टेनियस विखंडन |  सहज ]] रेडियेटिव क्षय के लिए उत्तेजित परमाणु और परमाणु राज्यों के लिए,  [[ वैन डेर वाल्स बल ]] और कुछ अन्य अवलोकनीय परिघटनाओं के लिए।
<math>\Delta E \Delta t \ge \frac { \hbar } {2 } </math>


==ऊर्जा हस्तांतरण ==
जो [[:hi:अनिश्चितता सिद्धान्त|हाइजेनबर्ग अनिश्चितता सिद्धांत]] के रूप में समान है (लेकिन वास्तव में गणितीय रूप से समकक्ष नहीं है, क्योंकि ''एच'' और ''टी'' गतिशील रूप से संयुग्मित चर नहीं हैं, न तो शास्त्रीय और न ही क्वांटम यांत्रिकी में)।
{{redirect|Energy transfer|the pipeline company|Energy Transfer Partners}}


[[:hi:कण भौतिकी|कण भौतिकी]] में, यह असमानता [[:hi:आभासी कण|आभासी कणों]] की गुणात्मक समझ की अनुमति देती है, जो [[:hi:संवेग (भौतिकी)|गति]] ले जाते हैं। वास्तविक कणों के साथ आभासी कणों का आदान-प्रदान सभी ज्ञात [[:hi:मूलभूत अन्योन्य क्रिया|मौलिक बलों]] (अधिक सटीक रूप से [[:hi:मूलभूत अन्योन्य क्रिया|मौलिक बातचीत]] के रूप में जाना जाता है) के निर्माण के लिए जिम्मेदार है। [[:hi:आभासी फोटोन|वर्चुअल फोटॉन]] [[:hi:विद्युत आवेश|इलेक्ट्रिक चार्ज]] के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन के लिए भी जिम्मेदार हैं (जिसके परिणामस्वरूप [[:hi:कूलॉम-नियम|कूलम्ब का नियम]] होता है), उत्तेजित परमाणु और परमाणु राज्यों के [[:hi:सहज विखंडन|सहज]] विकिरण क्षय के लिए, [[:hi:कासिमिर बल|कासिमिर बल]] के लिए, [[:hi:वान डर वाल्स बल|वैन डेर वाल्स बल]] और कुछ अन्य अवलोकन योग्य घटनाओं के लिए।


=== बंद सिस्टम ===
==ऊर्जा अंतरण/हस्तांतरण ==
=== बंद सस्टम ===
सिस्टम के विशेष मामले के लिए ऊर्जा हस्तांतरण पर विचार किया जा सकता है जो  [[ बंद प्रणाली |  बंद ]] मामले के हस्तांतरण के लिए हैं। ऊर्जा का वह भाग जो  [[ संरक्षी बल ]] एस द्वारा दूर से स्थानांतरित किया जाता है, को  [[ कार्य (ऊष्मप्रवैगिकी) |  कार्य ]] के रूप में मापा जाता है जो स्रोत प्रणाली प्राप्तकर्ता प्रणाली पर करता है। ऊर्जा का वह भाग जो स्थानान्तरण के दौरान कार्य नहीं करता है,  [[ ऊष्मा ]] . कहलाता है<ref group=note>यद्यपि ऊष्मा एक विशिष्ट ऊर्जा हस्तांतरण के लिए व्यर्थ ऊर्जा है (देखें:  [[ अपशिष्ट ऊष्मा ]]), इसे बाद की बातचीत में उपयोगी कार्य करने के लिए अक्सर उपयोग किया जा सकता है। हालांकि, ऐसी पुनर्प्राप्ति प्रक्रियाओं से पुनर्नवीनीकरण की जा सकने वाली अधिकतम ऊर्जा ऊष्मागतिकी ]] . के  [[ दूसरे नियम द्वारा सीमित है</ref> प्रणालियों के बीच ऊर्जा को विभिन्न तरीकों से स्थानांतरित किया जा सकता है। उदाहरणों में शामिल हैं  [[ विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा ]] का फोटॉन के माध्यम से संचरण, भौतिक टकराव जो  [[ गतिज ऊर्जा ]] . को स्थानांतरित करते हैं<ref group=note>अधिकांश मैक्रोस्कोपिक भौतिक टकरावों के लिए तंत्र वास्तव में  [[ विद्युत चुंबकत्व |  विद्युत चुम्बकीय ]] है, लेकिन टकराव के तंत्र को अनदेखा करके बातचीत को सरल बनाना और शुरुआत और अंतिम परिणाम की गणना करना बहुत आम है।</ref> और  [[ थर्मल ऊर्जा ]] के प्रवाहकीय हस्तांतरण।
सिस्टम के विशेष मामले के लिए ऊर्जा हस्तांतरण पर विचार किया जा सकता है जो  [[ बंद प्रणाली |  बंद ]] मामले के हस्तांतरण के लिए हैं। ऊर्जा का वह भाग जो  [[ संरक्षी बल ]] एस द्वारा दूर से स्थानांतरित किया जाता है, को  [[ कार्य (ऊष्मप्रवैगिकी) |  कार्य ]] के रूप में मापा जाता है जो स्रोत प्रणाली प्राप्तकर्ता प्रणाली पर करता है। ऊर्जा का वह भाग जो स्थानान्तरण के दौरान कार्य नहीं करता है,  [[ ऊष्मा ]] . कहलाता है<ref group=note>यद्यपि ऊष्मा एक विशिष्ट ऊर्जा हस्तांतरण के लिए व्यर्थ ऊर्जा है (देखें:  [[ अपशिष्ट ऊष्मा ]]), इसे बाद की बातचीत में उपयोगी कार्य करने के लिए अक्सर उपयोग किया जा सकता है। हालांकि, ऐसी पुनर्प्राप्ति प्रक्रियाओं से पुनर्नवीनीकरण की जा सकने वाली अधिकतम ऊर्जा ऊष्मागतिकी ]] . के  [[ दूसरे नियम द्वारा सीमित है</ref> प्रणालियों के बीच ऊर्जा को विभिन्न तरीकों से स्थानांतरित किया जा सकता है। उदाहरणों में शामिल हैं  [[ विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा ]] का फोटॉन के माध्यम से संचरण, भौतिक टकराव जो  [[ गतिज ऊर्जा ]] . को स्थानांतरित करते हैं<ref group=note>अधिकांश मैक्रोस्कोपिक भौतिक टकरावों के लिए तंत्र वास्तव में  [[ विद्युत चुंबकत्व |  विद्युत चुम्बकीय ]] है, लेकिन टकराव के तंत्र को अनदेखा करके बातचीत को सरल बनाना और शुरुआत और अंतिम परिणाम की गणना करना बहुत आम है।</ref> और  [[ थर्मल ऊर्जा ]] के प्रवाहकीय हस्तांतरण।


