Tartalom
Az energiamegtakarítás törvénye a fizika fontos törvénye. Alapvetően azt mondja, hogy míg az energia egyik fajtából a másikba fordulhat, addig az energia teljes mennyisége nem változik. Ez a törvény csak a zárt rendszerekre vonatkozik, azaz olyan rendszerekre, amelyek nem tudnak energiát cserélni a környezetükkel. Például az univerzum zárt rendszer, míg a munkalapon lassan hűvölő kávéscsésze nem.
Systems
Ha egy rendszer képes energiát cserélni a környezetével, akkor nem egy zárt rendszer és az energiamegtakarítás nem érvényes. Például a Föld nem egy zárt rendszer, mert egyszerre képes hőt kapni a Napból, és sugárzza a hőt az űrbe. Nyílt rendszere óta teljes energiája megváltozhat. Az egész világegyetem zárt rendszer, mert amennyire tudjuk, nincs kapcsolatban más rendszerrel vagy univerzummal. Következésképpen az univerzum teljes energiája változatlan marad.
Az energia formái
Az energia nagyon sokféle lehet. Egy mozgó tárgy például kinetikus energiával vagy mozgási energiával rendelkezik. A magasan a föld fölé emelt tárgy gravitációs potenciál energiával rendelkezik, mivel a gravitáció ráhúzza a tárgyat, és azt okozza, hogy esni kell. A napfény az energia sugárzás formájában. Az ételekben levő molekulák olyan kémiai potenciális energiával rendelkeznek, amelyet az emésztés során kinyerhetnek, és a testünknek energiája van a legnyilvánvalóbb formában - a hő.
Energiakonverzió
Az egész világegyetemben az energia soha nem pusztul el - csak megváltoztatja a formákat. Ha például egy kő esik, akkor a magassága miatt meglévő gravitációs potenciálját kinetikus energiává kell változtatni, és amikor a földre ütközik, a kinetikus energia hőré válik. A növények sugárzást vesznek fel, és a benne lévő energiát kémiai potenciális energiává alakítják, amelyet viszont kinyer, amikor ételt eszik. Egy erőmű kémiai potenciális energiát vesz a szénben és elektromos energiává változtatja. Mindezen forgatókönyvekben az energia csak változik a formákban.
Első törvény
A termodinamika első törvénye az energiamegtakarítás törvényének megfogalmazásának másik módja. Azt mondja, hogy bármely rendszer esetén a teljes energiájának változása megegyezik az elvégzett munka mennyiségével, levonva a hőként átadott energia mennyiségét. Ez csak egy további módja annak, hogy megmagyarázza ugyanazt az elképzelést, mivel a rendszer energiája állandó marad, hacsak nem energiát kap munka vagy hő formájában.