Elmagyarázzuk, mi az energiamegmaradás elve, hogyan működik, és néhány gyakorlati példát mutatunk be ennek a fizikai törvénynek.
Mi az energiamegmaradás elve?
Az energiamegmaradás elve ill Energiamegmaradási törvény, más néven a termodinamika első alapelve kimondja, hogy a teljes mennyiség a Energia egy elszigetelt fizikai rendszerben (azaz más rendszerekkel való kölcsönhatás nélkül) mindig ugyanaz marad, kivéve, ha más típusú energiává alakul át.
Ez abban az elvben foglalható össze, hogy az energia a világegyetem Nem lehet sem létrehozni, sem elpusztítani, csak átalakulni más energiaformákká, például elektromos energiává kalória energia (így működnek az ellenállások) vagy fényenergiában (így működnek az izzók). Ezért bizonyos munkák elvégzésekor vagy bizonyos kémiai reakciók jelenlétében a kezdeti és a végső energia mennyisége változónak tűnik, ha az átalakulásokat nem vesszük figyelembe.
Az energiamegmaradás elve szerint, amikor egy bizonyos mennyiségű hőt (Q) vezetünk be egy rendszerbe, az mindig egyenlő lesz a belső energia mennyiségének növekedése (ΔU) plusz a hőmennyiség különbségével. munka (W) készítette az említett rendszer. Ilyen módon a következő képletet kapjuk: Q = ΔU + W, amiből az következik ΔU = Q - W.
Ez az elv vonatkozik a területre iskémia, mivel a kémiai reakciókban részt vevő energia általában mindig megmarad, akárcsak atömeg, kivéve azokat az eseteket, amikor az utóbbi energiává alakul át, amint azt Albert Einstein híres képlete jelzi E = m.c2, ahol E az energia, m a tömeg és c afénysebesség. Ez az egyenlet rendkívül fontos a relativisztikus elméletekben.
Az energia tehát nem vész el, amint már említettük, de a termodinamika második törvénye szerint már nem használható a munka elvégzésére:entrópia egy rendszer (rendellenessége) hajlamos arra, hogy növekedjen, ahogy aidőjárásMás szóval, a rendszerek elkerülhetetlenül hajlamosak a rendetlenségre.
Ennek a második törvénynek az elsővel összhangban lévő hatása az, ami megakadályozza olyan elszigetelt rendszerek létezését, amelyek energiájukat örökre érintetlenül tartják (mint pl. mozgalom perpetual, vagy egy termosz forró tartalma). Az, hogy az energiát nem lehet létrehozni vagy elpusztítani, nem jelenti azt, hogy változatlan marad.
Példák az energiamegmaradás elvére
Tegyük fel, hogy van egy lány a csúszdán, nyugalomban. Csak egy cselekszik rá gravitációs potenciális energiaEzért a mozgási energiája 0 J. Ahogy lecsúszik a csúszdán, viszont növekszik a sebessége és a sebessége is. Kinetikus energia, de magasságvesztéskor a gravitációs potenciálenergiája is csökken. Végül a csúszás végén eléri a teljes sebességét, maximális mozgási energiájával. De a magassága csökkenni fog, és az övé helyzeti energia A gravitációs energia 0 J lesz. Az egyik energia átalakul egy másikká, de mindkettő összege mindig ugyanannyit eredményez a leírt rendszerben.
Egy másik lehetséges példa egy villanykörte működése, amely bizonyos mennyiségű izzót kap elektromos energia a kapcsoló aktiválásával és átalakítja azt fényenergia és hőenergiában, ahogy az izzó felmelegszik. Az elektromos, hő- és fényenergia összmennyisége megegyezik, de elektromosból fény- és hőenergia alakult át.