Revision as of 20:30, 6 June 2022

Energy
File:The Sun in white light.jpg
The Sun is the ultimate source of energy for most of life on Earth.[1] यह मुख्य रूप से अपने मूल में परमाणु संलयन से अपनी ऊर्जा प्राप्त करता है, द्रव्यमान को ऊर्जा में परिवर्तित करता है क्योंकि प्रोटॉन हीलियम बनाने के लिए संयुक्त होते हैं। इस ऊर्जा को सूर्य की सतह पर ले जाया जाता है और अंतरिक्ष में छोड़ा जाता है (मुख्य रूप से उज्ज्वल (प्रकाश) ऊर्जा के रूप में)।

भौतिकी में, ऊर्जा मात्रात्मक संपत्ति है जो एक शरीर या भौतिक प्रणाली में स्थानांतरित हो जाती है, काम के प्रदर्शन में और गर्मी और प्रकाश के रूप में पहचानने योग्य होती है। ऊर्जा एक संरक्षित मात्रा है; ऊर्जा के संरक्षण का नियम कहता है कि ऊर्जा को रूप में परिवर्तित किया जा सकता है, लेकिन इसे बनाया या नष्ट नहीं किया जा सकता है। ऊर्जा के इंटरनेशनल सिस्टम ऑफ यूनिट्स (एसआई) में माप की इकाई जूल है, जो किसी वस्तु को एक न्यूटन के बल के खिलाफ एक मीटर की दूरी तक ले जाने के काम से स्थानांतरित होने वाली ऊर्जा है।

ऊर्जा के सामान्य रूपों में गतिमान वस्तु की गतिज ऊर्जा, बल क्षेत्र ( गुरुत्वाकर्षण, विद्युत या चुंबकीय ) में किसी वस्तु की स्थिति द्वारा संग्रहीत संभावित ऊर्जा, ठोस वस्तुओं को खींचकर संग्रहीत लोचदार ऊर्जा, ईंधन के जलने पर निकलने वाली रासायनिक ऊर्जा शामिल हैं।, प्रकाश द्वारा वहन की जाने वाली दीप्तिमान ऊर्जा और किसी वस्तु के तापमान के कारण तापीय ऊर्जा ।

द्रव्यमान और ऊर्जा निकट से संबंधित हैं। द्रव्यमान-ऊर्जा तुल्यता के कारण, किसी भी वस्तु का द्रव्यमान होता है जब स्थिर ( रेस्ट मास कहा जाता है) में भी ऊर्जा की एक समान मात्रा होती है, जिसका रूप विश्राम ऊर्जा कहलाता है, और कोई भी अतिरिक्त ऊर्जा (किसी भी रूप में) उस शेष ऊर्जा से ऊपर की वस्तु द्वारा प्राप्त की जाती है। जिस प्रकार वस्तु की कुल ऊर्जा में वृद्धि होती है, उसी प्रकार वस्तु के कुल द्रव्यमान में वृद्धि होगी। उदाहरण के लिए, किसी वस्तु को गर्म करने के बाद, उसकी ऊर्जा में वृद्धि को सैद्धांतिक रूप से एक संवेदनशील पर्याप्त पैमाने के साथ द्रव्यमान में एक छोटी वृद्धि के रूप में मापा जा सकता है।

जीवित जीवों को जीवित रहने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जैसे कि ऊर्जा मनुष्य को भोजन और ऑक्सीजन से मिलती है । मानव सभ्यता को कार्य करने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जो इसे जीवाश्म ईंधन, परमाणु ईंधन या नवीकरणीय ऊर्जा जैसे ऊर्जा संसाधनों से प्राप्त होती है। पृथ्वी की जलवायु और पारिस्थितिकी तंत्र की प्रक्रियाएं पृथ्वी को सूर्य से प्राप्त होने वाली उज्ज्वल ऊर्जा और पृथ्वी के भीतर निहित भू-तापीय ऊर्जा द्वारा संचालित होती हैं।

शैली

एक