Зміст
Закон збереження енергії - важливий закон фізики. В основному, це говорить про те, що хоча енергія може перетворюватися з одного виду в інший, загальна кількість енергії не змінюється. Цей закон застосовується лише до закритих систем, тобто до систем, які не можуть обмінюватися енергією зі своїм оточенням. Наприклад, Всесвіт - це закрита система, тоді як кавова чашка повільно охолоджується на стільниці.
Системи
Якщо система може обмінюватися енергією з навколишнім середовищем, вона не є закритою системою, і збереження енергії не застосовується. Наприклад, Земля не є замкнутою системою, оскільки вона може як отримувати тепло від сонця, так і випромінювати тепло в космос. Починаючи з відкритої системи, її загальна енергія може змінюватися. Всесвіт у цілому - це замкнена система, оскільки, наскільки ми знаємо, вона не контактує з будь-якими іншими системами або всесвітами. Отже, загальна енергія Всесвіту залишається незмінною.
Форми енергії
Енергія може приймати найрізноманітніші форми. Об'єкт, який рухається, наприклад, має кінетичну енергію або енергію руху. Об'єкт, піднятий високо над землею, має потенційну гравітаційну потенційну енергію, тому що сила тяжіння тягне за собою об'єкт і змушує його "захотіти" впасти. Світло від сонця - це енергія у вигляді випромінювання. Молекули у вашій їжі мають хімічну потенційну енергію, яку ви можете видобути через травлення, а ваш організм має енергію в найбільш очевидній формі - все тепло.
Перетворення енергії
У Всесвіті в цілому енергія ніколи не руйнується - вона просто змінює форми. Наприклад, коли камінь падає, наприклад, гравітаційний потенціал, яким він володіє в силу своєї висоти, перетворюється на кінетичну енергію, а при ударі об землю кінетична енергія перетворюється на тепло. Рослини приймають радіацію і перетворюють енергію, яку вона містить, в хімічну потенційну енергію, яку ви, у свою чергу, видобуваєте, коли їсте їжу. Електростанція приймає хімічну потенційну енергію у вугіллі і перетворює її в електричну енергію. У всіх цих сценаріях енергія просто змінює форми.
Перший закон
Перший закон термодинаміки - це ще один спосіб констатувати закон збереження енергії. Це говорить про те, що для будь-якої системи зміна її загальної енергії дорівнює кількості роботи, яку вона робить за вирахуванням кількості енергії, що передається їй як тепло. Це просто інший спосіб пояснити ту саму ідею, оскільки енергія системи залишається постійною, якщо вона не отримує енергію у вигляді роботи або тепла.