De eenvoudigste definitie van energie is "het vermogen om werk te doen". Energie is hoe dingen veranderen en bewegen. Het is overal om ons heen en neemt allerlei vormen aan. Het kost energie om eten te koken, naar school te rijden en in de lucht te springen. Voor de evolutie van levensvormen op aarde is energie nodig. Er zijn verschillende vormen van energie - warmte, elektrisch, chemisch, nucleair, enz.
De wet van behoud van energie stelt dat energie niet kan worden gecreëerd of vernietigd, maar van de ene vorm in de andere kan worden veranderd. Als je alle vormen van energie in aanmerking neemt, blijft de totale energie van een geïsoleerd systeem altijd constant.
Dit betekent dat in een geïsoleerd systeem zoals het universum, als er een energieverlies is in een deel ervan, er een gelijke hoeveelheid energie moet worden gewonnen in een ander deel van het universum. Energie verandert van vorm, maar de totale hoeveelheid energie in het universum blijft hetzelfde.
Wanneer we energie gebruiken, verdwijnt het niet, maar verandert het van de ene vorm van energie in de andere. Een automotor verbrandt bijvoorbeeld benzine en zet de chemische energie in benzine om in mechanische energie. Een ander goed voorbeeld van de wet van behoud van energie is dat zonnecellen stralingsenergie omzetten in elektrische energie.
Wanneer we energieconversies in ons dagelijks leven waarnemen, kan het lijken alsof energie constant verdwijnt. Als we bijvoorbeeld een voetbal over de grond trappen, geven we kinetische energie aan de bal. Het zal een tijdje rollen maar uiteindelijk stoppen. Laten we eens kijken wat er met de kinetische energie van de bal zou kunnen zijn gebeurd. Terwijl de bal rolt, wrijft hij tegen de grond. Sommige kinetische energie verandert door wrijving in warmte. Een deel van de energie van de bal verandert ook in geluidsenergie die je kunt horen als de bal beweegt. Hoewel de bal kinetische energie verliest, neemt de totale hoeveelheid energie in het universum niet af. De bal verliest energie, maar deze energie wordt overgebracht naar andere delen van het universum. Energie wordt bespaard; het kan niet worden gemaakt of vernietigd. Hoewel het in veel gevallen lijkt alsof er energie wordt gewonnen of verloren, verandert het in werkelijkheid alleen van vorm.
Behoud van energie is een energiebalans in het universum. Wanneer een voetbal wordt getrapt, wordt een bepaalde hoeveelheid energie overgedragen door de trap. De bal krijgt een gelijke hoeveelheid energie, meestal in de vorm van kinetische energie. De kinetische energie van de bal neemt echter af omdat een deel van die energie wordt omgezet in geluidsenergie en warmte door de wrijving tussen de bal en de grond. Volgens de wet van behoud van energie is de hoeveelheid energie die een voetballer aan de bal geeft door te trappen gelijk aan de energie die de bal wint. Op zijn beurt is de energie die de bal verliest gelijk aan de hoeveelheid energie die wordt overgedragen aan het universum als geluidsenergie en warmte als de bal vertraagt.
In grote lijnen kan energie worden onderverdeeld in twee brede categorieën:
Energie kan verschillende vormen aannemen. Hier zijn enkele voorbeelden
De standaardeenheid voor energie is de Joule , afgekort als J. Er worden ook andere eenheden voor het meten van energie gebruikt: kilowattuur, calorieën, Newtonmeter, thermen en foot-pounds.
Energieoverdracht vindt plaats wanneer energie van de ene plaats naar de andere gaat. Energie kan van het ene object naar het andere gaan, zoals wanneer de energie van je bewegende voet wordt overgebracht naar een voetbal of energie van de ene vorm in de andere kan veranderen. Wanneer de energie in een batterij wordt gebruikt om een elektronisch apparaat van stroom te voorzien, wordt chemische energie omgezet in elektrische energie, die langs draden beweegt. Energie kan worden overgedragen door licht, geluid en warmte.
Energie kan worden overgedragen als licht - Lichtenergie is de enige vorm van energie die we kunnen zien. Licht van de zon helpt planten groeien en maakt voedsel voor ons om van te genieten. De energie van de zon drijft ook zonnecellen aan, die kunnen worden gebruikt om elektriciteit op te wekken.
Energie kan worden overgedragen als geluid - Luide concerten, fanfares of luide muziek die door luidsprekers komt, produceren soms genoeg energie zodat u de trillingen in uw lichaam kunt voelen. Geluidsenergie wordt overgedragen wanneer een geluidsgolf van zijn bron als een trommel naar een ander object reist. Als het geluid hard genoeg is, zullen de golven zeer intense trillingen creëren die je in je borst kunt voelen.
Energie kan worden overgedragen als warmte – Als je bij een kampvuur zit, voel je de warmte je lichaam verwarmen. Warmte kan van warme objecten naar koelere objecten gaan.
Enkele alledaagse voorbeelden van de wet van behoud van energie zijn als volgt:
Een interessant gevolg van de wet van behoud van energie is dat het betekent dat perpetuum mobile van de eerste soort niet mogelijk is. Met andere woorden, een systeem moet een externe voeding hebben om continu onbeperkte energie aan zijn omgeving te leveren.
