Vă explicăm ce este principiul conservării energiei, cum funcționează și câteva exemple practice ale acestei legi fizice.
Care este principiul conservării energiei?
Principiul conservării energiei sau Legea conservarii energiei, cunoscut și sub numele de Primul Principiu al Termodinamicii, afirmă că cantitatea totală de Energie într-un sistem fizic izolat (adică fără nicio interacțiune cu alte sisteme) va rămâne mereu același, cu excepția cazului în care se transformă în alte tipuri de energie.
Acest lucru este rezumat în principiul că energia din univers Ea nu poate fi nici creată, nici distrusă, ci doar transformată în alte forme de energie, cum ar fi energia electrică în energie calorică (așa funcționează rezistențele) sau în energie luminoasă (așa funcționează becurile). Prin urmare, atunci când se efectuează anumite lucrări sau în prezența anumitor reacții chimice, cantitatea de energie inițială și finală va părea să fi variat dacă nu se iau în considerare transformările acesteia.
Conform principiului conservării energiei, atunci când se introduce o anumită cantitate de căldură (Q) într-un sistem, aceasta va fi întotdeauna egală cu diferența dintre creșterea cantității de energie internă (ΔU) plus loc de munca (W) făcut de spus sistem. În acest fel, avem formula: Q = ΔU + W, din care rezultă că ΔU = Q - W.
Acest principiu se aplică și în domeniulchimie, deoarece energia implicată într-o reacție chimică va tinde să fie întotdeauna conservată, la fel ca șimasa, cu excepția cazurilor în care aceasta din urmă este transformată în energie, așa cum indică celebra formulă a lui Albert Einstein E = m.c2, unde E este energia, m este masa și c esteviteza luminii. Această ecuație este de cea mai mare importanță în teoriile relativiste.
Energia, așadar, nu se pierde, așa cum s-a spus deja, dar poate înceta să mai fie utilă pentru a efectua lucrări, conform celei de-a doua legi a termodinamicii:entropie (tulburare) unui sistem tinde să crească pe măsură cevremeCu alte cuvinte, sistemele tind inevitabil la dezordine.
Acțiunea acestei a doua legi în conformitate cu prima este cea care împiedică existența unor sisteme izolate care își păstrează energia intactă pentru totdeauna (cum ar fi circulaţie perpetuu sau conținutul fierbinte al unui termos). Că energia nu poate fi creată sau distrusă nu înseamnă că rămâne neschimbată.
Exemple ale principiului conservării energiei
Să presupunem că există o fată pe un tobogan, în repaus. Doar unul acționează asupra ei energia potențială gravitaționalăPrin urmare, energia sa cinetică este de 0 J. Pe măsură ce alunecă pe tobogan, pe de altă parte, viteza sa crește și la fel crește. Energie kinetică, dar la pierderea înălțimii scade și energia sa potențială gravitațională. În cele din urmă, atinge viteza maximă chiar la capătul toboganului, cu energia sa cinetică maximă. Dar înălțimea lui va fi scăzut și a lui energie potențială energia gravitațională va fi 0 J. O energie este transformată în alta, dar suma ambelor va produce întotdeauna aceeași cantitate în sistemul descris.
Un alt exemplu posibil este funcționarea unui bec, care primește o anumită cantitate de energie electrică prin activarea comutatorului si il transforma in energie luminoasă și în energie termică, pe măsură ce becul se încălzește. Cantitatea totală de energie electrică, termică și luminoasă este aceeași, dar a fost transformată din electrică în lumină și termică.