Mēs izskaidrojam, kas ir enerģijas saglabāšanas princips, kā tas darbojas, un dažus šī fiziskā likuma praktiskos piemērus.
Kāds ir enerģijas saglabāšanas princips?
Enerģijas saglabāšanas princips vai Enerģijas saglabāšanas likums, kas pazīstams arī kā Pirmais termodinamikas princips, norāda, ka kopējais apjoms Enerģija izolētā fiziskajā sistēmā (tas ir, bez jebkādas mijiedarbības ar citām sistēmām) tā vienmēr paliks tāda pati, izņemot gadījumus, kad tā tiek pārveidota cita veida enerģijā.
Tas ir apkopots principā, ka enerģija Visums To nevar ne radīt, ne iznīcināt, tikai pārveidot par citiem enerģijas veidiem, piemēram, elektrisko enerģiju kaloriju enerģija (tā darbojas rezistori) vai gaismas enerģijā (tā darbojas spuldzes). Tādējādi, veicot noteiktus darbus vai veicot noteiktas ķīmiskas reakcijas, sākotnējās un beigu enerģijas daudzums ir mainījies, ja neņem vērā tās pārvērtības.
Saskaņā ar enerģijas saglabāšanas principu, ievadot sistēmā noteiktu siltuma daudzumu (Q), tas vienmēr būs vienāds ar starpību starp iekšējās enerģijas daudzuma pieaugumu (ΔU) plus darbs (W) izgatavots no minētā sistēma. Tādā veidā mums ir formula: Q = ΔU + W, no kā izriet, ka ΔU = Q - W.
Šis princips attiecas arī uz jomuķīmija, jo ķīmiskajā reakcijā iesaistītā enerģija vienmēr tiks saglabāta, tāpat kāmasa, izņemot gadījumus, kad pēdējais tiek pārveidots enerģijā, kā to norāda Alberta Einšteina slavenā formula E = m.c2, kur E ir enerģija, m ir masa un c irgaismas ātrums. Šim vienādojumam ir ārkārtīgi liela nozīme relativistiskajās teorijās.
Tātad enerģija netiek zaudēta, kā jau tika teikts, bet tā var pārstāt būt noderīga darba veikšanai saskaņā ar otro termodinamikas likumu:entropija sistēmas (traucējums) tendence pieaugt, jolaikapstākļiCitiem vārdiem sakot, sistēmām neizbēgami ir tendence uz traucējumiem.
Šī otrā likuma darbība saskaņā ar pirmo ir tas, kas novērš izolētu sistēmu pastāvēšanu, kas uz visiem laikiem saglabā savu enerģiju neskartu (piemēram, kustība mūžīgais vai termosa karstais saturs). Tas, ka enerģiju nevar radīt vai iznīcināt, nenozīmē, ka tā paliek nemainīga.
Enerģijas saglabāšanas principa piemēri
Pieņemsim, ka uz slidkalniņa atrodas meitene miera stāvoklī. Tikai viens rīkojas pēc tā gravitācijas potenciālā enerģijaTāpēc tā kinētiskā enerģija ir 0 J. No otras puses, slīdot lejup pa slidkalniņu, palielinās tā ātrums un palielinās arī tā ātrums. Kinētiskā enerģija, bet, zaudējot augstumu, samazinās arī tā gravitācijas potenciālā enerģija. Visbeidzot, tas sasniedz pilnu ātrumu tieši slīdēšanas beigās ar savu maksimālo kinētisko enerģiju. Bet viņa augums būs samazinājies un viņa potenciālā enerģija gravitācijas enerģija būs 0 J. Viena enerģija tiek pārveidota citā, bet abu summa aprakstītajā sistēmā vienmēr dos vienādu daudzumu.
Vēl viens iespējamais piemērs ir spuldzes darbība, kas saņem noteiktu daudzumu Elektroenerģija aktivizējot slēdzi un pārveido to par gaismas enerģija un siltumenerģijā, spuldzei uzsilstot. Kopējais elektriskās, siltumenerģijas un gaismas enerģijas daudzums ir vienāds, taču tas ir pārveidots no elektriskās uz gaismu un siltumu.