Ми пояснюємо, що таке принцип збереження енергії, як він працює та деякі практичні приклади цього фізичного закону.
Що таке принцип збереження енергії?
Принцип збереження енергії або Закон збереження енергії, також відомий як Перший принцип термодинаміки, стверджує, що загальна кількість Енергія в ізольованій фізичній системі (тобто без будь-якої взаємодії з іншими системами) вона завжди залишатиметься незмінною, за винятком випадків, коли вона перетворюється в інші види енергії.
Це підсумовується в принципі, що енергія в всесвіту Його не можна ні створити, ні знищити, а лише перетворити в інші форми енергії, наприклад, в електричну енергію калорійна енергія (так працюють резистори) або в світловій енергії (так працюють лампочки). Отже, при виконанні певних робіт або при наявності певних хімічних реакцій величина початкової та кінцевої енергії буде змінюватися, якщо не врахувати її перетворення.
Відповідно до принципу збереження енергії, при введенні певної кількості теплоти (Q) в систему вона завжди буде дорівнювати різниці між збільшенням кількості внутрішньої енергії (ΔU) плюс робота (W) зробив сказав системи. Таким чином, ми маємо формулу: Q = ΔU + W, з чого випливає, що ΔU = Q - W.
Цей принцип також поширюється на сферухімія, оскільки енергія, яка бере участь у хімічній реакції, завжди буде зберігатися, як імас, за винятком випадків, коли остання перетворюється в енергію, як вказує відома формула Альберта Ейнштейна про E = m.c2, де E — енергія, m — маса, c — цешвидкість світла. Це рівняння має виняткове значення в релятивістських теоріях.
Таким чином, енергія не втрачається, як уже було сказано, але вона може перестати бути корисною для виконання роботи, згідно з другим законом термодинаміки:ентропія (розлад) системи має тенденцію до посилення в мірупогодаІншими словами, системи неминуче мають тенденцію до безладу.
Дія цього другого закону відповідно до першого є тим, що перешкоджає існуванню ізольованих систем, які назавжди зберігають свою енергію (наприклад, рух безстроковий, або гарячий вміст термоса). Те, що енергія не може бути створена або знищена, не означає, що вона залишається незмінною.
Приклади Принципу збереження енергії
Припустимо, є дівчина на гірці, відпочиває. На нього діє лише один гравітаційна потенціальна енергіяОтже, його кінетична енергія дорівнює 0 Дж. З іншого боку, коли він ковзає по гірці, його швидкість збільшується, а також Кінетична енергія, але при втраті висоти зменшується і його гравітаційна потенціальна енергія. Нарешті, він досягає повної швидкості прямо в кінці ковзання з максимальною кінетичною енергією. Але його зріст зменшиться і його потенційна енергія гравітаційна енергія буде 0 Дж. Одна енергія перетворюється в іншу, але сума обох завжди дасть однакову кількість в описаній системі.
Іншим можливим прикладом є робота лампочки, яка отримує певну кількість електрична енергія активуючи перемикач і перетворює його в світлова енергія і в тепловій енергії, оскільки колба нагрівається. Загальна кількість електричної, теплової та світлової енергії однакова, але вона була перетворена з електричної на світлову та теплову.