المحتوى
قانون الحفاظ على الطاقة هو قانون مهم للفيزياء. في الأساس ، تقول أنه في حين أن الطاقة يمكن أن تتحول من نوع إلى آخر ، فإن إجمالي الطاقة لا يتغير. ينطبق هذا القانون فقط على الأنظمة المغلقة ، بمعنى النظم التي لا تستطيع تبادل الطاقة مع بيئتها. الكون ، على سبيل المثال ، هو نظام مغلق ، في حين أن فنجان القهوة الذي يبرد ببطء على سطح العمل ليس كذلك.
أنظمة
إذا كان النظام يستطيع أن يتبادل الطاقة مع محيطه ، فلن يتم تطبيق نظام مغلق وليس الحفاظ على الطاقة. الأرض ، على سبيل المثال ، ليست نظامًا مغلقًا لأنه يمكن أن يستقبل الحرارة من الشمس ويشع الحرارة في الفضاء. منذ نظامها المفتوح ، يمكن تغيير طاقتها الإجمالية. الكون ككل هو نظام مغلق لأنه بقدر ما نعلم ، فهو ليس على اتصال مع أي أنظمة أو أكوان أخرى. وبالتالي تبقى الطاقة الكلية للكون دون تغيير.
أشكال الطاقة
الطاقة يمكن أن تتخذ أشكالا مختلفة. كائن يتحرك ، على سبيل المثال ، لديه طاقة حركية أو طاقة حركة. إن أي كائن مرفوع عالياً فوق الأرض لديه طاقة جهد ثقالية لأن الجاذبية تجذب الجسم وتسببه في "الرغبة" في السقوط. الضوء من الشمس هو الطاقة في شكل إشعاع. تحتوي الجزيئات الموجودة في طعامك على طاقة كيميائية محتملة يمكنك استخراجها من خلال الهضم ، وجسمك لديه طاقة بأكثر أشكالها وضوحًا - الحرارة.
تحويل الطاقة
في الكون ككل ، لا يتم تدمير الطاقة أبداً - إنها فقط تغير الأشكال. عندما تسقط الصخرة ، على سبيل المثال ، تتحول القدرة التثاقلية التي تمتلكها بحكم ارتفاعها إلى طاقة حركية ، وعندما تضرب الأرض تتحول الطاقة الحركية إلى حرارة. تأخذ النباتات الإشعاع وتحول الطاقة التي تحتوي عليها إلى طاقة كيميائية محتملة تستخرجها بدورها عند تناول طعامك. تأخذ محطة الطاقة الطاقة الكيميائية المحتملة في الفحم وتحولها إلى طاقة كهربائية. في كل هذه السيناريوهات ، الطاقة هي مجرد تغيير الأشكال.
القانون الاول
القانون الأول للديناميكا الحرارية هو وسيلة أخرى لتوضيح قانون الحفاظ على الطاقة. تقول أنه بالنسبة لأي نظام ، فإن التغير في إجمالي الطاقة يساوي مقدار العمل الذي يقوم به ناقص مقدار الطاقة المنقولة إليه كحرارة. هذه مجرد طريقة أخرى لشرح الفكرة نفسها ، لأن طاقة النظام تظل ثابتة ما لم تستقبل الطاقة في شكل عمل أو حرارة.