Hvordan er energi konserveret inden for et lukket system?

Lov om bevarelse af energi er en vigtig lov i fysikken. Dybest set siger det, at mens energi kan vende fra en slags til en anden, ændrer den samlede mængde energi ikke. Denne lov gælder kun for lukkede systemer, hvilket betyder systemer, der ikke kan udveksle energi med deres omgivelser. Universet er for eksempel et lukket system, mens en kaffekop, der langsomt køler på en bordplade, ikke er.

Systemer

Hvis et system kan udveksle energi med omgivelserne, er det ikke lukket system og bevarelse af energi gælder ikke. Jorden er for eksempel ikke et lukket system, fordi det både kan modtage varme fra solen og udstråle varme i rummet. Da det er et åbent system, kan dets samlede energi ændre sig. Universet som helhed er et lukket system, for så vidt vi ved, er det ikke i kontakt med andre systemer eller universer. Derfor forbliver universets samlede energi uændret.

Energiformer

Energi kan tage mange forskellige former. Et objekt, der bevæger sig, har for eksempel kinetisk energi eller bevægelsesenergi. Et objekt hævet højt over jorden har gravitationspotentiale energi, fordi tyngdekraften trækker på objektet og får det til at "ønske" at falde. Lys fra solen er energi i form af stråling. Molekylerne i din mad har kemisk potentiel energi, som du kan ekstrahere gennem fordøjelsen, og din krop har energi i den mest oplagte form for all-heat.

Energikonvertering

I universet som En hel energi bliver aldrig ødelagt - det ændrer kun former. Når en sten falder, bliver tyngdepotentialet, som det besidder i kraft af dets højde, forvandlet til kinetisk energi, og når det rammer jorden, bliver kinetisk energi til varme. Planterne tager stråling og konverterer den energi, den indeholder til kemisk potentiel energi, som du ekstraherer, når du spiser din mad. Et kraftværk tager kemisk potentiel energi i kul og omdanner den til elektrisk energi. I alle disse scenarier er energi bare skiftende former.

Første lov

Den første lov af termodynamik er en anden måde at angive loven om bevarelse af energi. Det siger, at for ethvert system er forandringen i dens samlede energi lig med mængden af ​​arbejde det gør minus mængden af ​​energi overført til den som varme. Dette er blot en anden måde at forklare den samme idé på, fordi systemets energi forbliver konstant, medmindre den modtager energi i form af enten arbejde eller varme.