La legge di conservazione dell'energia è una legge importante della fisica. Fondamentalmente, dice che mentre l'energia può passare da un tipo all'altro, la quantità totale di energia non cambia. Questa legge si applica solo ai sistemi chiusi, ovvero ai sistemi che non possono scambiare energia con il loro ambiente. L'universo, ad esempio, è un sistema chiuso, mentre una tazza di caffè che si raffredda lentamente su un piano di lavoro non lo è.

Sistemi

Se un sistema può scambiare energia con l'ambiente circostante, non è un sistema chiuso sistema e conservazione dell'energia non si applica. La terra, per esempio, non è un sistema chiuso perché può sia ricevere calore dal sole e irradiare calore nello spazio. Poiché è un sistema aperto, la sua energia totale può cambiare. L'universo nel suo complesso è un sistema chiuso perché, per quanto ne sappiamo, non è in contatto con altri sistemi o universi. Di conseguenza, l'energia totale dell'universo rimane invariata.

Forme di energia

L'energia può assumere molte forme diverse. Un oggetto che si muove, ad esempio, ha energia cinetica o energia di movimento. Un oggetto sollevato sopra il terreno ha energia potenziale gravitazionale perché la gravità attira l'oggetto e lo fa "volere" cadere. La luce del sole è energia sotto forma di radiazione. Le molecole del tuo cibo hanno un'energia potenziale chimica che puoi estrarre attraverso la digestione e il tuo corpo ha energia nella forma più ovvia di tutto - il calore.

Conversione energetica

Nell'universo come nel suo insieme, l'energia non viene mai distrutta - cambia solo le forme. Quando una roccia cade, per esempio, il potenziale gravitazionale che possiede in virtù della sua altezza viene trasformato in energia cinetica, e quando colpisce il terreno l'energia cinetica diventa calore. Le piante prendono le radiazioni e convertono l'energia che contiene in energia potenziale chimica che a tua volta estragga quando mangi il cibo. Una centrale elettrica prende energia chimica potenziale nel carbone e la trasforma in energia elettrica. In tutti questi scenari, l'energia sta cambiando solo le forme.

Prima legge

La prima legge della termodinamica è un altro modo per affermare la legge di conservazione dell'energia. Dice che per ogni sistema, il cambiamento nella sua energia totale è uguale alla quantità di lavoro che fa meno la quantità di energia trasferita ad esso come calore. Questo è semplicemente un altro modo per spiegare la stessa idea, perché l'energia del sistema rimane costante a meno che non riceva energia sotto forma di lavoro o di calore.