- Qual è il principio di conservazione dell'energia?
- Esempi del Principio di conservazione dell'energia
Spieghiamo cos'è il Principio di Conservazione dell'Energia, come funziona e alcuni esempi pratici di questa legge fisica.
Qual è il principio di conservazione dell'energia?
Il principio di conservazione dell'energia o Legge sul risparmio energetico, noto anche come Primo Principio della Termodinamica, afferma che la quantità totale di Energia in un sistema fisico isolato (cioè senza alcuna interazione con altri sistemi) rimarrà sempre lo stesso, tranne quando si trasformerà in altri tipi di energia.
Questo è riassunto nel principio che l'energia nel universo Non può essere né creato né distrutto, solo trasformato in altre forme di energia, come l'energia elettrica in energia calorica (è così che funzionano i resistori) o in energia luminosa (è così che funzionano le lampadine). Pertanto, durante l'esecuzione di determinati lavori o in presenza di determinate reazioni chimiche, la quantità di energia iniziale e finale apparirà variata se non si tiene conto delle sue trasformazioni.
Secondo il Principio di Conservazione dell'Energia, quando si introduce una certa quantità di calore (Q) in un sistema, questa sarà sempre uguale alla differenza tra l'aumento della quantità di energia interna (ΔU) più la lavoro (W) fatto da said sistema. In questo modo abbiamo la formula: Q = ΔU + W, da cui segue che U = Q - W.
Questo principio vale anche per il campo dellachimica, poiché l'energia coinvolta in una reazione chimica tenderà ad essere sempre conservata, proprio come lamassa, tranne nei casi in cui quest'ultima si trasforma in energia, come indicato dalla famosa formula di Albert Einstein di E = m.c2, dove E è l'energia, m è la massa e c èvelocità della luce. Questa equazione è della massima importanza nelle teorie relativistiche.
L'energia, quindi, non si perde, come è già stato detto, ma può cessare di essere utile per compiere lavoro, secondo la Seconda Legge della Termodinamica:entropia (disordine) di un sistema tende ad aumentare al crescere dellatempo metereologicoIn altre parole, i sistemi tendono inevitabilmente al disordine.
L'azione di questa seconda legge in accordo con la prima è ciò che impedisce l'esistenza di sistemi isolati che mantengono intatta la loro energia per sempre (come il movimento perpetuo, o il contenuto caldo di un thermos). Che l'energia non possa essere creata o distrutta non significa che rimanga invariata.
Esempi del Principio di conservazione dell'energia
Supponiamo che ci sia una ragazza su uno scivolo, a riposo. Solo uno agisce su di esso energia potenziale gravitazionalePertanto, la sua energia cinetica è 0 J. Mentre scivola lungo lo scivolo, invece, la sua velocità aumenta e così anche il suo Energia cinetica, ma quando perde altezza, diminuisce anche la sua energia potenziale gravitazionale. Infine, raggiunge la massima velocità proprio alla fine dello scivolo, con la sua massima energia cinetica. Ma la sua altezza sarà diminuita e la sua energia potenziale l'energia gravitazionale sarà 0 J. Un'energia viene trasformata in un'altra, ma la somma di entrambe produrrà sempre la stessa quantità nel sistema descritto.
Un altro possibile esempio è il funzionamento di una lampadina, che riceve una certa quantità di energia elettrica attivando l'interruttore e trasformandolo in energia luminosa e in energia termica, poiché la lampadina si riscalda. La quantità totale di energia elettrica, termica e luminosa è la stessa, ma è stata trasformata da elettrica in luminosa e termica.