เราอธิบายว่าหลักการการอนุรักษ์พลังงานคืออะไร มันทำงานอย่างไร และตัวอย่างที่ใช้งานได้จริงของกฎทางกายภาพนี้
หลักการอนุรักษ์พลังงานคืออะไร?
หลักการอนุรักษ์พลังงานหรือ กฎหมายอนุรักษ์พลังงานหรือที่เรียกว่าหลักการเบื้องต้นของอุณหพลศาสตร์ระบุว่าปริมาณรวมของ พลังงาน ในระบบทางกายภาพที่แยกออกมา (นั่นคือ ไม่มีปฏิสัมพันธ์ใดๆ กับระบบอื่น) ระบบจะยังคงเหมือนเดิมเสมอ ยกเว้นเมื่อเปลี่ยนเป็นพลังงานประเภทอื่น
สรุปไว้ในหลักการที่ว่าพลังงานใน จักรวาล ไม่สามารถสร้างหรือทำลายได้ แปลงเป็นพลังงานรูปแบบอื่นเท่านั้น เช่น พลังงานไฟฟ้าใน พลังงานแคลอรี่ (นี่คือวิธีการทำงานของตัวต้านทาน) หรือในพลังงานแสง (นี่คือวิธีการทำงานของหลอดไฟ) ดังนั้น เมื่อทำงานบางอย่างหรือต่อหน้าปฏิกิริยาเคมี ปริมาณของพลังงานตั้งต้นและพลังงานสุดท้ายจะเปลี่ยนแปลงไป หากไม่คำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงของพลังงาน
ตามหลักการอนุรักษ์พลังงาน เมื่อนำความร้อนจำนวนหนึ่ง (Q) เข้าสู่ระบบ จะเท่ากับความแตกต่างระหว่างปริมาณพลังงานภายในที่เพิ่มขึ้น (ΔU) บวกกับ งาน (W) ทำโดยกล่าวว่า ระบบ. ด้วยวิธีนี้เราได้สูตร: Q = ΔU + Wซึ่งสืบเนื่องมาจากสิ่งนั้น ΔU = Q - W.
หลักการนี้ยังใช้กับสาขาของเคมีเนื่องจากพลังงานที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาเคมีมักจะถูกอนุรักษ์ไว้เสมอ เช่นเดียวกับมวลยกเว้นกรณีที่เปลี่ยนเป็นพลังงานตามสูตร . ที่มีชื่อเสียงของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ E = m.c2โดยที่ E คือพลังงาน m คือมวล และ c คือความเร็วของแสง. สมการนี้มีความสำคัญสูงสุดในทฤษฎีสัมพัทธภาพ
พลังงานจะไม่สูญหายดังที่ได้กล่าวไปแล้ว แต่อาจหยุดเป็นประโยชน์ในการทำงานตามกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์:เอนโทรปี (ความผิดปกติ) ของระบบมีแนวโน้มที่จะเพิ่มขึ้นเมื่อสภาพอากาศกล่าวอีกนัยหนึ่งระบบย่อมมีแนวโน้มที่จะไม่เป็นระเบียบ
การกระทำของกฎข้อที่สองนี้โดยสอดคล้องกับกฎข้อแรกคือสิ่งที่ขัดขวางการมีอยู่ของระบบที่แยกออกมาซึ่งรักษาพลังงานให้คงอยู่ตลอดไป (เช่น ความเคลื่อนไหว ตลอดไปหรือเนื้อหาที่ร้อนของกระติกน้ำร้อน) พลังงานนั้นไม่สามารถสร้างหรือทำลายได้ไม่ได้หมายความว่าพลังงานนั้นจะไม่เปลี่ยนแปลง
ตัวอย่างหลักการอนุรักษ์พลังงาน
สมมุติว่ามีเด็กผู้หญิงอยู่บนสไลเดอร์พักผ่อน เพียงหนึ่งการกระทำกับมัน พลังงานศักย์โน้มถ่วงดังนั้นพลังงานจลน์ของมันคือ 0 J ในขณะที่มันเลื่อนลงจากสไลด์ ความเร็วของมันจะเพิ่มขึ้น และมันก็เช่นกัน พลังงานจลน์แต่เมื่อสูญเสียความสูง พลังงานศักย์โน้มถ่วงของมันก็ลดลงเช่นกัน ในที่สุดก็ถึงความเร็วเต็มที่ที่ส่วนท้ายของสไลด์ด้วยพลังงานจลน์สูงสุด แต่ความสูงของเขาจะลดลงและของเขา พลังงานศักย์ พลังงานโน้มถ่วงจะเป็น 0 J พลังงานหนึ่งจะเปลี่ยนเป็นอีกพลังงานหนึ่ง แต่ผลรวมของทั้งสองจะให้ผลเท่ากันในระบบที่อธิบายไว้เสมอ
อีกตัวอย่างหนึ่งที่เป็นไปได้คือการทำงานของหลอดไฟซึ่งได้รับ .จำนวนหนึ่ง พลังงานไฟฟ้า โดยเปิดใช้งานสวิตช์และแปลงเป็น พลังงานแสง และพลังงานความร้อนเมื่อหลอดไฟร้อนขึ้น ปริมาณไฟฟ้า ความร้อน และพลังงานแสงทั้งหมดเท่ากัน แต่ได้เปลี่ยนจากไฟฟ้าเป็นแสงและความร้อนแล้ว