Найпростішим визначенням енергії є «здатність виконувати роботу». Енергія - це те, як речі змінюються та рухаються. Воно всюди навколо нас і набуває різноманітних форм. Енергія потрібна, щоб приготувати їжу, доїхати до школи та стрибнути в повітря. Для еволюції форм життя на Землі потрібна енергія. Існують різні види енергії – теплова, електрична, хімічна, ядерна тощо.
Закон збереження енергії стверджує, що енергію не можна ні створити, ні знищити, але вона може переходити з однієї форми в іншу. Якщо врахувати всі види енергії, то повна енергія ізольованої системи завжди залишається постійною.
Це означає, що в ізольованій системі, такій як Всесвіт, якщо є втрата енергії в якійсь її частині, має бути приріст такої ж кількості енергії в іншій частині Всесвіту. Енергія змінює форму, але загальна кількість енергії у Всесвіті залишається незмінною.
Коли ми використовуємо енергію, вона не зникає, а перетворюється з однієї форми енергії на іншу. Наприклад, двигун автомобіля спалює бензин, і він перетворює хімічну енергію в бензині в механічну. Іншим хорошим прикладом закону збереження енергії є сонячні елементи, які перетворюють енергію випромінювання в електричну.
Коли ми спостерігаємо перетворення енергії в нашому повсякденному житті, може здатися, що енергія постійно зникає. Наприклад, якщо ми б’ємо футбольний м’яч по землі, ми надаємо м’ячу кінетичну енергію. Деякий час він буде котитися, але зрештою зупиниться. Давайте розглянемо, що могло статися з кінетичною енергією кульки. Коли м’яч котиться, він треться об землю. Частина кінетичної енергії перетворюється на тепло в результаті тертя. Частина енергії м’яча також перетворюється на звукову енергію, яку можна почути, коли м’яч рухається. Хоча м’яч втрачає кінетичну енергію, загальна кількість енергії у Всесвіті не зменшується. Куля втрачає енергію, але ця енергія передається іншим частинам Всесвіту. Енергія зберігається; його не можна ні створити, ні знищити. Хоча в багатьох випадках може здатися, що енергія отримується або втрачається, насправді вона лише змінює форму.
Збереження енергії - це баланс енергії у Всесвіті. Під час удару по футбольному м’ячу ногою передається певна кількість енергії. М'яч отримує рівну кількість енергії, переважно у вигляді кінетичної енергії. Однак кінетична енергія м’яча зменшується, оскільки частина цієї енергії перетворюється на звукову енергію та тепло від тертя між м’ячем і землею. Відповідно до Закону збереження енергії, кількість енергії, яку футболіст віддає м’ячу ударом ногою, дорівнює енергії, яку отримує м’яч. У свою чергу, енергія, яку втрачає м’яч, дорівнює кількості енергії, яка передається у Всесвіт у вигляді звукової енергії та тепла, коли м’яч сповільнюється.
Загалом енергію можна розділити на дві великі категорії:
Енергія може приймати різні форми. Ось кілька прикладів
Стандартною одиницею вимірювання енергії є джоуль , який скорочено позначається як Дж. Використовуються деякі інші одиниці вимірювання енергії – кіловат-години, калорії, ньютон-метри, терми та фут-фунти.
Передача енергії відбувається, коли енергія переміщується з одного місця в інше. Енергія може переходити від одного об’єкта до іншого, як коли енергія від вашої рухомої ноги передається на футбольний м’яч, або енергія може переходити з однієї форми в іншу. Коли енергія батареї використовується для живлення електронного пристрою, хімічна енергія перетворюється на електричну, яка рухається по проводах. Енергія може передаватися через світло, звук і тепло.
Енергія може передаватися як світло . Енергія світла є єдиною формою енергії, яку ми можемо бачити. Світло від сонця допомагає рослинам рости та робить їжу, якою ми можемо насолоджуватися. Енергія сонця також живить сонячні елементи, які можна використовувати для виробництва електроенергії.
Енергію можна передати у вигляді звуку . Гучні концерти, оркестри або гучна музика, що лунає через динаміки, іноді виробляють достатньо енергії, щоб ви могли відчути вібрацію свого тіла. Звукова енергія передається, коли звукова хвиля рухається від свого джерела, як барабан, до іншого об’єкта. Якщо звук досить гучний, хвилі створять дуже інтенсивні вібрації, які ви можете відчути у своїх грудях.
Енергія може передаватися у вигляді тепла . Коли ви сидите біля багаття, ви відчуваєте, як тепло зігріває ваше тіло. Тепло може переходити від теплих предметів до холодніших.
Деякі типові приклади закону збереження енергії наведені нижче
Одним із цікавих наслідків закону збереження енергії є те, що вічні двигуни першого роду неможливі. Іншими словами, система повинна мати зовнішнє джерело живлення, щоб безперервно постачати необмежену кількість енергії в навколишнє середовище.
