Енергія не виникає з нічого і не зникає в нікуди; вона лише переходить з однієї форми в іншу або передається від одного тіла до іншого.
Цей принцип є одним із фундаментальних законів фізики і справджується для всіх відомих фізичних процесів — механічних, теплових, електричних, хімічних, ядерних та біологічних.
Формулювання закону
У замкненій (ізольованій) системі повна енергія залишається сталою:
E = const
або
Eпоч = Eкін
де:
- Eпоч — повна енергія системи до процесу
- Eкін — повна енергія системи після процесу
Основні форми енергії
- Механічна (кінетична та потенціальна)
- Теплова (внутрішня)
- Електрична та магнітна
- Хімічна
- Ядерна
- Світлова (електромагнітна)
Енергія може перетворюватися між цими формами, але їхня сума залишається незмінною.
Закон збереження механічної енергії
Якщо в системі діють лише консервативні сили, то:
Eмех = Ek + Ep = const
де:
Ek — кінетична енергія
Ep — потенціальна енергія
Передача енергії
Енергія може передаватися:
- Роботою
- Теплообміном
- Електромагнітним випромінюванням
Загальний баланс енергії:
ΔE = A + Q
де:
- ΔE — зміна внутрішньої енергії
- A — робота
- Q — кількість теплоти
Приклади дії закону
- Падіння тіла: потенціальна → кінетична енергія
- Електроплита: електрична → теплова
- Двигун: хімічна → механічна
- Сонце: ядерна → світлова і теплова
Значення закону
- Основа всієї класичної та сучасної фізики
- Ключовий принцип термодинаміки
- Дає змогу розраховувати енергетичні процеси в техніці та природі
Закон збереження енергії стверджує, що енергія є універсальною мірою руху та взаємодії матерії, і жоден реальний процес не може порушити її збереження — можливі лише перетворення та передача.